Ενζυμική μετεστεροποιήση οξικης κυτταρίνης με στόχο την βιοτεχνολογική της αξιοποιήση

Abstract

Η καθαρή κυτταρίνη είναι ένα οργανικό πολυμερές της γλυκόζης,σε μεγάλη αφθονία στη φύση και χαμηλό κόστος.Το μεγάλο μειόνεκτημά της είναι ότι λόγω της στερεοχημικής της δομής είναι δύσκολο να επεξεργαστεί ενζυμικά.Για το λόγο αυτό για την πραγματοποίηση των πειραμάτων χρησιμοποιήθηκε παράγωγο κυτταρίνης και συγκεκριμένα η οξική κυτταρίνη(cellulose acetate).

Στόχος είναι η πραγματοποιήση πειραμάτων για την εύρεση των βέλτιστων(optimum)συνθηκών στις οποίες επιτυγχάνεται μετεστεροποίηση της οξικής κυτταρίνης. Τα ένζυμα τα οποία χρησιμοποιήθηκαν(λιπάσες) σε υδατικό περιβάλλον στο φυσικό τους δηλαδή περιβάλλον) καταλύουν την αντίδραση της υδρόλυσης των εστερικών δεσμών. Έτσι, για να επιτύχουμε την εστεροποίηση των κυτταρινούχων υποστρωμάτων,(την αντίστροφη δηλαδή διαδικασία της υδρόλυσης τους) χρησιμοποιήσαμε ως μέσο βιοκατάλυσης συστήματα από τα οποία απουσίαζε το νερό. Με τον τρόπο αυτό μετατοπίσαμε θερμοδυναμικά τη θέση της χημικής ισορροπίας περνώντας από την υδρόλυση στη σύνθεση.

Pure cellulose is an organic polymer of glucose in great abundance in nature and low cost. Its stereochemical structure makes processing it with enzymic methods extremely difficult. Because of this, for these experiments we used cellulose derivatives, namely cellulose acetate. The aim is to conduct experiments to find the best (optimum) conditions during which transesterification of cellulose acetate occurs. When the enzymes used (lipases) are in an aqueous environment, ( in their natural environment) they catalyze the hydrolysis of esters. So, in order to achieve esterification of cellulosic substrates (the reverse process of hydrolysis) we used systems which lacked water. In this way, we thermodynamically shifted the position of chemical equilibrium , passing from hydrolysis to synthesis.