Síntese enzimática do caprilato de isopentila utilizando óleo fúsel como matéria-prima

Abstract

publicado na web em 24/03/2017 ENZYMATIC SYNTHESIS OF ISOPENTYL CAPRYLATE USING FUSEL OIL AS FEEDSTOCK. Four commercial lipase preparations immobilized by covalent attachment on epoxy-polysiloxane-β-cyclodextrin were tested as potential biocatalysts to mediate the esterification reaction of isopentanol with caprylic acid in solvent-free medium. Among them, the immobilized lipase from Rhizopus oryzae was the most active biocatalyst, attained ester conversion higher than 80% in 24 h, being selected for subsequent tests using fusel oil as source of isopentanol. An experimental design was performed and the analysis of the results revealed that the formation of the isopentyl caprylate was strongly influenced by the variable molar ratio at 95% of confidence level. The proposed mathematical model allowed predicting that the excess of caprylic acid (molar ratio fusel oil to acid of 1:1.5) and reaction temperature of 45 °C favor the reaction to attain high ester conversion. Sensory evaluation of the flavors profile in relation to all the components involved in the reaction (caprylic acid, fusel oil and esters) showed that the formed esters had distinct aromas from the starting materials, confirming that the changes in flavors occurred before and after esterification reactions.Keywords: isopentyl caprylate; immobilized lipase; fusel oil; optimization; esterification. INTRODUÇÃOEntre os diversos subprodutos gerados pela Indústria Sucroalcooleira, o óleo fúsel apresenta amplo potencial de reaproveitamento devido sua composição rica em alcoóis superiores e elevado volume gerado (120 milhões de litros/ ano). 1Apesar do seu aproveitamento não atuar diretamente na redução do custo final do álcool, sua utilização como insumo nas indústrias de transformação certamente representa um importante passo para aumentar a eficiência global da produção industrial do etanol. Atualmente, a taxa de recuperação do óleo fúsel é de apenas 25% do total produzido no país, ou seja, 30 milhões de litros/ ano.3 Possíveis alternativas para o aproveitamento deste subproduto incluem a produção de alcoóis superiores por destilação fracionada, 4 e síntese de ésteres por via química ou biotecnológica. [5][6][7] Ésteres são componentes importantes de aromas naturais e contribuem na formação e acentuação dos aromas em diversos alimentos. 8-11Com a demanda crescente de produtos naturais, a indústria de alimentos está interessada no uso da rota biotecnológica para produção de ésteres aromatizantes.11 Desta forma, é crescente o interesse da aplicação de catalisadores bioquímicos em síntese orgânica, 8-10 entre os quais especial atenção tem sido dedicada às enzimas lipolíticas (lipases e esterases), em função da elevada atividade catalítica exibida em diversos meios não convencionais. 9,10A síntese catalisada por lipases (glicerol éster hidrolases EC 3.1.1.3) de mais de 50 ésteres de aromatizantes já foi descrita na literatura 8,11 e, em princípio, a reação pode ser conduzida em meio reacional constituído de álcool e ácido carboxílico em presença ou ausência de...

Synthesis of Isopropyl Palmitate by Lipase Immobilized on a Magnetized Polymer Matrix

“…Other reagents such as isopropyl alcohol (99.5 %) and heptane (95 %) were from Cromoline. The standard isopropyl palmitate for the calibration method via chromatographic analysis was obtained by chemical synthesis according to Vilas Bôas et al [12].…”

“…Operating conditions were column temperature of 150°C for 7 min, 200°C for 1 min, and 300°C for 2 min at a heating rate of 25°C min -1 . The palmitic acid content was determined by titration of aliquots diluted in ethanol using 0.02 mol L -1 KOH and phenolphthalein as indicator [12] and used to calculate the amount of ester produced according to Eq. (1), where [acid] i is the initial concentration of palmitic acid and [acid] f is the concentration of palmitic acid at a given time.…”