Biocatalizadores mesoestructurados renovables: Optimización en la producción sostenible de aromatizantes y saborizantes

Abstract

La industria de la Química Fina enfrenta el desafío de reducir su impacto ambiental sin comprometer la eficiencia de sus procesos. Así, la biotecnología ofrece una alternativa viable mediante el uso de reactivos ecoamigables y condiciones menos severas de operación que mejorarían el proceso tradicional. Este trabajo propone una ruta sostenible para la obtención de un soporte mesoporoso renovable derivado de biomasa, basado en la inmovilización enzimática sobre el mismo, combinando la selectividad de la proteína con la estabilidad del soporte. Para caracterizar la mesoporosidad del material se emplearon isotermas de adsorción de N2 y TEM. Además, mediante Espectroscopía IR-TF se evaluó la inmovilización enzimática, determinándose que con 96 h de inmovilización y 400 mglipasa/gsoporte se obtendría el mayor contenido de enzima soportada. El biocatalizador resultante fue evaluado en la transesterificación entre acetato de vinilo y alcohol isoamílico, produciendo acetato de isoamilo a 40 °C y presión atmosférica. Se alcanzó un rendimiento del 65 % mol a éster y una conversión del 86 % mol a 20 h de reacción.Estos resultados evidenciaron el potencial del biocatalizador para la síntesis de ésteres saborizantes y aromatizantes, ofreciendo una alternativa más sustentable en comparacióncon los métodos industriales convencionales.The Fine Chemicals industry faces the challenge of reducing its environmental impact without compromising the efficiency of its processes. Thus, biotechnology offers a viable alternative using eco-friendly reagents and less severe operating conditions that would improve the traditional process. This work proposes a sustainable route for obtaining a renewable mesoporous support derived from biomass, based on enzymatic immobilization on it, combining protein selectivity with support stability. To characterize the mesoporosity of the material, N2 adsorption isotherms and TEM were used. In addition, enzymatic immobilization was evaluated by IR-TF Spectroscopy, determining that with 96 h of immobilization and 400 mglipase/gsupport the highest content of supported enzyme would be obtained. The resulting biocatalyst was evaluated in the transesterification between vinyl acetate and isoamyl alcohol, producing isoamyl acetate at 40 °C and atmospheric pressure. After 20 h of reaction, a 65% mol yield to ester and a conversion of 86% mol were achieved. These results demonstrated the potential of the biocatalyst for the synthesis of flavorings and aromatizing esters, offering a more sustainable alternative compared to conventional industrial methods.