Sintese de esteres de aroma por lipases microbianas em meio livre de solvente organico

Orientador: Glaucia Maria PastoreTese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia de AlimentosResumo: A síntese por esterificação direta de 54 ésteres de cadeia curta, componentes de aroma, foi testada utilizando lípases microbianas não comerciais de Geotrichum sp, Alcaligenes sp, Aspergillus linhagem 1068 e 1099 sp, Rhizopus sp e a lipase comerciai de Candida rugosa. Os ésteres testados foram os derivados dos ácidos acético, butírico, propiônico e láurico com os álcoois metanol, etanol, propanol, isopropanol, butano!, isobiitanol, isopentanol, citronelol e óleo fúsel, constituído por uma mistura de álcoois onde predomina o álcool isoamilico. As lipases não comerciais foram produzidas no Laboratório de Bioquímica de Alimentos da UNICAMP. A síntese foi realizada em meio livre de solvente orgânico e adição de água. Muitos ésteres foram sintetizados com boas taxas de conversão, as quais dependeram do tipo de substrato e da especificidade da lípase empregada. Foram selecionadas as lípases de Geotrichum sp e Rhizopus sp bem como os ésteres acetato, propionato e butirato de isoamila, para o estudo e otimização das condições de síntese. Foi realizado um delineamento experimental inicial do tipo íátorial completo com pontos centrais a fim de se avaliar o efeito das variáveis: temperatura, relação molar entre substratos, quantidade de lípase e tipo de lípase no processo. Como resultado deste delineamento experimental inicial foi selecionada a lípase de Rhizopus sp dentre as duas lípases testadas por ter apresentado melhor rendimento e produtividade na síntese dos três ésteres. A concentração enzimática e relação molar entre os substratos foram, as variáveis mais importantes na síntese dos ésteres acetato e butirato de isoamila. Para a síntese do propionato, a temperatura também foi importante no processo. Em seguida foi realizado um segundo delineamento experimental fatorial completo com dois níveis mais os pontos central e axiais, totalizando 5 condições para cada variável estudada na síntese de cada éster a fim de se otimizar as condições do processo proposto para a síntese dos ésteres acetato, propionato e butirato de isoamila. Baseado nos resultados obtidos, foi passível estabelecer as condições ótimas para a síntese de acetato e butirato de isoamila; relação molar entre ácido e álcool de (1,5:l),concentração enzimática em massa dos reagentes de 5,5 %,temperatura de 40 °C, após 48 horas de reação. Foi também possível estabelecer as condições ótimas para a síntese de propionato de isoamila: relação molar entre ácido e álcool de (3:1), concentração enzimática ein massa dos reagentes de 5,5 %, temperatura de 50 °C, após 48 horas de reação.Abstract: The preparative synthesis of 54 short chain flavour esters by non commercial lipases from Geotrichum sp, Rhizopus sp, Aspergillus sp, Alcaligenes sp and commercial Candida rugosa, was investigated in organic solvent free medium. Acetic, propionic, butyric and lauric acids as well as methanol, ethanol, butanol, i-butanol, propanol, i-propanol, i-pentanol, citronellol and fusel oil, were used as substrates. The non commercial lipases were isolated and produced in the Laboratório de Bioquímica de Alimentos of UNICAMP. Most of the esters were synthesized in good yield by at least one of the lipase specificity toward the acid or alcohol moiety of the ester. It was selected the lipases from Geotrichum sp and Rhizopus sp to continue the study and optimize the sinthesys of isoamyl acetate, butyrate and propionate esters. A two level Fatorial Design (with central point) was used to evaluate the effects of synthetic variables, such as temperature, molar ratio of isoamyl to acid, enzyme amount and type of lipase used. Rhizopus sp lipase was the most effective in the synthesis. Molar ratio and amount of lipase were the most important variables for the isoamyl acetate and butyrate synthesis. Temperature was important to propionate synthesis. Another five level central composite design were used to optimize the synthesis of these three esters. Based on surface plots, optimum conditions to the isoamyl acetate and butyrate synthesis were; time reaction 48 hours, temperature 40°C, enzyme amount 5,5 % and molar ratio (alcohol: acid) ( 1,5:1). Based on surface plots, optimum conditions to the isoamyl propionate synthesis were: time reaction 48 hours, temperature 50°C, enzyme amount 5,5 % and molar ratio (alcohol: acid) (3:1)DoutoradoDoutor em Ciência de Alimento