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Enzymatische Gewinnung spezieller Fettstoffe Enzymatische Gewinnung spezieller Fett- stoffe: Mehrfach ungesättigte Fettsäuren, sehr langkettige Fettsäuren, Bio- und Wachsester K. D. Mukherjee Bundesanstalt für Getreide-, Kartoffel- und Fettforschung Institut für Biochemie und Technologie der Fette, H. P. Kaufmann-Institut, Münster Einleitung Lipase-katalysierte Biokonversion von Fetten aus nachwachsenden Roh- stoffen zur Herstellung von wertvollen Fettstoffen gewinnt zunehmend an Bedeutung. Abb. 1 stellt die derzeit wichtigsten industriellen Anwen- dungen und potentiellen Anwendungsmöglichkeiten der durch Triacyl- glycerin-Lipasen und Phospholipasen katalysierten Reaktionen dar. Der vorliegende Beitrag befaßt sich speziell mit der enzymatischen Gewin- nung von mehrfach ungesättigten Fettsäuren, sehr langkettigen Fettsäu- ren, Bio- und W achsestern. 115

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Enzymatische Gewinnung spezieller Fettstoffe

Enzymatische Gewinnung spezieller Fett­stoffe: Mehrfach ungesättigte Fettsäuren, sehr langkettige Fettsäuren, Bio- und Wachsester

K. D. Mukherjee Bundesanstalt für Getreide-, Kartoffel- und Fettforschung Institut für Biochemie und Technologie der Fette, H. P. Kaufmann-Institut, Münster

Einleitung

Lipase-katalysierte Biokonversion von Fetten aus nachwachsenden Roh­stoffen zur Herstellung von wertvollen Fettstoffen gewinnt zunehmend an Bedeutung. Abb. 1 stellt die derzeit wichtigsten industriellen Anwen­dungen und potentiellen Anwendungsmöglichkeiten der durch Triacyl­glycerin-Lipasen und Phospholipasen katalysierten Reaktionen dar. Der vorliegende Beitrag befaßt sich speziell mit der enzymatischen Gewin­nung von mehrfach ungesättigten Fettsäuren, sehr langkettigen Fettsäu­ren, Bio- und W achsestern.

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Biokonversion von Fetten und Ölen

Triacylglycerin-Lipasen Industrielle Anwendung:

Fettsäuren Kakaobutter-Ersatz Humanmilchfett-Ersatz "Bioester" (Kosmetika)

Potentielle Anwendungen Angereicherte Fettsäuren (mehrfach ungesättigte, sehr langkettige und ungewöhnliche Fettsäuren) Strukturierte Triglyceride Wachsester Monoglyceride

Phospholipasen Industrielle Anwendung

Fettraffination (Entschleimung)

Potentielle Anwendungen Strukturierte Phospholipide Anreicherung bestimmter Phospholipide

Abbildung 1: Enzymatische Gewinnung von Fettstoffen [1]

Die Triacylglycerin-Lipasen katalysieren in Gegenwart von Wasser die Hydrolyse-Reaktionen und in wasserarmen Reaktionsmedien, mitunter in Gegenwart organischer Lösungsmittel, die Veresterungs- und Ume­sterungsreaktionen, wobei je nach Substrat und Spezifität der Lipase Fett­stoffe unterschiedlichster Art gewonnen werden können (Abb.2). So las­sen sich zum Beispiel mit Hilfe einer unspezifischen Lipase aus Candida rugosa die Fettsäurereste aus allen drei Stellungen (sn-1, sn-2 und sn-3) des Triacylglycerinmoleküls hydrolysieren, während eine (sn-1,3-) positi­onsspezifische Lipase aus zum Beispiel Rhizomucor miehei ausschließlich die Fettsäuren aus sn-1,3-Stellungen abspaltet. Fettsäurespezifische Lipa­sen hydrolysieren aus Triacylglycerinen bestimmte Fettsäurereste bevor­zugt. Bei lipase-katalysierten Veresterungs- und Umesterungsreaktionen bleiben meistens die bei der Hydrolyse beobachtete Positionsspezifität und Fettsäurespezifität erhalten (Abb. 2).

