Please use this identifier to cite or link to this item: http://www.repositorio.ufc.br/handle/riufc/4762
Title in Portuguese: Estudo da seletividade de lipases para a obtenção de ésteres de ácidos graxos
Title: Study of the selectivity of lipases to obtain fatty acids esters
Author: Bastos, Ana Karine Pessoa
Advisor(s): Ferreira, Andrea Lopes de Oliveira
Co-advisor(s): Fernandes, Fabiano André Narciso
Keywords: Engenharia química
Enzimas
Seletividade
Ésteres
Ácidos graxos
Lipase
Issue Date: 27-Feb-2013
Citation: BASTOS, A. K. P. Estudo da seletividade de lipases para a obtenção de ésteres de ácidos graxos. 2013. 106 f. Tese (Doutorado em Engenharia Química)-Centro de Tecnologia, Universidade Federal do Ceará, Fortaleza, 2013.
Abstract in Portuguese: Os ésteres de ácidos graxos representam uma das mais importantes classes de compostos orgânicos devido à diversidade de aplicações, tais como aromas, biopesticida, biodiesel e antimicrobianos. O setor industrial de óleos e gorduras, bem como as pesquisas científicas, tem desenvolvido diversos processos para manipular a composição das misturas de triglicerídeos para a síntese de ésteres a partir dos ácidos graxos, por rota química ou enzimática. Nesse contexto, a lipase é a enzima mais amplamente utilizada por apresentar diversas vantagens relacionadas à sua especificidade. Assim, o objetivo deste estudo foi avaliar a seletividade das lipases imobilizadas de Candida antarctica tipo B e de Rhizopus oryzae em relação aos ácidos graxos saturados (AGS) e insaturados (AGI), bem como a conversão destes em ésteres etílicos. A seletividade foi avaliada em relação ao ácido oleico (insaturado) e o ácido eicosanóico (saturado), obtidos na hidrólise química do óleo do peixe tilápia (Oreochromis niloticus). Para análise da seletividade foi realizado um planejamento experimental composto central 24, variando a velocidade de agitação (rpm), temperatura (ºC), razão molar (etanol:ácido graxo) e quantidade de enzima (%m), mantendo-se fixa a quantidade de peneira molecular – zeólita 5 Å – (5 %m) e o tempo reacional (24 h). Da mesma forma, o comportamento das enzimas em relação aos AGS foi avaliado segundo planejamento experimental composto central 23, variando temperatura (ºC), razão molar (etanol:ácido graxo) e quantidade de enzima (%m), mantendo-se fixa a quantidade de peneira – zeólita 5 Å – molecular (5 %m), agitação (180 rpm) e tempo reacional (24 h), utilizando como substrato uma mistura de ácidos palmítico e esteárico. Em todas as análises estatísticas foram considerados 85% de intervalo de confiança. Em relação à esterificação dos ácidos graxos do óleo de peixe hidrolisado, ambos os catalisadores foram seletivos para o ácido saturado eicosanóico. Quase todas as variáveis estudadas influenciaram na seletividade da lipase de R. oryzae, enquanto quase nenhuma foi significativa para a seletividade da lipase de C. antarctica. Quando a resposta estudada foi a conversão, a lipase de C. antarctica foi responsável pelas maiores conversões de ácido oleico em oleato de etila. Quando os ensaios foram realizados utilizando lipase de R. oryzae, mais variáveis significativas foram encontradas para o modelo de conversão. No meio reacional contendo a mistura de AGS, ambas as lipases apresentaram maior afinidade pelo ácido palmítico. A faixa de valores selecionada para avaliar a influência na seletividade não afetou significativamente a resposta da lipase de C. antarctica, mas foram todas significativas para a de R. oryzae. Quanto à conversão, a lipase de C. antarctica foi responsável pelas maiores conversões de ácidos esteárico e praticamente todas as variáveis selecionadas foram significativas para o modelo da conversão quando ambas as enzimas foram utilizadas.
Abstract: Esters of fatty acids represent one of the most important classes of organic compounds due to ther variety of applications, such as flavoring, biopesticide, biodiesel and antimicrobials. Oils and fats industry as well as scientific researches have developed many different processes to manipulate composition of triglycerides mixtures. The aim is synthesis of esters from fatty acids by chemical or enzymatic routes. In this context, lipase is the most widely used enzyme due to several advantages related its specificity. The aim of this study was to evaluate the selectivity of immobilized lipases of Candida antarctica type B and Rhizopus oryzae compared to saturated (SFA) and unsaturated (UFA) fatty acids as well as their yield into ethyl esters. Selectivity was assessed with respect to oleic acid (unsaturated) and eicosanoic acid (saturated), obtained from chemical hydrolysis of fish oil Tilapia (Oreochromis niloticus), through 24 central composite design using agitation rate (rpm), temperature (°C), molar ratio (ethanol:fatty acid) and amount of enzyme (%wt) as independ variables (design factors). The amount of molecular sieve – zeolite 5 Å – (5 %wt) and reaction time (24 h) were fixed. Likewise, the behavior of both enzymes to the SFA was evaluated according to 23 central composite design where temperature (°C), molar ratio (ethanol:fatty acid) and amount of enzyme (%wt) were independ variables. The amount of molecular sieve – zeolite 5 Å – (5 %wt), stirring (180 rpm) and reaction time (24 h) were fixed and a mixture of palmitic and stearic acids was used as substrate. A confidence interval of 85% was considered for all statistical analyses. Regarding the esterification of fatty acids from hydrolyzed fish oil, both catalysts were selective for saturated eicosanoic acid rather than for the unsaturated acid. The design factors did not present significant effect on response variable when lipase from C. antarctica was used like catalyst. However all design factors presented an influence on the selectivity when lipase from R. oryzae was used like catalyst. In this way, lipase of C. antarctica lead to higher conversions of oleic acid into ethyl oleate and more significant variables have been found for the model when lipase of R. oryzae was uesd in assays. In the reaction medium containing the mixture of SFA, both lipases showed higher affinity for palmitic acid. The values range selected to evaluate the selectivity did not present significant effect on responses when lipase from C. antarctica was used, however that value range was significant for all assays performed using lipase from R. oryzae. The higher stearic acid conversions were obtained when lipase from C. antarctica was used like catalyst and all design factors were significant for both enzymes.
URI: http://www.repositorio.ufc.br/handle/riufc/4762
metadata.dc.type: Tese
Appears in Collections:DEQ - Teses defendidas na UFC

Files in This Item:
File Description SizeFormat 
2013_tese_akpbastos.pdf2,32 MBAdobe PDFView/Open


Items in DSpace are protected by copyright, with all rights reserved, unless otherwise indicated.