Resumen La optimización de mezclas de lipasas inmovilizadas (combi-lipasas) ha sido aplicada como estrategia para incrementar la velocidad y el rendimiento en la producción de ésteres alquílicos de ácidos grasos o en aceites vegetales hidrolizados frente a la biocatálisis convencional (catalizadores monoenzimáticos). Previamente, se identificó la Combi-lipasa (CL) de Thermomyces lanuginosus (TLL) y Candida antarctica isoforma B (CALB) en la proporción 75:25 en el soporte Lewatit VPOC 1600 (LW) como la más activa con oleína de palma, de acuerdo a la cantidad de proteína inmovilizada y su eficiencia en la producción de ésteres etílicos (EE) en condiciones suaves de reacción. Sin embargo, su estabilidad en diferentes condiciones no ha sido estudiada. Así, se determinó que esta CL produce EE de modo estable bajo diferentes temperaturas y ante la presencia de agua y ácidos grasos libres, por contraste, la adición de glicerol generó disminuciones de hasta el 70% en la síntesis de ésteres etílicos. Aplicando el modelo de Arrhenius para una reacción de pseudoprimer orden, se determinó una Ea de 21,4 ± 1,4 kJ/mol, significando una disminución del 5% frente a su componente principal (TLL-LW). Adicionalmente, el uso de un aceite diferente (de soya) generó un aumento del 20% en la producción de EE. Por último, se realizó un estudio de docking y la simulación cinética del sistema usando un modelo desarrollado previamente, pero no se logró una clara correlación con los resultados experimentales. Al margen de esto, por su robustez, la CL estudiada presenta un alto potencial de aplicación en síntesis de ésteres etílicos.

Abstract Optimization of mixtures of immobilized lipases (combi-lipases) has been applied as a strategy to increase the rate and the yield in the production of alkyl esters of fatty acids or in hydrolyzed vegetable oils compared to conventional biocatalysis (monoenzymatic catalysts). Previously, Combi-lipase (CL) of Thermomyces lanuginosus (TLL) and Candida antarctica isoform B (CALB) in the proportions 75:25 in the Lewatit VPOC 1600 (LW) support were identified as the most active with palm olein, from according to the amount of immobilized protein and its efficiency in the production of ethyl esters (EE) under mild reaction conditions. However, its stability under different conditions has not been studied. Thus, it was determined that this CL produces EE in a stable way under different temperatures and in the presence of water and free fatty acids, by contrast, the addition of glycerol generated decreases of up to 70% in the synthesis of ethyl esters. Applying the Arrhenius model for a pseudo-first order reaction, an Ea of 21.4 ± 1.4 kJ/mol was determined, meaning a decrease of 5% compared to its main component (TLL-LW). Additionally, the use of a different oil (soybean) generated a 20% increase in EE production. Finally, a docking study and the kinetic simulation of the system were performed using a previously developed model, but a clear correlation with the experimental results was not achieved. Apart from this, due to its robustness, the CL studied has a high potential for application in synthesis of ethyl esters.

Resumo A otimização de misturas de lipases imobilizadas (combi-lipases) tem sido aplicada como estratégia para aumentar a velocidade e o rendimento na produção de ésteres alquílicos de ácidos graxos ou em óleos vegetais hidrolisados em comparação à biocatálise convencional (catalisadores monoenzimáticos). Anteriormente, a Combi-lipase (CL) da Thermomyces lanuginosus (TLL) e Candida antarctica isoforma B (CALB) nas proporções 75:25 no suporte Lewatit VPOC 1600 (LW) foram identificadas como as mais ativas com oleína de palma, de de acordo com a quantidade de proteína imobilizada e sua eficiência na produção de ésteres etílicos (EE) sob condições de reação moderada. No entanto, sua estabilidade em diferentes condições não foi estudada. Assim, determinou-se que este CL produz EE de forma estável sob diferentes temperaturas e na presença de água e ácidos graxos livres, ao contrário, a adição de glicerol gerado diminui em até 70% na síntese de ésteres etílicos. Aplicando o modelo de Arrhenius para uma reação de pseudo-primeira ordem, foi determinado um Ea de 21,4 ± 1,4 kJ/mol, significando uma diminuição de 5% em comparação com seu componente principal (TLL-LW). Além disso, o uso de um óleo diferente (soja) gerou um aumento de 20% na produção dos EE. Finalmente, um estudo de ancoragem e a simulação cinética do sistema foram realizados usando um modelo previamente desenvolvido, mas uma correlação clara com os resultados experimentais não foi alcançada. Além disso, devido à sua robustez, o CL estudado tem um alto potencial de aplicação na síntese de ésteres etílicos.