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Enzymatische Gewinnung spezieller Fettstoffe

sn-1 A sn-1 OH

sn-2 B -1 +Wasser+ unspezifische Lipase e> sn-2 HO -1 + A+B+C

sn-3 C sn-3 OH

-1 A -100

sn-2 B -1 +Wasser+ sn-1,3-spezifische Lipase e> sn-2 B -1 + A+C

sn-3 C sn-3 OH

sn-1 A sn-1 A

sn-2 B -1 + Wasser+ Fettsäure(B)-spezifische Lipase e> sn-2 HO -1 + B

sn-3 C sn-3 C

(A, B, C = Fettsäuren/Fettsäurereste)

Abbildung 2: 1

Spezifität der Triacylglycerin-Lipasen bei der Hydrolyse und Veresterung [2]

2 Mehrfach ungesättigte Fettsäuren

Mehrfach ungesättigte ro6- und ro3-Fettsäuren und ihre Derivate werden in zunehmendem Maße in diätetisch-pharmazeutischen Produkten ein­gesetzt, wie zum Beispiel als Pharmaka bei der Prophylaxe von Fettstoff­wechselstörungen, als strukturierte Triglyceride in Diäten für Frühgebo­rene und in Produkten für die parenterale Ernährung sowie als Zusätze für spezielle Kosmetika. Zu solchen physiologisch aktiven Fettsäuren zählen die aus Nachtkerzen-, Borretsch- und Johannisbeersamenölen stammende all cis-6,9,12-0ctadecatriensäure (ro6 18:3, y-Linolensäure, GLA) sowie die in Algen und Fischölen vorkommenden all cis-5,8,11,14,17-Eicosapentaensäure (ro3 20:5, EPA) und all cis-4,7,10,13,16,19-Docosahexaensäure (ro3 22:6, DHA). Lipase-kataly-

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Biokonversion von Fetten und Ölen

sierte Reaktionen bieten die Möglichkeit, bestimmte ro6- und ro3-Fettsäu­ren aus natürlichen Ölen anzureichern, um solche Fettsäurekonzentrate als physiologisch wirksamere Präparate zu verwenden (Abb. 3).

=> Diätetika, Pharmazeutika ("Nutraceuticals")

=> Kosmetika ("Cosmeceuticals")

* ro6-Fettsäuren (Linol-, y-Linolen-, Di-Homo-y-Linolen-, Arachidonsäure)

* ro3-Fettsäuren (a-Linolen-, Eicosapentaen-, Docosahexaensäure)

• Präventive sowie therapeutische Wirkungen bei verschiedenen Erkrankungen durch hohe Dosierung von ro6- und ro3-Fettsäuren (Nachtkerzenöl, Algenöl, Fischöl u. ä.)

• ro6- und ro3-Fettsäuren als Wirkstoffe in Kosmetik und Dermatologie

• Daher die Notwendigkeit der Herstellung dieser Fettsäuren in angereicherter Form (Konzentrate)

Abbildung 3: Anwendungen für mehrfach ungesättigte Fettsäuren

Lipase-katalysierte selektive Hydrolyse-, Veresterungs- und Ume­sterungsreaktionen unter Ausnutzung der Lipase-Spezifität gegenüber bestimmten Fettsäuren/Fettsäureresten bieten interessante Möglichkei­ten zur Anreicherung von mehrfach ungesättigten ro6- und ro3-Fettsäuren aus natürlichen Fetten (Abb. 4). In verschiedenen Untersuchungen haben wir gezeigt, daß viele Lipasen gegenüber Fettsäuren/Fettsäureresten mit einer endständigen .:i4, .:i6 oder iiB Doppelbindung träge reagieren [3-5] (Abb. 4). Diese Erkenntnis bildet die wissenschaftliche Basis für die An­reicherung von y-Linolensäure aus Nachtkerzen- und Borretschöl [6-8] oder aus Öl des Pilzes Mucor javanicus [9] sowie von Docosahexaensäure aus Fischölen [ 6).

