Optimization of superactivated CaLB for the hydrolysis of olive oil

Abstract

O objectivo principal deste trabalho foi estudar a aplicação de líquidos iónicos de cadeia alquílica longa na formação de sistemas micelares, para melhorar a hidrólise enzimática de azeite comercial com o objectivo de produzir ácidos gordos de valor acrescentado. Este trabalho está dividido em duas partes. Na primeira, diferentes parâmetros, como o tipo e concentração de líquido iónicos e a razão volumétrica água/óleo, foram estudados com o objectivo de determinar as condições capazes de criar emulsões mais estáveis. A segunda parte incluiu a optimização das condições da reacção de hidrólise de forma a maximizar a produção dos ácidos gordos. Nesta fase, os parâmetros estudados foram a velocidade de agitação, a quantidade de enzima, a temperatura, o pH e a força iónica do sal usado para tamponizar a reação. Os resultados obtidos mostram que a actividade da CaLB aumentou 1.6 vezes, quando a reacção de hidrólise foi realizada a 314.2 (±0.1) K, 400 rpm, 2.08 mg proteina/mL e a formulação da emulsão era 15% azeite, 85 % (v/v) de tamão fosfato de sódio e 0.100 M de [C10mim]Cl. Assim, a superactividade da lipase foi conseguida, embora o seu valor seja menor que o reportado em literatura para outros sistemas reacionais de hidrólise usando a CaLB.

The main objective of this work was to study the application of long alkyl chain ionic liquids in the formation of micellar systems to improve the enzymatic hydrolysis of a commercial olive oil to produce valuable fatty acids. This work was divided in two major parts. The first part addresses the optimization of the emulsion preparation, where different parameters were studied in order to determine the conditions capable to create the most stable emulsion, namely the ionic liquid type and concentration and different water/olive oil volumetric ratios. The second part includes the optimization of the hydrolysis reaction conditions in order to maximize the fatty acids production. Here, the stirring speed, the amount of enzyme added to the reaction systems, the temperature, the pH and the ionic strength of the buffer used to maintain the pH during all the reaction experiments, were the parameters studied. The results obtained showed that the CaLB activity increased 1.6 times, when the hydrolysis was performed at 314.2 (±0.1) K, 400 rpm, 2.08 mg protein/mL and the emulsion was composed of 15% of olive oil, 85 % (v/v) of sodium phosphate buffer and 0.100 M of [C10mim]Cl. In summary, the lipase superactivity was achieved although its value was much lower than the reported in literature for other hydrolysis reactions using CaLB.