Optimization of ethyl ester production from olive and palm oils using mixtures of immobilized lipases

Poppe, Jakeline Kathiele; Matte, Carla Roberta; Peralba, Maria do Carmo Ruaro; Fernández-Lafuente, Roberto; Rodrigues, Rafael C.; Ayub, Marco Antônio Záchia

doi:10.1016/j.apcata.2014.10.050

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“…Após esse tempo, uma alíquota de 1 mL foi misturada com água, e centrifugada. A fase superior, constituída pelo biodiesel foi analisada em cromatógrafo gasoso com detector de ionização de chama (FID) e uma coluna capilar DB-1, conforme condições descritas por Poppe (2015). A quantidade de FAEE (Fatty Acid Ethyl Esters) foi calculada utilizando o método de normalização compensada com padronização interna, com base na norma europeia EN 14103.…”

Section: Tabela 1 -Estratégias De Imobilizaçãounclassified

ESTUDO DAS CONDIÇÕES DE IMOBILIZAÇÃO DA LIPASE DE Thermomyces lanuginosus PARA A PRODUÇÃO DE BIODIESEL

Bordinhão¹,

Matte²,

Poppe³

et al. 2015

Anais Do Congresso Brasileiro De Engenharia Química Em Iniciação Científica - Cobeq IC 2015

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RESUMO -O biodiesel é uma mistura de ésteres alquílicos de ácidos graxos que podem ser obtidos a partir da reação de transesterificação dos triglicerídeos de origem animal ou vegetal com álcoois, sendo uma alternativa substituição do convencional diesel de petróleo. A sua produção pode ser realizada pela catálise enzimática, processo que se torna ainda mais vantajoso quando se utiliza a lipase imobilizada. Neste trabalho, testamos diversos tipos de imobilização de lipases em esferas de quitosana, a fim de avaliar a estabilidade da enzima. Foram realizados testes com imobilização uni e multipontual, utilizando ativação com glicidol e com glutaraldeido. A eficiência foi analisada em virtude do rendimento de reações de produção de biodiesel, utilizando etanol e óleo de soja, e também da estabilidade frente a diversos usos. Assim, foi possível a produção de um derivado enzimático capaz de alcançar 47% de rendimento na síntese de biodiesel, sendo estável após 10 usos mantendo sua atividade inicial. INTRODUÇÃOO biodiesel é uma mistura de mono-alquil ésteres de ácidos graxos obtidos a partir da transesterificação dos triglicerídeos de origem animal ou vegetal com álcoois de cadeia curta, sendo uma alternativa da substituição do convencional diesel de petróleo. (DERMIBAS, 2008). Sua obtenção poder ser realizada via catálise química ou via catálise enzimática.São diversas as vantagens de se empregar lipases como catalisadores, tais como a possibilidade de utilização de condições suaves de reação evitando a formação de subprodutos, além da possibilidade de maior controle e eficiência do processo (GARCIA et al, 2000). Lipases (triacilglicerol éster hidrolases, EC 3.1.1.3) são produzidas por microorganismos (fungos e bactérias), animais e plantas. As enzimas comerciais são derivadas principalmente de fontes microbianas devido aos baixos custos de produção e da facilidade de manipulação de suas propriedades (ANTCZAK, 2009). As lipases podem ser classificadas segundo a sua especificidade em relação à molécula ácida ou alcoólica do substrato. A lipase de Thermomyces lanuginosus, utilizada neste trabalho, é uma lipase 1,3 específica, liberando os ácidos graxos das posições 1 e 3 (CASTRO, 2004).A imobilização de enzimas em um suporte sólido é uma tecnologia importante para a estabilização e melhoramento da atividade da enzima, sendo este processo dependente das interações químicas que ocorrem entre o suporte e as moléculas da enzima (POPPE, 2013).