So kann zum Beispiel y-Linolensäure durch lipase-katalysierte selek­tive Hydrolyse der Samenöle von Nachtkerzen (Oenothera biennis), Bor­retsch (Borago officinalis) und des Öles aus Mucor javanicus in den Acyl­glycerinen (Mono-, Di- und Triacylglycerinen) bis zu Konzentrationen von 40 bis 45 % angereichert werden, während die übrigen Fettsäuren be-

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Enzymatische Gewinnung spezieller Fettstoffe

vorzugt abgespalten werden [8, 9). Abb. 5 zeigt die Anreicherung der y-Linolensäure (GLA) aus Borretschöl durch selektive Hydrolyse unter Verwendung einer Lipase aus Candida rugosa als Biokatalysator. Die re­sultierenden Reaktionsprodukte lassen sich nach dem in Abb. 6 darge­stellten Schema aufarbeiten, um das y-linolensäurereiche Acylglyce­rin-Konzentrat von den abgespaltenen Fettsäuren abzutrennen.

• Hydrolyse,

·• Veresterung oder • Umesterung

unter Ausnutzung der Lipase-Selektivität gegenüber bestimmten un gesättigten Fettsäuren:

Viele Lipasen sind träge gegenüber Fettsäuren mit einer endständigen

.:i4 Doppelbindung [z. B. all-cis-4,7,10,13,16,19-Docosahexaensäure (ro3)],

.:i6 Doppelbindung [z. B. y-Linolensäure (ro6), all-cis-6,9,12- Octadecatriensäure,

Petroselinsäure, cis-6-0ctadecensäure, Stearidonsäure (ro3),

all-cis-6,9,12,15-0ctadecatetraensäure] oder

iiB Doppelbindung [z. B. Dihomo-y-Linolensäure (ro6), all-cis-8,11,14-

Eicosatriensäure J

Abbildung 4: Isolierung bestimmter Fettsäuren aus natürlichen Fetten mit Hilfe Lipase-katalysierter Reaktionen [10, 11)

Untersuchungen über die Substratselektivität von Lipasen aus verschie­denen Mikroorganismen (zum Beispiel Candida rugosa, Rhizomucor miehei) und Pflanzen (zum Beispiel Raps, Brassica napus undvPapaya, Carica pa­paya) haben gezeigt, daß bei der lipase-katalysierten Veresterung der aus natürlichen Ölen hergestellten Fettsäuregemische mit n-Butanol einige der oben genannten ro3- und ro6-Fettsäuren, wie zum Beispiel ro3 22:6 und ro6 18:3, sehr viel langsamer in Butylester überführt wurden als die übri­gen Fettsäuren [6, 7, 9-12). Diese Eigenschaften der Lipasen wurde dazu genutzt, die y-Linolensäure aus Fettsäuregemischen des Borretschöls, Nachtkerzenöls oder des Öles aus Mucor javanicus durch selektive Vere­sterung mit n-Butanol von einem Anteil von 10 bis 20 % im Ausgangsge-

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Biokonversion von Fetten und Ölen

misch bis zu einer Konzentration von 70 bis 90 % in den unveresterten Fettsäuren anzureichern; die übrigen Fettsäuren wurden bevorzugt in Butylester überführt [6, 7, 9-12] (Abb. 7). Die resultierenden Reaktions­produkte lassen sich nach dem in Abb. 8 dargestellten Schema aufarbei­ten, um das y-linolensäurereiche Fettsäure-Konzentrat von den Butyle­stern abzutrennen.

50

40

~ 30 < t3 20

lO

0

I • Acylglycerine D Fettsäuren 1

Borretschöl Hydrolyse­produkte

Biokatalysator: Lipase aus Candida rugosa; Reaktionsbedingungen: 20 °C, 5 Std.;

Hydrolysegrad: 71 %

Abbildung 5: Anreicherung der y-Linolensäure (GLA) aus Borretschöl durch selektive Hydrolyse [8]

Borretschöl (ca. 20% GLA)

+ Fettsäure-spezifische Lipase + Wasser (Candida rugosa)

V. Fettsäuren (angereichert mit + Linolsäure)

V.

