Las enzimas son una clase de biocatalizadores caracterizados por su gran eficacia y especificidad. Las enzimas pueden biotransformarse dentro y fuera de los organismos y presentan una excelente estereoselectividad, regioselectividad y quimioselectividad. La lipasa, como biocatalizador verde, se utiliza ampliamente en los sectores qu\u00edmico, alimentario, farmac\u00e9utico, energ\u00e9tico y medioambiental, entre otros.
\nEste art\u00edculo se centra en la aplicaci\u00f3n de la lipasa inmovilizada en la industria alimentaria.
\nS\u00edntesis de compuestos arom\u00e1ticos<\/p>\n
Los \u00e9steres de cadena corta con sabores afrutados son populares como agentes arom\u00e1ticos en la industria alimentaria y estos compuestos arom\u00e1ticos pueden sintetizarse qu\u00edmicamente u obtenerse de fuentes naturales.
\nLos compuestos aromatizantes suelen ser \u00e1cidos grasos de cadena corta y alcoholes, como butirato de metilo, butirato de butilo, isobutirato de isoamilo para sabores a pi\u00f1a o manzana, butirato de etilo para sabores a pi\u00f1a o fresa, y acetato de isoamilo\/butirato de isoamilo para sabores a pl\u00e1tano.
\nLas lipasas inmovilizadas catalizan la s\u00edntesis de aromas naturales en condiciones suaves y son m\u00e1s seguras y fiables que la s\u00edntesis qu\u00edmica, por lo que presentan una amplia gama de aplicaciones en la s\u00edntesis de compuestos arom\u00e1ticos.
\nGarlapati et al. investigaron la s\u00edntesis de butirato de metilo y acetato de octilo mediante lipasa inmovilizada de Aspergillus oryzae NRRL3562 por esterificaci\u00f3n catal\u00edtica en condiciones sin disolventes. Se investig\u00f3 el efecto de diferentes par\u00e1metros de la reacci\u00f3n de esterificaci\u00f3n, como la proporci\u00f3n molar de alcohol, el tiempo de reacci\u00f3n y la temperatura, sobre la conversi\u00f3n molar (%). Los resultados mostraron que la enzima inmovilizada manten\u00eda una actividad relativa superior a 95% para butirato de metilo y acetato de octilo hasta 5 y 6 veces, respectivamente, con una elevada actividad lipasa.
\nGhamgui et al. catalizaron la s\u00edntesis de acetato de isoamilo (sabor a pl\u00e1tano) a partir de la reacci\u00f3n de esterificaci\u00f3n de \u00e1cido ac\u00e9tico y alcohol isoam\u00edlico en condiciones de sustrato puro utilizando lipasa inmovilizada no comercial de Staphylococcus similars, y examinaron el efecto de par\u00e1metros de reacci\u00f3n como la dosis de lipasa y la relaci\u00f3n molar de \u00e1cido ac\u00e9tico y alcohol isoam\u00edlico en la reacci\u00f3n. Los resultados mostraron que la conversi\u00f3n de \u00e1cido ac\u00e9tico y alcohol isoam\u00edlico pod\u00eda alcanzar 64% en 8h. La preparaci\u00f3n de la enzima inmovilizada no mostr\u00f3 ninguna disminuci\u00f3n significativa en la actividad de la enzima inmovilizada despu\u00e9s de 4 ciclos de uso, y la estabilidad y la actividad de la enzima inmovilizada fueron altas.
\nMatte et al. inmovilizaron la lipasa de Thermomyces lanuginosus (TLL) en Immobead 150 natural y modificada para sintetizar butirato de butilo y butirato de isoamilo mediante enlace covalente multipunto utilizando etilendiamina. Los resultados mostraron que la lipasa inmovilizada covalentemente en m\u00faltiples puntos sobre Immobead 150 natural (EMULTI) ten\u00eda una vida media de 5,32 h a 70 \u00b0C, que era unas 30 veces m\u00e1s estable que su soluci\u00f3n TLL, y presentaba una alta estabilidad en acetona, n-hexano e iso-octano. La reacci\u00f3n de esterificaci\u00f3n pudo alcanzar una tasa de esterificaci\u00f3n superior a 60% en 24 h. Entre todos los m\u00e9todos de inmovilizaci\u00f3n, EMULI mostr\u00f3 la mejor estabilidad t\u00e9rmica, estabilidad en disolventes y estabilidad en l\u00edquidos i\u00f3nicos.
\nTransformaci\u00f3n de aceites y grasas
\nLa lipasa inmovilizada tiene amplias perspectivas de aplicaci\u00f3n en la industria del aceite y la grasa. Se utiliza principalmente en el procesamiento de grasas, y la modificaci\u00f3n de grasas es una parte muy cr\u00edtica en el procesamiento de alimentos.
