Síntesis enzimática de acilglicéridos de alto valor nutricional

Abstract

En la presente tesis se estudia la síntesis enzimática en dos etapas de mezclas de acilglicéridos con un alto valor nutricional. El producto obtenido consiste principalmente en triglicéridos estructurados, triglicéridos de cadena media y 1,3-diglicéridos. En el Capítulo 1 se define el concepto de acilglicérido y se describen las principales características de los acilglicéridos utilizados en alimentación humana. Además, se presentan las propiedades buscadas en nuevos glicéridos y el uso de lipasas para la obtención de los mismos, con especial énfasis en el mecanismo de acción y especificidad de estas enzimas. El Capítulo 2 resume los materiales y métodos utilizados para llevar a cabo las reacciones de síntesis durante esta tesis. También se presentan las técnicas utilizadas para analizar los productos de reacción y los protocolos de inmovilización de lipasas. El Capítulo 3 contiene los principales resultados de la síntesis enzimática de 1,3-dicaprina por esterificación de glicerol con ácido cáprico catalizada por Lipozyme RM IM. Se lleva a cabo un diseño de experimentos y se estudian múltiples respuestas. Además, se analiza en detalle la migración de acilo (una reacción secundaria) y se propone un modelo teórico para explicar la participación de la lipasa en esta reacción. iii En el Capítulo 4 se presentan los resultados obtenidos al realizar la separación y purificación de 1,3-dicaprina sintetizada con la reacción descripta en el Capítulo 3. Se estudia la separación de acilgliceroles en un proceso en varias etapas empleando solventes de baja toxicidad. Como paso previo, se analiza la neutralización y separación del ácido cáprico remanente. El Capítulo 5 se centra en el estudio de biocatalizadores para la obtención de mezclas de glicéridos estructurados de alto valor nutricional a través de la esterificación de 1,3-dicaprina con ácido palmítico. Se analiza la actividad y selectividad de enzimas comerciales, en forma libre e inmovilizada. Además, se realiza un exhaustivo análisis de las características de la mezcla de acilglicéridos obtenida con cada biocatalizador. Finalmente, se proponen y discuten varias técnicas para estudiar la composición de estas muestras. En el Capítulo 6 se lleva a cabo un análisis detallado de la isomerización de acilos observada en la etanólisis de triglicéridos. En el mismo se examinan los principales factores que afectan a la reacción de migración de acilo durante la etanólisis de triglicéridos modelo catalizadas por Novozym 435. El Capítulo 7 contiene los resultados más relevantes de la síntesis de 1,3-dicaproil-2-palmitoil glicerol a partir de la esterificación de 1,3-dicaprina con ácido palmítico catalizada por la lipasa de Burkholderia cepacia inmovilizada por adsorción física sobre quitosano. En primer lugar, se estudia la obtención del biocatalizador. A continuación, el mismo se analiza en reacción mediante un diseño de experimentos y se determinan las condiciones óptimas para la síntesis del triglicérido estructurado deseado. Por último, el Capítulo 8 presenta las conclusiones más importantes y relevantes del trabajo experimental llevado a cabo. En este capítulo también se indican los posibles trabajos futuros derivados de la presente tesis.