Resumen de Optimization of oligoglycerol fatty acid esters preparation catalyzed by Lipozyme 435
F.L. Wan, Y.L. Teng, Y. Wang, A.J. Li, N. Zhang
- español
Los ésteres grasos de oligoglicerol (OGEs) son una clase importante de ésteres de ácidos grasos de poliglicerol (PGE) que han sido ampliamente utilizados como emulsionantes en alimentación, medicina y en la industria cosmética. El objetivo de este estudio fue investigar la preparación de OGEs mediante la esterificación de oligoglicerol con ácido linoleico en un sistema libre de disolvente utilizando Lipozyme 435 como catalizador. Se estudiaron los efectos en la eficiencia de esterificación (EE) de la relación molar de sustratos, de los tiempos de reacción, las temperaturas de reacción, la dosis de la enzima, y de la adición de agua. Se realizaron ensayos factoriales individuales y metodología de superficie de respuesta (RSM) para optimizar los parámetros de la reacción. Las condiciones óptimas se obtuvieron como sigue: tiempo de reacción 4,52 h, temperatura de reacción 90 °C, dosis de enzima 2% en peso (basado en la masa total del sustrato), la relación molar de ácido linoleico:oligoglicerol fue de 1,59:1 sin adición de agua. Bajo estas condiciones, el EE experimental (95,82±0,22%) se corresponde bien con lo predicho mediante RSM (96,15%). Se obtiene un resultado similar cuando el proceso se escaló a una producción piloto de hasta 500 g en un reactor de columna de burbujas (BCR). La enzima mantiene el 98,2% de su actividad relativa después de 10 lotes de reacción en el BCR. Se empleó un espectrómetro de masas de ionización mediante electrospray para analizar rápidamente los productos de esterificación, y se han identificado la mayoría de las especies de OGEs.
- English
Oli goglycerol fatty acid esters (OGEs) are an important kind of polyglycerol fatty acid esters (PGEs) which have been widely used as emulsifiers in food, medicine and cosmetic industries. The aim of this study was to investigate the preparation of OGEs by the esterification of olig oglycerol with linoleic acid in a solvent- free system using Lipozyme 435 as the catalyst. The effects of substrate molar ratio, reaction time, reaction temperature, enzyme dosage, and water addition on the efficiency of esterification (EE) were studied. Single factor experiments and response surface methodology (RSM) were employed to optimize the reaction parameters. The optimum conditions were obtained as follows: reaction time 4.52 h, reaction temperature 90 °C, enzyme dosage 2 wt% (based on the total substrate mass), the molar ratio of oligoglycerol to linoleic acid 1.59:1 and no water addition. Under these conditions, the experimental EE (95.82±0.22%) fitted well with that predicted by RSM (96.15%). Similar results were obtained when the process was scaled up to a production of 500 g in a pilot bubble column reactor (BCR). The enzyme maintained 98.2% of the relative activity after 10 batches of reaction in the BCR. Electro spray ionization mass spectrum was employed to rapidly analyze the esterification products, and most species of OGEs have been identified.
