Enzims de fongs per produir biodièsel

Una investigació internacional en què ha participat el Consell Superior d'Investigacions Científiques (CSIC) ha desenvolupat un nou tipus de catalitzadors híbrids orgànics-inorgànics a través de la encapsulació d'enzims provinents de fongs en el si de nanoesferes buides. Delimitades per una coberta porosa de sílice, podrien ser emprades com a biocatalitzadors per a la producció de biodièsel de manera més eficient.

Esquema del catalitzador.El biodièsel s'obté a partir de lípids naturals, com olis vegetals o greixos animals, reciclats o no, mitjançant processos químics industrials.  El principal inconvenient relacionat amb la seva producció és que els olis vegetals necessaris per al procés de producció han de tenir un baix contingut en àcids grassos lliures, aigua i triglicèrids insaturats. I els olis que tenen aquestes propietats són cars i més apropiats per al consum humà.

La possibilitat d'utilitzar matèries primeres més barates requereix, a més, l'ús de catalitzadors alternatius als hidròxids utilitzats actualment, que mostren una reduïda eficiència en la producció de biodièsel.

"Seguint aquest enfocament, els processos de producció de biodièsel catalitzat per enzims, estabilitzats en el si de matrius poroses, han estat provats recentment i suposen una alternativa prometedora i atractiva", explica l'investigador del CSIC Avelino Corma, de l'Institut de Tecnologia Química, centre mixt del CSIC i la Universitat Politècnica de València.

"El problema que sorgeix a l'hora de preparar un biocatalizador és la preservació de l'estabilitat i l'activitat de l'enzim immobilitzat. Generalment, el medi en què s'immobilitza l'enzim és molt important per poder preservar la seva conformació activa i natural. Nosaltres pensem que atrapar un enzim en un medi natural aquós envoltat amb una membrana silícia hauria de ser possible ", afegeix Corma.

Els investigadors de l'Institut de Tecnologia Química han estat capaços de sintetitzar un sòlid de matèria orgànica-inorgànica amb forma esfèrica en què hi ha un enzim com compost actiu encapsulada. La part orgànica d'aquesta nanoesfera té un enzim, concretament una lipasa aïllada del fong Rizhomucor miehei que ja s’empra en processos industrials, encara que per aplicacions ben diferents en la industria agroalimentària.

 La nanoesfera està coberta per una closca porosa de sílice inorgànica que aïlla, protegeix i estabilitza les molècules bioactives de l'interior. A més, la quantitat de lipasa i sílice utilitzades durant el procediment d'immobilització s'han optimitzat amb la finalitat d'obtenir un biocatalizador heterogeni, actiu i estable.
 Tal como explica l’investigador del CSIC Avelino Corma, “aquestes noves nanoesferes han estat provades per catalitzar reaccions químiques típiques de la producció de biodièsel, i han pogut conservar la seva activitat després de cinc cicles de reacció,  cosa que demostra que la seva eficàcia catalitzadora és superior a la de l'enzim lliure. Ara queda emprar aquesta troballa en una potencial aplicació industrial”.

En aquest estudi també han participat investigadors de la Universitat de Calàbria, a Itàlia.

A. Macario, F. Verri, U. Diaz, A. Corma, G. Giordano. Pure silica nanoparticles for liposome/lipase system encapsulation: Application in biodiesel production. Catalysis Today. DOI: http://dx.doi.org/10.1016/j.cattod.2012.07.014