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Diseño de biocatalizador para la producción continua de mono y diglicéridos
· Introducción den a formar agregados que dificultan de actividad en el rango de 8
Los mono y diglicéridos son ésteres del con el sustrato y por lo tanto sólo las cial, marca ''Vicentin'') fue adquirido en
glicerol con uno o dos ácidos grasos que se encuentran en la superficie pue- una tienda local. Los reactivos emplea-
respectivamente. Son de gran impor- den realizar su función, lo que resulta dos fueron KH PO , K HPO (Anedra),
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tancia en la industria alimenticia, cos- en una reducción de su actividad (Salis bioetanol comercial 96% v/v (Porta
mética, farmacéutica y química debi- et al., 2010). Sin embargo, estas lipa- Hnos.), ácido clorhídrico (HCl) (grado
do a su acción como emulsificantes y sas pueden inmovilizarse en distintos analítico, Cicarelli), n-hexano (grado
surfactantes que le otorga su estructura materiales para mejorar su estabilidad analítico, Merck), isopropanol (están-
anfipática (Thengumpillil et al., 2003). y reutilización, obteniéndose biocatali- dar analítico, Fluka), acetonitrilo (grado
Las principales formas de producción zadores con alta selectividad, eficiencia analítico, Merck), copolímero Pluronic
utilizadas hoy en día son la esterifica- y rendimiento (Liu et al., 2010; Salis et P123 (BASF Corp), tetraetil ortosilicato
ción del glicerol con el ácido graso bajo al., 2008). (TEOS) (Aldrich) y agua miliQ. Filtros
catálisis homogénea ácida, la alcohóli- de jeringa (polipropileno, de 25 mm
sis y la transesterificación de triglicé- Para lograr el máximo de sitios activos de diámetro y 0,2 micras de tamaño de
ridos y glicerol con diferentes cataliza- y lograr un poder catalítico completo, poro) fueron suministrados por VWR.
dores, como óxidos de metales, bases es conveniente dispersar la enzima en
inorgánicas (CaO, NaOH o KOH) y superficies como las de los materiales
sales sódicas de alcoholes de bajo peso mesoporosos. Distintos materiales han Síntesis y modificación del material
molecular. Todos estos procesos necesi- sido utilizados para este fin como sílica SBA-15
tan temperaturas muy elevadas de entre gel, epoxy SiO -PVA, Celita, SBA-15
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210-240 °C (Bossaert et al., 1999). entre otros; como así también enzimas El material SBA-15 puro se sintetizó
Cualquiera de estas vías utilizadas da lipasas de distintos microorganismos disolviendo 4,0 g de Pluronic P123 en
como resultado una mezcla de glicé- tales como Penicillium camemberti, 30 g de agua y 120 g de HCl 2 M con
ridos que generalmente posee color y Rhizopus arrhizus, Rhizopus delemar, agitación a 40 °C. A continuación se
aroma, lo que hace que no puedan ser Rhizomucor miehei, Chromobacterium añadieron 8,50 g de TEOS y se agitó a
utilizados directamente en alimentos o viscosum, Pseudomonas fluorescens y 40 °C durante 20 h. La mezcla se enve-
cosméticos, por lo que es necesario una más (Berger and Schnelder, 1992; Men- jeció a 100 °C durante toda una noche
purificación por destilación. Por otro des et al., 2011; Salis et al., 2009). sin agitación. El producto sólido se
lado, estos procesos utilizan altas tem- filtró, se lavó y se secó a 60 °C duran-
peraturas además de ácidos y bases; lo En base a esto, se propuso desarrollar un te una noche. Luego se calcinó a 500
que genera la necesidad de una infraes- biocatalizador utilizando la enzima lipa- °C durante 6 horas, con una rampa de
tructura especial en la industria. sa de Pseudomonas fluorescens inmovi- calentamiento de 1°C/min.
lizada por medio de adsorción física al
Como alternativa a estos catalizadores, soporte SBA-15 (Santa Bárbara Amor-
surge la posibilidad de utilizar enzimas phous 15) y a partir de ello, generar un Caracterización del material
para la producción de los mismos com- reactor continuo de producción de mono
puestos con la ventaja de obtener mayo- y diglicéridos por transesterificación de El análisis de SAXS (dispersión de
res rendimientos en condiciones de reac- triglicéridos con etanol 96%. rayos X a bajos ángulos) se llevó a cabo
ción suaves, lo que resulta en productos en el Laboratorio Nacional de Luz Sin-
de mayor calidad y menor consumo de crotron (LNLS) de Campinas, Brasil. El
energía (Ferreira-Dias et al., 2001). · Materiales y métodos detector utilizado fue un Pilatus 300k de
Dectris. Los patrones de difracción de
Las enzimas que presentan actividad Materiales rayos X (XRD) de las muestras se regis-
para realizar reacciones de transeste- traron en un difractómetro PANalytical
rificación, alcohólisis o esterificación La lipasa de Pseudomonas fluorescens X'Pert Pro con radiación Cu Kα (λ =
se denominan lipasas (EC 3.1.1.3 tria- (PFL, ≥20,000 UI/g a 55 °C, pH 8,0) 1,5418 Å) en el rango de 2θ de 20 ° a
cilglicerol acilhidrolasa) y representan fue adquirida de Sigma-Aldrich Co. (St. 80 °. Las micrografías SEM (microsco-
un grupo de enzimas solubles en agua Louis, EE.UU.). Ésta es una enzima con pía electrónica de barrido) se obtuvieron
que catalizan originalmente la ruptu- alta actividad lipolítica producida por mediante un JEOL modelo JSM 6380
ra y formación de los enlaces éster de "Amano Labs". Tiene un peso molecular LV. El voltaje de aceleración fue de 20
sustratos lipídicos insolubles en agua. de aproximadamente 33 kD, un punto kV. Imágenes TEM (microscopía elec-
Una desventaja de utilizar estas enzi- isoeléctrico igual a 4, un intervalo de trónica de transmisión) fueron obteni-
mas en medios no acuosos, es que tien- estabilidad de 4
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