Bio-synthesis and hydrolysis of ethyl phenylacetate and ethyl 2-phenylpropionate in organic solvent by lyophilized mycelia

ABSTRACT

To select the best biocatalysts for ethanol acylations with phenylacetic and 2-phenylpropionic acids, lyophilized mycelia of Aspergillus oryzae CBS 10207, A. oryzae MIM, Rhizopus oryzae CBS 11207, R. oryzae CBS 39134, R. oryzae CBS 26028 and R. oryzae CBS 32847 were tested in this study. The carboxylesterase activities of A. oryzae MIM and R. oryzae 11207, which revealed to be the best biocatalysts, were investigated either in 0.1 M phosphate buffer or in n-heptane to catalyze the hydrolysis or the synthesis of ethyl esters of these acids, respectively. A. oryzae proved more effective than R. oryzae, probably due to more favorable microenvironment conditions and thermodynamic scenario. The results in terms of product formation and substrate consumption versus time were used to estimate the maximum conversion yields, the equilibrium constants and the times needed to reach half maximum conversion, thus providing sufficient information about these equilibria.

RESUMO

Micélios liofilizados de Aspergillus oryzae CBS 10207, A. oryzae MIM, Rhizopus oryzae CBS 11207, R. oryzae CBS 39134, R. oryzae CBS 26028 e R. oryzae CBS 32847 foram testados neste estudo com vista à seleção do melhor biocatalisador para efetuar a acilação de etanol com ácidos fenilacético e 2-fenilpropiônico. As atividades carboxilesterásicas de A. oryzae MIM e R. oryzae 11207, que resultaram ser os melhores biocatalisadores, foram investigadas tanto em tampão fosfato 0,1 M como em n-heptano para catalisar a hidrólise ou a síntese dos ésteres etílicos destes ácidos. A. oryzae pareceu ser mais eficaz que R. oryzae, provavelmente devido a condições micro-ambientais e a um cenário termodinâmico mais favoráveis. Os resultados obtidos em termos de formação do produto e consumo dos substratos em função do tempo foram usados para a estimativa dos rendimentos de conversão máximos, as constantes de equilíbrio e os tempos necessários para alcançar metade da conversão máxima, fornecendo desta forma suficientes informações sobre esses equilíbrios.