Mono- + Diacylglycerine (angereichert mit GLA)

[+Natriumcarbonat + Lösungsmittel (Hexan))

V. wäßrige Phase: Na-Salz der Linolsäure

organische Phase: Mono- + Diacylglycerine (angereichert mit GLA)

Acylglycerin-Konzentrat (ca. 50 % y-Linolensäure)

Abbildung 6: Anreicherung der y-Linolensäure (GLA) aus Borretschöl oder Nachtkerzenöl durch lipase-katalysierte selektive Hydro-lyse [8)

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Enzymatische Gewinnung spezieller Fettstoffe

Biokatalysator: Lipase aus Rhizomucor miehei (Lipozyme ®); Reaktions

bedingungen: 60 °C; 2 Std.; Veresterungsgrad: 91 %.

Abbildung 7: Anreicherung der y-linolensäure (GLA) aus Borretschöl-Fett­säuren durch selektive Veresterung mit n-Butanol [7]

Ebenfalls läßt sich Docosahexaensäure aus Fettsäuregemischen des Dorschleberöls durch selektive Veresterung mit n-Butanol von 10 bis 20 % im Ausgangsgemisch bis zu einer Konzentration von über 45 % in den unveresterten Fettsäuren anreichern; die übrigen Fettsäuren werden bevorzugt in Butylester überführt [6] (Abb. 9).

3 Sehr langkettige Monoenfettsäuren

Sehr langkettige Monoenfettsäuren wie zum Beispiel Gondosäure (cis-11-Eicosensäure), Erucasäure (cis-13-Docosensäure) und Nervon­säure (cis-15-Tetracosensäure) sind wertvolle Ausgangsstoffe für oleoche­mische und technische Produkte. Diese Fettsäuren lassen sich durch li­pase-katalysierte Hydrolyse der Samenöle einiger Industrie-Ölpflanzen anreichern [13]. So führt zum Beispiel selektive Hydrolyse der Öle aus weißem Senf (Sinapis alba), orientalischem Sareptasenf (Brassica juncea) oder Silberblatt (Lunaria annua) mit Hilfe einiger mikrobieller sn-1,3-spe­zifischer Lipasen (wie zum Beispiel aus Rhizomucor miehei) zur Anreiche­rung der sehr langkettigen Monoenfettsäuren in den abgespaltenen Fett-

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Biokonversion von Fetten und Ölen

säuren, während die C16- und C18-Fettsäuren in den Acylglycerinen (Mono-, Di- und Triacylglycerinen) angereichert werden [13] (Abb. 10 und 11).

Borretschöl (ca. 20% GLA)

U (chemische oder enzymatische Hydrolyse)

Fettsäuren + n-Butanol + Fettsäure-spezifische Lipase

n-Butylester + (angereichert mit Linolsäure-Resten)

[+Natriumcarbonat +

organische Phase: + (n-Butylester)

(Rhizomucor miehei)

u unveresterte Fettsäuren (angereichert mit GLA)

Lösungsmittel (Hexan))

wäßrige Phase: (Na-Salz der GLA)

U Ansäuern

y-Linolensäure-Konzentrat (ca. 80 %)

Abbildung 8: · Anreicherung der y-Linolensäure (GLA) aus Borretschöl-Fett­säuren durch lipase-katalysierte selektive Veresterung mit n-Butanol [7]

Umgekehrt führt die selektive Hydrolyse der oben genannten Öle mit ei­nigen fettsäurespezifischen Lipasen - zum Beispiel aus Candida rugosa und Geotrichum candidum - zur bevorzugten Abspaltung der C18-Fettsäu­rereste, während die sehr langkettigen Monoenfettsäurereste in den Acyl­glycerinen angereichert werden (Abb. 12). Auf diese Weise können Kon­zentrate (80-90 %) der sehr langkettigen Monoenfettsäuren - wahlweise als freie Fettsäuren oder in Glyceriden verestert- gewonnen werden, wel­che in speziellen technischen Produkten oder in Kosmetika Anwendung finden könnten.

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Enzymatische Gewinnung spezieller Fettstoffe

4 Bio- und Wachsester

Als „Bioester" werden enzymatisch hergestellte Ester mittel- und lang­kettiger Fettsäuren mit kurz- bis mittelkettigen Alkoholen bezeichnet. Sie werden bereits durch Veresterung unter Verwendung der Lipase aus Candida antarctica kommerziell hergestellt (Abb. 13) [l, 14]. Produkte wie Isopropylmyristat, Octylpalmitat und Decyloleat finden in Kosmetika vieseitige Anwendung. Bioester, die unter Verwendung von ölsäurerei­chem Rapsöl und Sonnenblumenöl hergestellt werden, sind aussichtsrei­che Produkte für die Herstellung von Kosmetika.

