Specificity of Papaya Lipase in Esterification with Respect to the Chemical Structure of Substrates

Abstract

Esterification, catalyzed by papaya (Carica papaya) lipase (CPL), was studied with various alcohols and carboxylic acids under competitive conditions. Acids studied were straight-chain saturates of different chain lengths, with octanoic acid as the reference. Alcohols chosen were aliphatic straight-chain, branched, secondary, tertiary, terpene, and aromatic alcohols of different chain lengths, using 1-hexanol as the reference. The initial reaction rate increased with increasing chain length of the acid from C4:0 to C18:0, followed by a slight decrease with C20:0. In the case of alcohols, an optimum chain length of 8 carbon atoms was obtained for the straight-chain aliphatic group (C2 to C16). Ethanol, 1-propanol, and secondary and tertiary alcohols showed rather low reactivity. Branching of the alcohols was found not to affect the reactivity in esterification; among the terpenes, beta-citronellol [(2E)-3, 7-dimethyl-6-octenol] and geraniol [(2E)-3,7-dimethylocta-2, 6-dien-1-ol] were found to be more reactive than nerol [(2Z)-3, 7-dimethylocta-2,6-dien-1-ol]. The highest reaction rate was found for the aromatic benzyl alcohol (phenylmethanol).

Lipases de látex vegetais: propriedades e aplicações industriais

“…Verificou-se que a lipase apresentou maior atividade de esterificação sempre em meio reacional com uma mistura de ácidos carboxílicos de cadeia curta (C4-C12) e em mistura de álcoois primários também de cadeia curta (C4-C8) 35 . Em contrapartida, foi inativa frente a uma mistura equimolar de álcoois insaturados de cadeia longa 36 (Tabela 4).…”

“…A lipase do látex de C. papaya também foi seletiva para álco-ois aromáticos, em que a velocidade relativa de esterificação do álcool benzílico foi nove vezes maior que com o 1-octanol. Na reação com álcoois terpênicos, foi obtida maior atividade com β-citronelol em comparação a geraniol, nerol e terpineol 35 . Essa elevada seletividade em reação de esterificação garante à lipase do látex de C. papaya inúmeras aplicações industriais, tais como enriquecimento de ácidos graxos contendo cis-4, cis-6 e cis-8 insaturações a partir de misturas com outros ácidos através de resolução cinética 37 ; síntese de ésteres caprilatos a partir de álco-ois primários de cadeia média 36 e síntese de aromas 35 .…”

“…Candida antarctica e de Rhizomucor miehei) em reações de esterificação entre álcoois saturados de diferentes tamanhos e áci-do caprílico, a lipase do látex de C. papaya apresentou maior seletividade quanto aos tamanhos das cadeias alquílicas, confirmando resultados anteriores 35 . Para essa lipase os maiores rendimentos (85%) foram para os álcoois de cadeias curtas (< C8) e os menores (22%), para os de cadeias longas (> C10) 36 , enquanto que para as lipases microbianas os rendimentos foram elevados (90-100%) para todos os álcoois (C4-16 e C18:1, C18:2, C18:3).…”

Effect of water content and temperature onCarica papayalipase catalyzed esterification and transesterification reactions

“…In contrast, the optimal activity temperature for bacterial lipases is between 37°C and 65°C with a majority being at 50-65°C [10,11]. Over the past few years, a large body of work has been reported on reactions catalyzed by plant lipases [12][13][14][15][16][17][18][19][20][21][22][23][24][25]. From an industrial viewpoint, crude plant extracts are readily available and generally are low cost materials.…”

“…Moreover, several plant lipases are obtained as naturally supported crude preparations [16]. Recent work in particular has pointed out that Carica papaya latex exhibits a powerful lipase activity for catalyzing hydrolysis [17,18], esterification [19,20] and interesterification type reactions [18,[21][22][23][24]. Optimal reaction conditions, however, regarding the affect of temperature and level of hydration of the crude enzyme preparation were not reported in detail.…”