Ionos folyadékokban lejátszódó enzimatikus észterezési reakciók vizsgálata integrált rendszerben = Study of enzymatic esterification reactions in ionic liquid media in integrated system

摘要

Nem konvencionális közegként ionos folyadékokat (zöld oldószereket) alkalmazva vizsgáltunk két enzimkatalitikus reakciót (rövid szénatomszámú alkoholok és savak észterezése valamint a 2-klór-propionsav enantioszelektív észterezése). Megállapítottuk, hogy az ionos folyadék alkalmas megválasztásával növelhető az alkalmazott lipáz enzimek aktivitása, enantioszektivitása és fokozható termikus stabilitása a korábban alkalmazott szerves oldószerekhez képest. A reakciótermékek eltávolítása után az alkalmazott lipáz enzimek az ionos folyadékban visszamaradtak és minimális aktivitás veszteséggel újra felhasználhatók voltak. Az enzimek tulajdonságait legerősebben befolyásoló paraméter a reakcióelegy víztartalma volt. Mivel az észterezési reakció során víz keletkezik, a bioreaktorhoz kapcsolt pervaporációs berendezéssel megoldottuk a reakcióelegy víztartalmának állandó értéken tartását. Az irodalomban elsőként ismertettük az így kialakított integrált rendszert, annak működési paramétereit, az enzimek tulajdonságaira gyakorolt kedvező hatását és a továbblépés lehetséges irányait. | Ionic liquids (green solvents) - as non-conventional media - were applied for investigation of two enzyme catalytic reactions: esterification of short chain alcohols and acids, and enantioselective esterification of 2-chloro-propionic acid. It was found that activity, enantioselectivity and thermo-stability of lipase enzymes could be enhanced - compared to the organic solvents used earlier - by using carefully selected, suitable ionic liquids. Having removed the reaction products, lipase enzymes remained in the ionic liquid and could be reused with a minimal activity lost. The water content of the reaction mixture had the strongest effect on the behaviour of the enzymes. Since water is produced during the esterification reaction, a pervaporation cell was connected to the bioreactor and water content of the reaction mixture was managed to maintain at a constant level. The integrated system constructed was presented as a new, original result in a paper, moreover the operational parameters, the favourable effects on the enzymes and the potential future trends were published, as well.