Production of human milk fat substitutes by enzymatic catalysis

Doutoramento em Engenharia Alimentar - Instituto Superior de AgronomiaPretendeu produzir-se sucedâneos de gordura de leite humano (SGLH) por interesterificação catalisada por lipases imobilizadas sn-1,3 selectivas. Testaram-se diferentes biocatalisadores na reacção de acidólise entre tripalmitina e ácido oleico (C18:1), em reactor descontínuo, num meio isento de solvente. As preparações comerciais de Candida antarctica (Novozym 435), de Thermomyces lanuginosa (Lipozyme TL IM) e de Rhizomucor miehei (Lipozyme RM IM) conduziram a valores de incorporação molar de C18:1 semelhantes (c.a. 27%) após 24h de reacção. Foram alcançados valores idênticos com as lipases não comerciais de Carica papaya auto-imobilizada no látex (22%) e de Rhizopus oryzae, expressa numa estirpe mutante de Pichia pastoris, imobilizada em Accurel MP 1000 (25%) ou em Lewatit VP OC 1600 (30%), nas mesmas condições operacionais. Com a lipase/aciltransferase de Candida parapsilosis imobilizada em Accurel MP1000, os níveis de incorporação foram baixos (8,5%), mas quando se substituiu o C18:1 por oleato de etilo, conseguiram-se incorporações de 32 a 45%, dependendo da razão molar. A incorporação de ácidos gordos polinsaturados ómega-3 foi sempre inferior à incorporação de C18:1, com todas as lipases testadas. A estabilidade operacional em reutilizações sucessivas foi em geral, superior para as lipases comerciais. Todavia, o baixo custo das preparações não comerciais constitui uma mais valia na implementação da síntese de SGLH à escala industrial.----ABSTRACT---The aim of this study was the production of human milk fat substitutes (HMFS) catalysed by sn-1,3 selective immobilised lipases. Different biocatalysts were tested for the ability to catalyse the acidolysis reaction between tripalmitin and oleic acid (C18:1), batchwise, in solvent free medium. The commercial preparations of Candida antarctica (Novozym 435), Thermomyces lanuginosa (Lipozyme TL IM) and Rhizomucor miehei (Lipozyme RM IM) lead to similar molar oleic acid incorporations (c.a. 27%) after 24h reaction. Similar results were attained with the non commercial lipases of Carica papaya self-immobilized on its latex (22%) and of Rhizopus oryzae, expressed in a mutant strain of Pichia pastoris, immobilised on Accurel MP 1000 (25%) or Lewatit VP OC 1600 (30%), under the same operational conditions. With the lipase/acyltransferase from Candida parapsilosis immobilised on Accurel MP1000, low incorporation levels were observed (8.5%), When C18:1 was replaced by ethyl oleate, C18:1 incorporations from 32 to 45% were attained, depending on the molar ratio used. For all the biocatalysts tested, the incorporation of omega-3 polyunsaturated fatty acids was always lower than the values obtained with C18:1,. The operational stability in consecutive batches was higher for commercial lipases. However, the low cost of non commercial preparations is an added value for the implementation of HMFS production at industrial scale