Estudo da influência do solvente, carboidrato e ácido graxo na síntese enzimática de ésteres de açúcares

Abstract

Recebido em 21/6/04; aceito em 26/1/05; publicado na web em 30/6/05 STUDY OF THE INFLUENCE OF SOLVENT, CARBOHYDRATE AND FATTY ACID IN THE ENZYMATIC SYNTHESIS OF SUGAR ESTERS BY LIPASES. The aim of this work was to gain knowledge of enzymatic processes for the synthesis fatty acid esters of sugar, with the objective to develop an enzymatic process for the preparation of non-toxic biodegradable surface-active agents derived entirely from renewable resources. A wide range of data were collected for reaction conditions involving different sugars (glucose, fructose and sucrose), fatty acids (oleic, palmitic, lauric), solvents (hexane, heptane and t-butanol) and different sources of lipases in both free and immobilized forms. As a solvent t-butanol provided the best conditions to create a catalytic liquid phase in which the reaction occurs. Sugars were preferentially esterified in the following order: fructose > glucose > sucrose, depending on the enzyme preparation. For fructose no influence was found concerning de acyl donor and similar rates were achieved for all tested fatty acids. Ester synthesis was maximized for substrates containing fructose, lauric or oleic acids, t-butanol and lipase from porcine pancreas immobilized on polysiloxane-polyvinyl alcohol particles. Under such conditions molar conversions were higher than 50%.Keywords: lipase; carbohydrate; esters. INTRODUÇÃOAs mais diversas reações orgânicas (esterificações, interesterificações, trans-esterificações e hidrólises) podem ser efetuadas por rotas de síntese empregando catalisador químico ou bioquímico 1 . Por meio da biocatálise grandes melhorias de processo podem ser obtidas, principalmente em relação aos custos operacionais (tempo de reação, gasto de energia, mão-de-obra) 2 . Por esta razão, é cada vez mais crescente o interesse da aplicação de catalisadores bioquímicos em síntese orgânica 2 . Entre esses, especial atenção tem sido dedicada às enzimas lipolíticas, em função de sua alta atividade catalítica exibida em diversos meios orgânicos, catalisando a transferência de grupos acila de compostos doadores para uma ampla faixa de compostos aceptores diferentes da água 1-3 . As lipases têm sido utilizadas em uma variedade de segmentos biotecnológicos, como em indústrias de alimentos (desenvolvimento de aromas e maturação de queijos), de detergentes, farmacológicas (síntese de naxopreno e ibuprofeno), agroquímica (inseticidas e pesticidas) e oleoquímica (hidrólise de óleos e gorduras, síntese de biossurfactantes) 3-6 . Dentre os possíveis processos catalisados pelas lipases em meio orgânico, a síntese de ésteres apresenta-se como uma vertente bastante promissora, em função da importância de inúmeros ésteres na vida cotidiana 7 . Produtos naturais, tais como triglicerídeos, fosfolipídeos, esteróides, aromatizantes e fragrâncias, apresentam em comum uma ligação éster, apesar das diferentes propriedades físicas e diversas estruturas químicas que possuem 6-8 . Industrialmente, a esterificação empregando a lipase foi comercializada pela Unichema Interna...

Comparação do desempenho da lipase de candida rugosa imobilizada em suporte híbrido de polissiloxano-polivinilálcool empregando diferentes metodologias

“…Para técnica de imobilização por adsorção, o suporte foi previamente neutralizado com solução aquosa de NaOH (0,1 M), conforme metodologia descrita por Gomes et al 19 . Na técnica de imobilização por ligação covalente o suporte foi ativado com uma solução de glutaraldeído 2,5% (v/v), utilizando a proporção de 10 mL da solução para cada 1 g de suporte 16 . Após os tratamentos, o suporte foi lavado exaustivamente com água destilada e solução tampão de fosfato de sódio (0,1 M, pH 8,0), sendo levado à secagem em estufa (60 ºC) por 24 h.…”

“…Recentemente foi testada com sucesso uma matriz híbrida constituída de polissiloxano-álcool polivinílico (POS-PVA) para imobilização de diferentes fontes de lipase: Mucor miehei 14,15 , pancreática 16,17 e Candida antarctica 18 . Essa matriz combina os atributos físico-químicos de materiais inorgânicos e orgânicos, permitindo a manipulação da hidrofilicidade e hidrofobicidade, condutividade elétrica, carga iônica, porosidade e propriedades mecânicas em geral 10,14 , bem como elevada atividade e estabilidade.…”

“…Este trabalho complementa os estudos anteriormente desenvolvidos [14][15][16][17][18] dando ênfase na utilização dessa matriz para imobilização da lipase de Candida rugosa. O objetivo foi comparar a eficiência de diferentes métodos de imobilização (Adsorção Física, Ligação Covalente e Encapsulação) na obtenção de sistemas imobilizados ativos e estáveis para subseqüente aplicação na síntese e hidrólise de ésteres.…”

Successive cycles of utilization of novozym 435 in three different reaction systems

“…In general, hydrophobic solvents are less harmful to the enzymes and the water necessary to maintain the structure of the enzyme. Hydrophilic solvents tend to strip the essential water from the proteic structure, resulting in loss of enzyme activity (De Paula et al, 2005). An ideal organic solvent will also dissolve the substrate well, favoring the progress of the reaction without affecting the enzymatic activity (Tsukamoto, 2006).…”

Assessment of two immobilized lipases activity and stability to low temperatures in organic solvents under ultrasound-assisted irradiation

“…In general, hydrophobic solvents are less harmful to the enzymes significantly with the water necessary to keep of the structure of the enzyme. Hydrophilic solvents tend to strip the essential water of the protein structure, conducting to loss of enzyme activity [10]. Besides, an ideal organic solvent can dissolve considerably the substrate, favoring the progress of the reaction without affecting the enzymatic activity [11].…”