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Otimizations of enzymatic synthesis of acetylated monoacylglycerols.

By Carla Lea de Camargo Vianna Cruz

Abstract

Resumo: Os monoacilgliceróis acetilados (MGA) são produtos de alto valor agregado utilizados em coberturas ou filmes comestíveis, gomas de mascar e produtos farmacêuticos entre outros. Esses são usualmente produzidos através de interesterificação química na presença de catalisadores ácidos ou básicos sob alta temperatura, acima de 200°C, consumindo grande quantidade de energia e produzindo compostos indesejáveis no produto. Além disso, há necessidade de se realizar uma destilação molecular para purificar o produto. A interesterificação enzimática ocorre em condições mais suaves eliminando tais problemas e o processo de purificação pode ser uma destilação simples. Este estudo apresenta um processo de obtenção de MGA via enzimática através de reação de interesterificação, e subseqüente destilação. Foram realizados testes para selecionar os substratos e via de processo com ácido oléico, óleo de soja e gordura parcialmente hidrogenada de soja esterificados com triacetina em diferentes proporções. Foram testadas quatro enzimas diferentes Lipozyme TL 100L, Lipozyme IM, Lipozyme RM IM e Lipozyme TL IM. Após seleção da enzima (Lipozyme TL IM) e substrato (gordura parcialmente hidrogenada) foi realizada a otimização utilizando um desenho experimental fatorial completo 23, totalizando 17 ensaios, sendo 3 pontos centrais e 6 axiais. As variáveis independentes foram: tempo (h), temperatura (°C) e quantidade da enzima (% em relação ao total dos substratos). As variáveis dependentes: rendimento de MGA (%) e relação diacilglicerol/monoacilglicerol, foram determinadas por HPSEC (High Performance Size Exclusion Chromatography). A faixa ótima encontrada foi: 6 horas, 65°C e 4% de enzima em relação ao total de substratos. Nestas condições foi possível produzir MGA em concentrações até 85% após destilação. Testes de reutilização da enzima, com 0,4% de enzima nova adicionados em cada ciclo indicam que após 6 ciclos essa mantém alta atividade. O produto purificado apresentou características similares ao produto comercial.Abstract: Acetylated monoacylglycerols (AMG) are high added value products used in coatings or edible films, bubble gums, pharmaceutical products and others. They are usually produced through chemical interesterification, in the presence of acid or basic catalysts at high temperatures (above 200°C), causing high energy demands, producing undesirable by-products and requiring molecular distillation to purify the product. Enzymatic interesterification occurs in mild conditions, eliminating such problems, and the purification process can be a simple distillation. This study presents an enzymatic process to obtain AMG through the interesterification reaction and subsequent distillation. Trials were carried out to select the substrates and process path using oleic acid, soy oil and partially hydrogenated soy fat, esterified with triacetin in different proportions (1:1.5 and 1:3). Four different enzymes were tested: Lipozyme TL 100L, Lipozyme IM, Lipozyme RM and Lipozyme TL IM. After the selection of the enzyme (Lipozyme TL IM) and the substrate (partially hydrogenated fat), the optimization of the reaction was studied using a 23 complete factorial experimental design, totalizing 17 assays, including 3 central and 6 axial points. The independent variables were: time (h), temperature (°C) and quantity of enzyme (% of total substrates). The dependent variables were: AMG yield (%) and diacylglycerol/monoacylglycerol ratio, analyzed through HPSEC (High Performance Size Exclusion Chromatography). The optimal condition found was 6 hours, 65°C and 4% enzyme with respect to total substrates. Under these conditions, it was possible to produce AMG in concentrations of up to 85% after distillation. Enzyme reutilization trials, adding 0.4% new enzyme to each cycle, indicate that, after 6 cycles, high enzyme activity is maintained. The purified product presented characteristics similar to the commercial product

Topics: Interesterificação enzimatica, Lipase, Monogliceridios, Monogliceridios acetilados, Enzymatic interesterification, Lipase, Monoglycerides, Acetylated monoglycerides
Year: 2014
OAI identifier: oai:agregador.ibict.br.RI_UNICAMP:oai:unicamp.sibi.usp.br:SBURI/5666
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