Wachsester können ebenfalls durch lipase-katalysierte Veresterung der aus erucasäurereichen Ölen stammenden Fettsäuren mit langkettigen und sehr langkettigen Alkoholen hergestellt werden [l, 14] (Abb. 13). Li­pase-katalysierte Umesterung (Alkoholyse) erucasäurereicher Öle mit sehr langkettigen Alkoholen bietet eine elegante Möglichkeit zur Herstel­lung von W achsestern, die eine ähnliche Zusammensetzung aufweisen wie das Wachsgemisch im Jojobaöl [15]. Die Umesterung ölsäurereicher Öle mit langkettigen Alkoholen kann möglicherweise Ester für spezielle Schmierstoffe liefern.

50

40

~ 30

:ii Ci 20

10

0

Abbildung 9:

1 •Fettsäuren D Buty~ster 1

Dorschleberöl- Veresterungs-

Fettsäuren produkte

Biokatalysator: Lipase ·aus Rhizomucor miehei (Lipozyme®); Reakti onsbedingungen: 30 °C; 6 Std. Veresterungsgrad: 93 %

Anreicherung der Docosahexaensäure (DHA) aus Dorschle­beröl-Fettsäuren durch selektive Veresterung mit n-Butanol [6]

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Biokonversion von Fetten und Ölen

sn-1 20:1,22:1,24:1 sn-1 OH

c181 + w'"" + '"· '.3·•p„;fuch, u„„ o> c181 + 20, 1,>2, 1,>•'1·

sn-3 20:1,22:1,24:1 sn-3 OH Fettsäuren

(Erucasäurereiches Öl) Monoglyceride

Abbildung 10: Anreicherung der sehr langkettigen Fettsäuren (C20:1+C22:1+C24:1) aus erucasäurereichem Öl durch lipase-katalysierte selektive Hydrolyse aus sn-1,3-Stellungen [13]

Öl aus Senf (Sinapis alba) + sn-1,3-spezifische Lipase + Wasser (Rhizomucor miehei) (ca. 50 % C20:1+C22:1+C24:1)

Mono- + Diacylglycerine (angereichert mit C18)

[+ Natriumcarbonat

organische Phase:

Mono- + Diacylglycerine

Jj.

+ Fettsäuren aus sn-1,3-Stellungen (angereichert mit C20:1 +C22:1 +C24:1)

Jj.

+ Lösungsmittel (Hexan)] Jj.

wäßrige Phase:

(Na-Salze der C20:1 +C22:1 +C24:1)

JJ. Ansäuern

C20:1 +C22:1 +C24:1-Fettsäure-Konzentrat (ca. 90 %)

Abbildung 11: Anreicherung der sehr langkettigen Fettsäuren

124

(C20:1 +C22:1 +C24:1) aus erucasäurereichem Öl durch lipase-katalysierte selektive Hydrolyse [13]

Enzymatische Gewinnung spezieller Fettstoffe

90

~ 80 ::: 70

~ (j()

+ 50

N 40 ~ 30 ~ 20 0 "' 10

0

I • Acylglycerine D Fettsäuren 1

Senföl Lipolyse-

produkte

Biokatalysator: Lipase aus Candida rugosa; Reaktions­bedingungen: 20 °C, 1,25 Std.; Hydrolysegrad: 49 %

Abbildung 12: Anreicherung der sehr langkettigen Monoenfettsäuren (C20:1 +C22:1 +C24:1) aus Senföl durch selektive Hydro­lyse [13]

Säure (8:0 -14:0) + Isopropanol + Lipase

Veresterung => (8:0-14:0) Isopropylester +HP

"Bio-Ester"

C16 + C18 Fettsäuren + Langkettiger Alkohol (C1JC18) + Lipase Veresterung

(C16/C18--C16/Cl8 Ester) + HzÜ Wachsester

18:1/22:1 Umesterung OH

c181 + 22:1 Alkohol+ sn-1,3-spezifische Lipase --+ c181 + 18:1/22:1-22:1 Ester

18:1/22:1 OH (Erucasäurereiches Öl) Jojobawach1-

Ersatz

Abbildung 13: Herstellung von „Bio-Estern" und Wachsestern (Kosmetika, Körperpflegemittel) durch lipase-katalysierte Veresterung und Umesterung

