TRANSESTERIFICAZIONE ENZIMATICA

TRANSESTERIFICAZIONE ENZIMATICA DI OLI E GRASSI

L’ ENZIMA LIPASI

Le lipasi (triglicerol acil-idrolasi. EC 3.1.1.3) sono classificate come

idrolasi e agiscono sopra legami esteri presenti negli acilgliceroli, liberando acidi grassi e glicerolo, costituendo una classe speciale di esterasi. La differenza tra una lipasi e una esterasi

(EC 3.1.1.1) sta nel fatto che la prima catalizza razioni di substrati insolubili in acqua, mentre le esterasi agiscono su substrati solubili.

Quindi, la differenza tra lipasi e esterasi ancora non e’completamente definita.

Secondo alcuni ricercatori, le lipasi

sarebbero attivate in presenza di esteri emulsionati, mentre le esterasi non presentano questaattivazione, esercitando la loro funzione idrolitica su substrati solubili in acqua.

Le lipasi sono situate in vari tessuti di animali e piante, e possono essere prodotte per

fermentazione usando varie speie di microrganismi, quali i funghi di

Aspergillus mucor,

Rhizopus penicicillium. Geotrichum sp,

per i lieviti di Tulopis sp e Candida sp e batteri come

Pseudomonas sp, Achromobacter sp

e Staphylococus sp. Dal punto di vista economico e industriale, i microrganismi sono preferibili alle lipasi di fonte animale o vegetali, dovuto all’alto costo di isolamento e purificazione.

Le lipasi sono molto usate in sintesi organica dovuto alla loro grande disponibilita’ e il basso costo. Inoltre, non richiedono cofattori, lavorando in un range id pH relativamente grande, sono molto stabili nel quando si trovano dentro i limiti di pH, sono specifiche,

chemioslettive, regioselttive e enantioselettive. Possiedono l’abilita’ di catalizzare reazioni di esterificazione, transesterificazione (acidolisi, interesterificazione, alcolisi), aminolisi e tiotransesterificazione in solvente organico anidro, sistema bifasico e in soluzione micellare

con alta specificita’. Il dislocamento dell’equilibrio nella reazione, in verso diretto (idrolisi) o inverso ( sintesi), e’ controllato dalla quantita’ di acqua presente nella miscela di reazione. Le lipasi sono state largamente studiate in relazione alle loro proprieta’ biochimiche e fisiologiche e, recentemente, per applicazioni industriali.

Uno dei principali vantaggi della catalisi enzimatica in ambiente organico e’ la possibilita’ di effettuare reazioni che utilizzano substrati poco solubili in acqua. Oltre cio’e’ possibile spostare l’equilibrio termodinamico delle reazioni che non esigono di un ambiente acquoso mediante l’estrazione di substrato e/o prodotti per la fase acquosa e/o organica o mediante la diminuzione della quantita’ di acqua nell’ambiente reazionale. In questo modo,

reazioni come esterificazione e interesterificazione diventano avviabili industrialmente.

Gli enzimi sono cataliticamente attivi in ambiente acido perche’ loro

rimangono nella loro conformazione originale. L’incapacita’ della proteina di cambiare conformazione strutturale quando si trova in ambiente non acquoso si deve in parte alle interazioni elettrostatiche tra i gruppi integranti dell’enzima che aumentano a contatto di un

solvente organico. Cio’ e’ dovuto alla bassa costante dielettrica della maggior parte dei solventi e anche all’aumento del numero di legami idrogeno intramolecolare.

 la transesterificazione realizzata in sistemi

con solvente e senza solvente. Utilizzando come substrato l’acido oleico (dell’olio di

girasole), butanolo e lipasi immobilizzata di

Rhizomucor miehei, conclusero che nel sistema senza solvente soltanto il 60 % di acido oleico fu convertito in estere, mentre nel sistema con n-esano fu convertito il 95 % dell’olio.

La natura del solvente organico e’ un fattore importante che viene considerato nella catailsi enzimatica in ambiente non acquoso, poiche’ il solvente influenza non solo l’attivita’ e la stabilita’ dell’enzima, ma ne modifica anche la sua specificita’.

I solventi meno nocivi per gli enzimi sono quelli piu’ idrofobici, poiche’ interagiscono meno con l’acqua necessaria per il funzionamento dell’enzima.

I solventi idrofilici, o sia, solventi che contengono la maggior quantita’ di gruppi polari o centri capaci di formare ponti di idrogeno, tendono a inglobare acqua essenziale in prossimita’ dell’enzima, arrecando la perdita di attivita’ enzimatica.

R.R.