Особенности поведения фермента панкреатической липазы при рециклизации в процессах синтеза бутилбутирата в неводных средах

Душистые вещества находят сегодня широкое применение при создании различных отдушек для косметических и моющих средств, медицинских препаратов наружного применения, а также в пищевой промышленности. Ферменты, полученные с помощью методов «зеленой химии», особенно ценны ввиду своей экологичности. Поэтому ферментативный синтез сложных эфиров алифатических кислот и спиртов, многие из которых являются душистыми веществами, представляет большой практический интерес. Данный метод имеет существенные преимущества в сравнении с химическим: процесс ведется при низкой температуре, при проведении ферментативных трансформаций практически отсутствуют побочные продукты, вследствие чего не требуется применения специальных методов очистки. Однако стоимость ферментных препаратов достаточно высока, но иммобилизованные ферменты возможно использовать многократно. В настоящей работе была исследована возможность использования неиммобилизованной лиофильно высушенной липазы (Lipase from porcine pancreas, Type 11) для многократной этерификации бутилового спирта масляной кислотой. Процесс синтеза проводился в среде гексана. Полнота протекания процесса контролировалась путем титрования водно-спиртовой щелочью остаточной кислоты в реакционной среде. После завершения процесса синтеза эфира ферментный препарат отделялся от реакционной смеси и повторно использовался в реакции с новой порцией субстрата. Показано, что фермент может использоваться в более 10 циклах. Обнаружено, что начиная со второго цикла активность фермента возрастает в зависимости от его концентрации в среде. При этом конверсия масляной кислоты увеличивается на 6–180% и только после 10-го цикла сравнивается с исходной. Необычный эффект повышения ферментативной активности липазы в рециклах можно объяснить явлением автокатализа, а именно, активацией фермента водой, выделившейся в результате этерификации, и особенностями строения активного центра панкреатической липазы.

бутилбутират, панкреатическая липаза, конверсия, рециклизация, автокатализ