\nLa lipasa inmovilizada es superior a la enzima libre porque la inmovilizaci\u00f3n puede mejorar la estabilidad y la actividad de la enzima. En la forma inmovilizada, la enzima puede reutilizarse. La mayor\u00eda de los m\u00e9todos de inmovilizaci\u00f3n utilizan interacciones no covalentes.
\nLas grasas y aceites naturales son menos estables debido a los inconvenientes de las largas cadenas ramificadas y las diferentes saturaciones de \u00e1cidos grasos, y las lipasas pueden utilizarse como biocatalizadores para modificar grasas y aceites aprovechando su especificidad de posici\u00f3n y de \u00e1cidos grasos.
\nLas grasas y aceites modificados con lipasa tienen mayor valor nutritivo, estabilidad y calidad, y presentan un mayor potencial de mercado en el procesado de alimentos.
\nPaula et al. inmovilizaron una lipasa comercial no regioselectiva de Pseudohyphomyces (Novozym 435) y una lipasa 1,3-regioselectiva de Mycobacterium mycenae en una matriz heterog\u00e9nea \u00f3rgano-inorg\u00e1nica de polisiloxano-poli(alcohol vin\u00edlico), que actuaron como biocatalizadores en el reactor, para modular las propiedades f\u00edsicas de las grasas l\u00e1cteas mediante reacciones enzim\u00e1ticas de transesterificaci\u00f3n, obteniendo una mezcla de grasas transesterificadas saludables apta para la producci\u00f3n industrial.
\nTecel\u00e3o et al. sintetizaron grasas de la leche humana (HMF) combinando tripalmitina con \u00e1cido oleico o \u00e1cidos grasos poliinsaturados omega-3 en condiciones de acid\u00f3lisis catalizada por enzimas en un medio libre de disolventes a 60\u00b0C. Se ensayaron cuatro lipasas inmovilizadas, Lipozyme RM IM, Theromyces Lanuginosa lipasa, Lipozyme TLIM y Novozym 435, y los resultados mostraron que la actividad y la estabilidad operativa de los biocatalizadores depend\u00edan del donante de acilo utilizado.
\nMejora de la solubilidad en grasa de los aditivos alimentarios
\nEl \u00e1cido isoasc\u00f3rbico se utiliza ampliamente como antioxidante en la industria alimentaria, pero es dif\u00edcil aplicarlo en alimentos de base lip\u00eddica debido a su elevada hidrofilia.
\nLa conversi\u00f3n del \u00e1cido asc\u00f3rbico en \u00e9steres de ascorbato catalizada por la lipasa inmovilizada puede mejorar eficazmente la lipofilia del producto, que puede utilizarse mejor en alimentos grasos.
\nSantib\u00e1\u00f1ez et al. utilizaron diferentes soportes para inmovilizar la lipasa TL de Pseudomonas aeruginosa para la esterificaci\u00f3n enzim\u00e1tica de la s\u00edntesis de palmitato de ascorbilo a partir de \u00e1cido palm\u00edtico y \u00e1cido asc\u00f3rbico en un medio org\u00e1nico, y compararon su rendimiento con el de la lipasa comercial Novozym 435. Los resultados mostraron que la tasa de conversi\u00f3n de la lipasa TL de Pseudomonas alcanz\u00f3 57% a 55 \u2103, superior a la tasa de conversi\u00f3n de sustrato de la lipasa comercial Novozym 435 a 70 \u2103.
\nSun et al. convirtieron el \u00e1cido isoasc\u00f3rbico en palmitato de D-isoascorbilo mediante lipasa inmovilizada, que mejor\u00f3 la solubilidad en aceite del \u00e1cido isoasc\u00f3rbico en medio org\u00e1nico y tuvo una alta tasa de conversi\u00f3n, con un rendimiento de 95,32%.
\nTang Luhong et al. se heptano y alcohol am\u00edlico terciario y varios tipos de medios de reacci\u00f3n y varios tipos de lipasa en la s\u00edntesis de L-ascorbyl palmitato reacci\u00f3n, los resultados muestran que el tert-butanol es adecuado para la reacci\u00f3n de s\u00edntesis de \u00e9ster, y Novozym 435 lipasa tiene buena actividad catal\u00edtica.
\nS\u00edntesis de \u00e9steres de az\u00facar para emulsionantes alimentarios
\nLos \u00e9steres de az\u00facar son tensioactivos no i\u00f3nicos con un grupo hidr\u00f3filo de un grupo de az\u00facar y un grupo hidr\u00f3fobo de un \u00e1cido graso, as\u00ed como propiedades anfif\u00edlicas. Pueden sintetizarse en una sola etapa de reacci\u00f3n enzim\u00e1tica utilizando lipasas, bas\u00e1ndose en el uso de materias primas renovables, baratas y f\u00e1cilmente disponibles siempre que sea posible. Los emulgentes alimentarios \u00e9steres de az\u00facar se utilizan ampliamente en la industria alimentaria debido a su biodegradabilidad y su naturaleza no t\u00f3xica ni peligrosa para el medio ambiente.