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Biokonversion von fetten und Ölen

Abb. 14 zeigt die Zusammensetzung der Wachsester, die durch Li­pase-katalysierte Veresterung der aus Senföl hergestellten Fettsäuren mit dem daraus gewonnenen Fattalkoholgemisch synthetisiert wurden. Eine Ähnlichkeit mit der Wachsesterzusammensetzung des Jojobaöls - mit Ausnahme des C42-Wachsesters - ist deutlich zu erkennen. So dürfte es durch geeignete Auswahl der Fettsäuren und Alkohole möglich sein, aus preiswerten Rohstoffen hochpreisige Jojobaöl-Substitute herzustellen.

Fettsäuren/Fettalkohole aus Senföl Zusammensetzung(%)

16:0 + 18:0 18:1 18:2 18:3

20:0 + 20:1 22:0 + 22:1 24:0 + 24:1

Fettsäuren aus Senföl

Wachsester (Umsatz 91 %)

60

50

40

!E 30

20

10

O Wachsester

•Jojobaöl

+

3 21 10 9 11 43 3

Fettalkohole aus Senföl

U. Lipozyme®, 60 °C, 4 h

+

C34 C36 C38 C40 C42 C44 C46

Wachsester (C-Zahl)

Abbildung 14: Herstellung von sehr langkettigen Wachsestern durch lipase-katalysierte Veresterung [15]

126

Enzymatische Gewinnung spezieller Fettstoffe

5 Zusammenfassung

Tabelle 1 zeigt zusammenfassend die Möglichkeiten zur Gewinnung spe­zieller Fettstoffe aus Pflanzenölen durch Biokonversion unter Nutzung der katalytischen Leistung von Lipasen. Mit zunehmender Verfügbarkeit von Lipasen als Biokatalysatoren - zum Teil auch aus preiswerten Quel­len wie zum Beispiel Pflanzen - dürfte es bald möglich sein, diverse hoch­preisige Produkte unter geringem Energieaufwand thermisch schonend durch Biokonversion herzustellen.

Tabelle l: Lipase-katalysierte Biokonversion von Fetten

Fett Reaktion Produkt Verwendung

Nachtkerzenöl, Hydrolyse, y-Linolensäure Diätetika, Borretschöl Veresterung Pharmazeutika,

Kosmetika

Erucasäure-reiche Hydrolyse, Erucasäure chemisch-Raps- und Senföle Veresterung technische

Produkte

00-Raps-, Hydrolyse, Bioester, Kosmetika, Sonnenblumen- und Veresterung, Wachsester chemisch-ölsäure-reiches Umesterung technische Sonnenblumenöl Produkte

Literatur

/1/ Mukhetjee, K. D.: Oleochemicals through biotechnology. - In: Proceedings of the 1996 PORIM International Congress, Competitiveness for the 21 st Century, Chemistry & Technology and Soap & Detergent Industry Conference, p. 489-504, Palm oil Research Institute of Malaysia (PORIM)

/2/ Mukhetjee, K. D.: Gewinnung wertvoller Lipide mit Hilfe enzymatischer Reak­tionen. Fat Sei. Techno!. 94, 542-546 (1992)

/3/ Hills, M. J„ Kiewitt, I„ Mukhetjee, K. D.: Lipase from Brassica napus L. discrimi­nates against cis-4 and cis-6 unsaturated fatty acids and secondary and tertiary alcohols. Biochim. Biophys. Acta 1042, 237-240 (1990)

/ 4/ Mukhetjee, K. D„ Kiewitt, I., Hills, M. J.: Substrate specificities of lipases in view of kinetic resolution of unsaturated fatty acids. Appl. Microbiol. Biotechno!. 40, 489-493 (1993)

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Biokonversion von Fetten und Ölen

/5/ Jachmanian, 1., Schulte, E., Mukherjee, K. D.: Substrate specificity of less com­mon fatty acids catalysed by lipases from different sources. Appl. Microbiol. Biotechnol. 44, 563-567 (1996)

