Síntese de ésteres etílicos utilizando uma lipase recombinante de Rhizopus oryzae

Abstract

Resumo: Os ésteres de ácidos graxos possuem diversas aplicações como na produção de aromas; produção de sabões; fabricação de medicamentos, perfumes e cosméticos; na produção e modificações de componentes alimentares; e também na produção de biocombustíveis. O emprego de enzimas como biocatalisadores nas reações de síntese de ésteres possui vantagens em relação aos catalisadores químicos, sendo assim nos últimos anos aumentou significativamente o interesse pelo processo biocatalítico utilizando lipases. O principal objetivo desta pesquisa foi realizar a síntese do oleato de etila utilizando lipases de Rhizopus oryzae superexpressas na levedura Pichia pastoris. A imobilização em um suporte hidrofóbico (Accurel MP-1000) foi otimizada. A atividade máxima foi 220 42 U.g-1 de suporte pelo método do pNPP (palmitato de para-nitrofenila) em meio orgânico, obtida com uma razão proteína/suporte de 15 mg.g-1. Algumas investigações relacionadas à estabilidade da enzima imobilizada em diferentes temperaturas e solventes também foram realizadas para a possível comparação com a enzima livre. Observou-se maior estabilidade para a enzima imobilizada do que a forma livre em solução, sendo mais estável em n-heptano na temperatura de 40°C, onde houve retenção de 77% da atividade após incubação por 24 h. Em estudos da síntese do oleato de etila, alguns parâmetros foram investigados, tais como a quantidade de catalisador e a razão molar dos substratos. Houve conversão em éster de 93% em 1 h de reação com uma produtividade de 1815 mg.h-1.gcat-1 utilizando-se 70U de atividade de hidrólise contra a trioleína em meio orgânico (100 mg de suporte) e uma razão molar (ácido:álcool) de 1:3. O aumento da quantidade de substratos em 5 vezes em relação aos ensaios preliminares dobrou a produção do oleato de etila (3537 mg.h-1.gcat-1) com conversão de 96% obtida em 0,5 h. Com o aumento de 10 vezes a quantidade de substratos em relação aos estudos preliminares a produtividade do oleato de etila quadriplicou (7200 mg.h-1.gcat-1) com uma conversão de 76% em 0,5 h. A redução da quantidade de catalisador combinada com a otimização da temperatura, aumentou a produtividade para 10163 mg.h-1.gcat-1, com conversão de 79% em 0,5 h. Quando foi realizada a reação na ausência do cossolvente, a produtividade de 1435 mg.h-1.gcat-1 foi obtida, com somente 34% de conversão em 1,5 h. As altas produtividades obtidas neste trabalho indicam que a lipase recombinante de R. oryzae possui um bom potencial para aplicação em processos biocatalíticos em meio orgânico.