\nZaidan et al. catalizaron la s\u00edntesis de \u00e9steres de lactosa reticulando la lipasa a un nanoreactor (es decir, NER-CRL) mediante enlace covalente y adsorci\u00f3n f\u00edsica, e inmovilizando la lipasa arrugada de pseudoligactomyces lactis (CRL) en mica activada con amino\u00e1cidos. Los resultados mostraron que la NER-CRL y la Amino-CRL ten\u00edan una gran estabilidad operativa, con vidas medias de m\u00e1s de 13 y 10 veces, respectivamente, y un aumento de la actividad espec\u00edfica de 2,4 y 2,6 veces respecto a la enzima libre, respectivamente.
\nAdnani et al. imitaron la reacci\u00f3n de esterificaci\u00f3n catalizada por grasa de xilitol y \u00e1cido este\u00e1rico, y catalizaron la s\u00edntesis de \u00e9steres de \u00e1cidos grasos de xilitol mediante Novozym 435 (lipasa de levadura Pseudomalleiomyces ant\u00e1rtica inmovilizada en resina macroporosa) en n-hexano. Los resultados mostraron que el rendimiento real de los \u00e9steres de \u00e1cidos grasos fue de 96,10%.
\nKapoor et al. catalizaron la esterificaci\u00f3n de glicerol con \u00e1cido palm\u00edtico en condiciones de poca agua utilizando agregados enzim\u00e1ticos reticulados (CLEAS) de la lipasa B del pseudomaleye ant\u00e1rtico (CALB). Los resultados mostraron que la reacci\u00f3n pod\u00eda alcanzar una conversi\u00f3n de 90,3% durante 24 h. Los rendimientos de mono- y diglic\u00e9ridos fueron de 87% y 3,3%, respectivamente.
\nManteca de cacao sint\u00e9tica
\nLa manteca de cacao tiene un punto de fusi\u00f3n de 37\u2103, tiene la propiedad de derretirse en la boca, contiene \u00e1cido palm\u00edtico y \u00e1cido este\u00e1rico, y es una materia prima importante para la elaboraci\u00f3n del chocolate en la industria alimentaria.
\nSin embargo, la producci\u00f3n de manteca de cacao natural es escasa y relativamente cara, por lo que se han utilizado lipasas inmovilizadas para catalizar la transesterificaci\u00f3n de grasas y aceites con el fin de producir sustitutos de la manteca de cacao, m\u00e1s utilizados en la industria alimentaria.Dutt et al. utilizaron la cepa Bacillus RK-3 aislada del suelo para producir lipasa espec\u00edfica de la regi\u00f3n 1,3 para reacciones de transesterificaci\u00f3n utilizando aceite de palma y estearato de metilo como materias primas. Los resultados mostraron que el producto final era similar al CB y ten\u00eda una conversi\u00f3n de 83,17% en 24 h.
\nGong Xin et al. investigaron la preparaci\u00f3n catal\u00edtica de manteca de cacao Sapium sebiferum baja en calor\u00edas utilizando lipasa inmovilizada Lipozyme TLIM y descubrieron que la tasa de intercambio m\u00e1s alta de 34,9% se lograba a una temperatura de 65 \u2103, una Aw de 0.06, y un tiempo catal\u00edtico de 15,5 h, y el producto ten\u00eda un valor SI de 0,55 y un punto de fusi\u00f3n de 37 \u2103, lo que indicaba que se pod\u00eda preparar manteca de cacao baja en calor\u00edas a partir de l\u00edpidos de Sapium sebiferum.
\nHu Fang et al. utilizaron la lipasa Lipozyme TLIM para catalizar la reacci\u00f3n de transesterificaci\u00f3n para sintetizar manteca de cacao, y el resultado fue que el rendimiento de manteca de cacao fue tan alto como 85,586%, y el an\u00e1lisis estructural avanzado mostr\u00f3 que la composici\u00f3n y la estructura de los triglic\u00e9ridos en el producto eran similares a la de la manteca de cacao natural.<\/p>","protected":false},"excerpt":{"rendered":"
What are the applications of immobilized lipases in food? Enzymes are a class of biocatalysts characterized by high efficiency and specificity. Enzymes can be biotransformed in and out of organisms and have excellent stereoselectivity, regioselectivity and chemoselectivity. Lipase as a green biocatalyst is widely used in chemical, food, pharmaceutical, energy, environment and other fields. This […]<\/p>","protected":false},"author":4,"featured_media":0,"comment_status":"closed","ping_status":"open","sticky":false,"template":"","format":"standard","meta":{"footnotes":""},"categories":[46],"tags":[],"yoast_head":"\n