Биокаталитические гетерогенные процессы этерификации насыщенных жирных кислот с алифатическими спиртами

Проведены сравнительные исследования гетерогенных биокатализаторов, приготовленных путем иммобилизации рекомбинантной липазы из Thermomyces lanuginosus на мезопористых неорганических носителях – силикагеле (SiO₂), оксиде алюминия (Al₂O₃) и диоксиде титана (TiO₂) – в реакции этерификации жирных кислот с алифатическими спиртами. Обнаружено, что липаза, адсорбированная на силикагеле, обладает максимальной этерифицирующей активностью; при адсорбции на диоксиде титана липаза полностью инактивируется. Приготовленные на основе SiO₂ биокатализаторы обладают высокой активностью и стабильностью в реакции этерификации насыщенных жирных кислот с числом атомов углерода (С) в молекуле 4–18 с алифатическими спиртами С5–С16, протекающей в среде органических растворителей (гексана и диэтилового эфира), и в течение нескольких десятков реакционных циклов (>40) работают без потери активности. Иммобилизованная на силикагеле рекомбинантная липаза rPichia/lip проявляет наиболее выраженную специфичность по отношению к субстрату – жирной кислоте. Так, скорость синтеза эфиров низкомолекулярных кислот С4–С6 в 3–4 раза ниже, чем для кислот с числом атомов углерода больше 7. Сравнительно широкая субстратная специфичность наблюдается по отношению ко второму субстрату – алифатическому спирту. Найдено, что эфир энантовой кислоты (С7:0) с бутанолом (С4) синтезируется с максимальной скоростью.

1. Войткевич С.А. 865 душистых веществ для парфюмерии и бытовой химии. М.: Пищевая промышленность, 1994. 594 с.

2. Солдатенков А.Т., Колядина Н.М., Ле Туань Ань. Основы органической химии душистых веществ для прикладной эстетики и ароматерапии. М.: ИКЦ ≪Академкнига≫, 2006. 240 с.

3. Ching T. Chou. Handbook of Industrial Biocatalysis. Taylor & Fransis, 2005.

4. Ferrer M., Soliveri J., Plou F.J., Lopez-Cortes N., Reyes-Duarte D., Morten Christensen M., Copa-Patino J.L., Ballesteros A. // Enzyme Microb. Technol. 2005. Vol. 36. P. 391—398.

5. Chang S.W., Shaw J.F. // New Biotechnology. 2009. Vol. 26. No. 3/4. P. 109—116.

6. Almeida de R.M., Souza F.T.C., Junior M.A.C., Albuquerque N.J.A., Meneghetti S.M.P., Meneghetti M.R. // Catalysis Comm. 2014. Vol. 46. P. 179—182.

7. Stergiou P.Y., Foukis A., Filippou M., Koukouritaki M., Parapouli M. , Theodorou L.G., Hatziloukas E., Afendra A., Pandey A., Papamichael E.M. // Biotechnology Advances. 2013. Vol. 31. P. 1846—1859.

8. Gumel A.M., Annuar M.S.M., Heidelberg T., Chisti Y. // Process Biochemistry. 2011. Vol. 46. P. 2079—2090.

9. Sun J., Lee L.W.W., Liu S. Q. // Aust. J. Chem. 2014. Vol. 67. P. 1373—1381.

10. Villeneuve P. // Biotechnol. Adv. 2007. Vol. 25. P. 515—536.

11. Безбородов А.М., Загустина Н.А. // Прикладная биохимия и микробиология. 2014. Т. 50. № 4. С. 347—373.

12. Halling P.J. // Enzyme Microbiol. Technol. 1994. Vol. 16. P. 178—206.

13. Гамаюрова В.С., Зиновьева М.Е., Елизарова Е.В. // Катализ в промышленности. 2008. № 3. С. 54—58.

14. Гамаюрова В.С., Зиновьева М.Е., Калачев Н.В., Шнайдер К.Л. // Катализ в промышленности. 2015. Т. 15. № 2. С. 73—78.

15. Гамаюрова В.С., Шнайдер К.Л., Джамай М.Д.Д. // Катализ в промышленности. 2016. Т. 16. № 3. С. 64—68.

16. Самойлова Ю.В., Пилигаев А.В., Сорокина К.Н., Розанов А.С., Пельтек С.Е., Новиков А.А., Альмяшева Н.Р., Пармон В.Н. // Катализ в промышленности. 2015. Т. 15. № 6. С. 90—96.

17. Stamatis H., Xenakis A., Provelegiou M., Kolisis F.N. // Biotechnol. Bioeng. 1993. Vol. 42. P. 103—110.

18. Gandhi N.N., Mukherjee K.D. // J. American Oil Chem. Soc. 2001. Vol. 78. P. 161—165.

19. Arsan J., Parkin K.L. // Biotechnol. Bioeng. 2000. Vol. 69. P. 222—226.

20. Talon R., Montel M.-C., Berdague J.-L. // Enz. Microb. Technol. 1996. Vol. 19. P. 620—622.

21. Naik S., Basu A., Saikia R., Madan B., Paul P., Chaterjee R., Brask J., Svendsen A. // J. Mol. Catal. B: Enzym. 2010. Vol. 65. P. 18—23.

22. Bearden J.C., Jr. // Biochim. Biophys. Acta. 1978. Vol. 533. P. 525—529.

23. Коваленко Г.А., Перминова Л.В., Чуенко Т.В., Рудина Н.А., Мосеенков С.И., Кузнецов В.Л. // Кинетика и катализ. 2013. Т. 54. № 6. С. 792—804.

24. Коваленко Г.А., Перминова Л.В., Чуенко Т.В., Рудина Н.А. // Прикладная биохимия и микробиология. 2016. Т. 52. № 6. С. 570—578.