B-Lipasa

INMOVILIZACIÓN DE LIPASAS: ESTUDIO DE LA ACTIVIDAD CATALÍTICA EN LA ESTERIFICACIÓN DE ÁCIDOS GRASOS
Ana María Cortés, Raúl E. Mora, Julio César Vargas* Departamento de Ingeniería Química, Universidad Nacional de Colombia Ciudad Universitaria, Carrera 30 – Calle 45, Edificio 453, Bogotá – Colombia *Fax: +57 (1) 3 16 53 21 e-mail: jcvargass@unal.edu.co Resumen La producción de ésteres de ácidosgrasos tiene gran interés dadas sus propiedades emulsificantes. En la actualidad, se producen mundialmente 300000 toneladas de agentes de actividad superficial para ser utilizados en el procesamiento de alimentos. Los procesos tradicionales emplean catalizadores químicos (H2SO4, APTS), de notable impacto ambiental y baja selectividad hacia α-monoglicéridos. La búsqueda de nuevos catalizadoresamigables con el ambiente, que sean económicos y con un rendimiento comparable a los catalizadores tradicionales es de gran interés. En la literatura de la última década se reportan aluminosilicatos, zeolitas, resinas de intercambio y óxidos, básicos y ácidos, como catalizadores de la reacción de esterificación. Recientemente, se han estudiado catalizadores de origen biológicos (enzimas). Las enzimasson catalizadores promisorios dadas sus condiciones de proceso (presión, temperatura, tiempo) y su buena conversión, selectividad y estereoespecificidad. Trabajos previos han mostrado que la lipasa Candida antarctica y que algunas resinas de intercambio iónico tipo Lewatit presentan actividad catalítica en la reacción de esterificación de ácidos grasos. Nuestra aproximación consiste en lainmovilización de la lipasa Candida antarctica sobre dos resinas de intercambio iónico: Lewatit 2431 (resina con grupos funcionales sulfónicos) y Lewatit S 3428 (con grupos funcionales amínicos), y el estudio de la actividad catalítica en la reacción de esterificación de ácido esteárico con glicerol para la producción de monoésteres. Para la determinación de la actividad catalítica, la enzima libre einmovilizada (2% p/p de enzima – ácido esteárico) se alimentó al reactor a 70 ºC con agitación continua (800 rpm), posterior a la fusión del ácido. Se introduce el glicerol y se lleva a cabo mediciones de valor ácido en el tiempo durante 1 h para determinar la conversión. Para la determinación de la selectividad hacia α-monoglicéridos se empleó el método del Food Chemical Codex. Para evaluar laestabilidad operacional se realizaron ciclos sucesivos a las mismas condiciones. La resina Lewatit 2431 presenta mejor retención de la actividad (60%, comparada con la enzima libre) frente a un 35% de la resina Lewatit S 3428. La conversión final a monoestearato de glicerilo para la misma carga en peso de catalizador presenta una disminución del 30% para Lewatit 2431 frente a la enzima libre,mientras que la selectividad no se ve afectada. La estabilidad operacional de la enzima inmovilizada descendió al 60% de la actividad inicial después de 3 ciclos. Esto se puede atribuir a la desorción de la enzima, la cual se pierde en la mezcla reaccionante y a la desactivación térmica de la enzima debido a la temperatura de reacción.

Palabras clave: Monoglicéridos, inmovilización enzimática,lipasa.

Introducción Los ésteres grasos son una clase importante de compuestos orgánicos que se sintetizan de diferentes formas: mediante la reacción entre alcoholes y ácidos carboxílicos (esterificación) con eliminación del agua para desplazar el equilibrio, intercambio de grupos acilo entre ésteres y alcoholes (alcohólisis) y entre ésteres (transesterificación). Los productos de laesterificación de ácidos de cadena larga y alcoholes de cadena corta se utilizan como aditivos en la industria de alimentos, aseo, cosmética y farmacéutica. Comúnmente, se producen por reacción química entre un alcohol y un ácido orgánico en presencia de un catalizador ácido. La preparación de ésteres grasos mediante catálisis enzimática ha promovido la optimización de reacciones en medio no acuoso para la...