/6/ Hills, M. J., Kiewitt, 1., Mukherjee, K. D.: Enzymatic fractionation of fatty acids: Enrichment of y-linolenic acid and docosahexaenoic acid by selective esterifica­tion catalyzed by lipases. J. Am. Oil Chem. Soc. 67, 561-564 (1990)

/7 / Syed Rahmatullah, M. S. K., Shukla, V. K. S., Mukherjee, K. D.: y-Linolenic acid concentrates from borage and evening primrose oil fatty acids via lipase-cataly­zed esterification. J. Am. Oil Chem. Soc. 71, 563-567 (1994)

/8/ Syed Rahmatullah, M. S. K., Shukla, V. K. S., Mukherjee, K. D.: Enrichment of y-linolenic acid from evening primrose oil and borage oil via lipase-catalyzed hydrolysis. J. Am. Oil Chem. Soc. 71, 569-573 (1994)

/9 / Mukherjee, K. D., Kiewitt, 1.: Enrichment of y-linolenic acid from fungal oil by lipase-catalysed reactions. Appl. Microbiol. Biotechnol. 35, 579-584 (1991)

/10/ Mukherjee, K. D.: Lipase-catalyzed reactions for modification of fats and other lipids. Biocatalysis 3, 277-293 (1990)

/11/ Mukherjee, K. D.: Fractionation of fatty acids and other lipids via lipase-cataly­zed reactions. J. Franc. Oleagineaux, Corps Gras, Lipides 2, 365-368 (1995)

/12/ Mukherjee, K. D., Kiewitt, 1.: Specificity of Carica papaya latex as biocatalyst in the esterification of fatty acids with 1-butanol. J. Agric. Food Chem. 44, 1948-1952 (1996)

/13/ Mukherjee, K. D., Kiewitt, I.: Enrichment of very-long-chain mono-unsaturated fatty acids by lipase-catalysed hydrolysis and transesterification. Appl. Micro­biol. Biotechnol. 44, 557-562 (1996)

/14/ Macrae, A. R., Roehl, E.-L., Brand, H. M.: Bio-esters. Seifen Öle Fette Wachse 116, 201-205 (1990)

/15/ Mukherjee, K. D., Kiewitt, 1.: Preparation of esters resembling natural waxes by lipase-catalyzed reactions. J. Agric. Food Chem. 36, 1333-1636 (1988)

Anschrift des Autors:

Dr. K. D. Mukherjee Bundesanstalt für Getreide-, Kartoffel- und Fettforschung Institut für Biochemie und Technologie der Fette, H. P. Kaufmann-Institut Piusallee 68, 48147 Münster

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Chemo-enzymatische Epoxidation ungesättigter Fettstoffe

Chemo-enzymatische Epoxidation ungesät­tigter Fettstoffe

M. Rüsch gen. Klaas, S. Warwel Bundesanstalt für Getreide-, Kartoffel- und Fettforschung Institut für Biochemie und Technologie der Fette, H. P. Kaufmann-Institut, Münster

Einleitung

Die Lipase-katalysierte Umsetzung aliphatischer Carbonsäuren mit Was­serstoffperoxid zu Percarbonsäuren stellt eine schonende Alternative zur Percarbonsäure-Herstellung unter Katalyse starker Mineralsäuren dar [1-3]:

[Lipase]

org. Lsgm.

Bei den grundlegenden Arbeiten der Fa. Novo Nordisk AIS (Dk) erwies sich eine auf Polyacryl immobilisierte Lipase aus Candida antarctica als besonders stabil und aktiv. Die Vorteile dieses Verfahrens werden beim Vergleich mit der konventionellen Persäure-Darstellung deutlich [4]:

[W]

Normalerweise werden Persäuren durch die Umsetzung von Carbonsäu­ren mit Wasserstoffperoxid unter Katalyse starker Mineralsäuren herge­stellt. Dabei sind die erforderlichen Reaktionsbedingungen um so drasti­scher, je längerkettig die Carbonsäure ist. So sind Perfettsäuren nur in konzentrierter Schwefelsäure als Katalysator und Lösungsmittel und bei

129