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Section: Tabela 1 -Estratégias De Imobilizaçãounclassified

ESTUDO DAS CONDIÇÕES DE IMOBILIZAÇÃO DA LIPASE DE Thermomyces lanuginosus PARA A PRODUÇÃO DE BIODIESEL

Bordinhão¹,

Matte²,

Poppe³

et al. 2015

Anais Do Congresso Brasileiro De Engenharia Química Em Iniciação Científica - Cobeq IC 2015

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“…Moreover, lipases can perform reactions with high specificity, regioselectivity and enantioselectivity, becoming the most used enzymes in synthetic organic chemistry [13,[18][19][20]. Therefore, there is substantial interest in developing appropriate lipase preparations for their use in biodiesel synthesis [21,22]. As an initial approach, the study of biodiversity is a valuable tool for the discovery of new lipolytic enzymes useful for biocatalysis [20,23,24].…”

Section: The Enzymesmentioning

confidence: 99%

“…Enzyme immobilization is a well-reported technology that allows application of enzymes in many biocatalyzed processes like in lipase-mediated biodiesel production [9,22,40]. In general, immobilization allows reuse of the biocatalyst, makes the product recovery easier, and frequently enhances enzyme resistance against inactivation by different denaturants, providing more stable and efficient catalysts [41,42].…”

Section: Lipase Immobilizationmentioning

confidence: 99%

Moving towards a Competitive Fully Enzymatic Biodiesel Process

et al. 2015

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Enzymatic biodiesel synthesis can solve several problems posed by the alkaline-catalyzed transesterification but it has the drawback of being too expensive to be considered competitive. Costs can be reduced by lipase improvement, use of unrefined oils, evaluation of soluble/immobilized lipase preparations, and by combination of phospholipases with a soluble lipase for biodiesel production in a single step. As shown here, convenient natural tools have been developed that allow synthesis of high quality FAMEs (EN14214) from unrefined oils in a completely enzymatic single-step process, making it fully competitive.

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“…Furthermore, these enzymes may be specific for the position or type of fatty acid in the glycerol, which allows the variety mixtures of oils, can be produced (Svensson and Adlercreutz 2011). However, as vegetable oils are heterogeneous substrates, containing triacylglycerol formed by very different fatty acids, it's difficult to find a lipase that acts efficiently on all available substrates (Poppe et al 2015;Issariyakul and Dalai 2014). This fact reflects the extensive research for finding best sources of lipases for optimal reaction rates and conversions for one specific substrate (Poppe et al 2015;Rosset et al 2011;Speranza and Macedo 2012).…”

Section: Introductionmentioning

confidence: 99%

“…These reactions initially were mainly produced following the conventional chemical process where one of the most commonly used catalysts is sodium methoxide, which is efficient in terms of reaction team and yields (Poppe et al 2015). However, lipase-catalyzed interesterification has many advantages compared to the corresponding chemical process (Svensson and Adlercreutz 2011).…”

Section: Introductionmentioning

confidence: 99%

Lipase catalyzed interesterification of Amazonian patauá oil and palm stearin for preparation of specific-structured oils

2015

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This study showed that enzymatic interesterification of Amazonian oils could be an important tool in order to produce new oils with physicochemical properties that improve the applications of these raw materials. Structured oils of Amazonian patauá oil and palm stearin using two lipases were produced in three different enzymatic systems: first, a crude lipase from the fungus Rhizopus sp (a microorganism isolated in our laboratory); second, a commercial lipase; and third, to check any synergistic effect, a mixture of both lipases (Rhizopus sp and commercial). The lipase from Rhizopus sp was specific in the incorporation of oleic acid at the sn-1,3 positions of the triacylglycerol, resulting in an oil richer in saturated fatty acid in the sn-2 position. This enzyme, produced by solid-state fermentation, even though crude, was fatty acid and positional specific and able to operate at low concentration (2.5 %, w/w). In the second enzyme system, the commercial lipase from Thermomyces lanuginosus was not specific in the tested conditions; there was no change in the distribution of saturated and unsaturated fatty acids in the three positions of the triacylglycerol profile, there was only a replacement by the type of fatty acid at the same position. In the third enzyme system, the mixture of both lipases shows no synergic effect. The structured oils retained the concentration of bioactive α-and γ-tocopherol in the three enzyme systems.Triacylglycerol classes and Thermal behavior tests indicated the formation of more homogeneous triacylglycerols, especially the mono and di-unsaturated.

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Optimization of ethyl ester production from olive and palm oils using mixtures of immobilized lipases

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Lipase catalyzed interesterification of Amazonian patauá oil and palm stearin for preparation of specific-structured oils

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