En la presente tesis se estudia la síntesis enzimática en dos etapas de mezclas de acilglicéridos con un alto valor nutricional. El producto obtenido consiste principalmente en triglicéridos estructurados, triglicéridos de cadena media y 1,3-diglicéridos. En el Capítulo 1 se define el concepto de acilglicérido y se describen las principales características de los acilglicéridos utilizados en alimentación humana. Además, se presentan las propiedades buscadas en nuevos glicéridos y el uso de lipasas para la obtención de los mismos, con especial énfasis en el mecanismo de acción y especificidad de estas enzimas. El Capítulo 2 resume los materiales y métodos utilizados para llevar a cabo las reacciones de síntesis durante esta tesis. También se presentan las técnicas utilizadas para analizar los productos de reacción y los protocolos de inmovilización de lipasas. El Capítulo 3 contiene los principales resultados de la síntesis enzimática de 1,3-dicaprina por esterificación de glicerol con ácido cáprico catalizada por Lipozyme RM IM. Se lleva a cabo un diseño de experimentos y se estudian múltiples respuestas. Además, se analiza en detalle la migración de acilo (una reacción secundaria) y se propone un modelo teórico para explicar la participación de la lipasa en esta reacción. iii En el Capítulo 4 se presentan los resultados obtenidos al realizar la separación y purificación de 1,3-dicaprina sintetizada con la reacción descripta en el Capítulo 3. Se estudia la separación de acilgliceroles en un proceso en varias etapas empleando solventes de baja toxicidad. Como paso previo, se analiza la neutralización y separación del ácido cáprico remanente. El Capítulo 5 se centra en el estudio de biocatalizadores para la obtención de mezclas de glicéridos estructurados de alto valor nutricional a través de la esterificación de 1,3-dicaprina con ácido palmítico. Se analiza la actividad y selectividad de enzimas comerciales, en forma libre e inmovilizada. Además, se realiza un exhaustivo análisis de las características de la mezcla de acilglicéridos obtenida con cada biocatalizador. Finalmente, se proponen y discuten varias técnicas para estudiar la composición de estas muestras. En el Capítulo 6 se lleva a cabo un análisis detallado de la isomerización de acilos observada en la etanólisis de triglicéridos. En el mismo se examinan los principales factores que afectan a la reacción de migración de acilo durante la etanólisis de triglicéridos modelo catalizadas por Novozym 435. El Capítulo 7 contiene los resultados más relevantes de la síntesis de 1,3-dicaproil-2-palmitoil glicerol a partir de la esterificación de 1,3-dicaprina con ácido palmítico catalizada por la lipasa de Burkholderia cepacia inmovilizada por adsorción física sobre quitosano. En primer lugar, se estudia la obtención del biocatalizador. A continuación, el mismo se analiza en reacción mediante un diseño de experimentos y se determinan las condiciones óptimas para la síntesis del triglicérido estructurado deseado. Por último, el Capítulo 8 presenta las conclusiones más importantes y relevantes del trabajo experimental llevado a cabo. En este capítulo también se indican los posibles trabajos futuros derivados de la presente tesis.

El proceso de desgomado constituye una etapa importante en la producción de aceites de girasol mediante la cual se originan las denominadas borras. Las mismas están formadas principalmente por agua, conteniendo porcentajes menores de fosfolípidos y triglicéridos y cantidades pequeñas de otros componentes como glicolípidos y carbohidratos. El tratamiento de la borras por eliminación del agua, posterior reducción del contenido del aceite y/o fraccionamiento ó modificación, conduce a la obtención de lecitinas de especial aplicación en la industria alimenticia, debido fundamentalmente a sus propiedades emulsificantes. Sin embargo, al tratar directamen-te las borras con enzimas específicas, se puede obtener un producto final de características emulsionantes, estabilizantes y dispersantes propias; agregándole un mayor valor comercial a su uso industrial. El interés por el estudio de la hidrólisis de las borras de girasol radica en la utilización de un producto que es muchas veces descartado, conduciendo a pérdidas económicas en el proceso de refinamiento de los aceites vegetales. La utilización de enzimas como catalizadores de la reacción convierte a este proceso en una forma sencilla, económica y de alto rendimiento en la generación de nuevos productos. La hidrólisis de las borras mediada por lipasas puede suceder sobre las moléculas de triglicéridos y/o fosfolípidos, obteniéndose diferentes productos de reacción como diglicéridos, monoglicéridos, glicerol, ácidos grasos libres y lisofosfolípidos, dependiendo el sustrato en cuestión. Asimis-mo, el tipo de enzimas empleadas, libres ó inmovilizadas en soportes; y la preferencia hacia la posición de ataque, 1,3- específica o inespecíficas son factores que afectan la distribu-ción de los productos de reacción. De esta manera, los usos potenciales de las borras y el valor económico del producto obtenido por tratamiento enzimático dependerá tanto del tipo y las características de la materia prima como del proceso de desgomado, la modificación de las borras y las técnicas de purificación aplicadas. El objetivo general de esta Tesis es sumar conocimiento sobre la hidrólisis enzimática de borras provenientes del desgomado del aceite de girasol, empleando diferentes lipasas comerciales, y determinar mediante titulación ácido-base y cromatografía gaseosa las variaciones en la composición de los productos de reacción y en particular de los ácidos grasos obtenidos. El trabajo fue organizado en diferentes etapas. Se partió de un sustrato artificial, represen-tante de la borra, consistente en una mezcla de aceite de girasol y lecitina de soja; siendo ambos constituyentes estudiados previamente por separado. Luego lipasas seleccio-nadas fueron ensayadas sobre la borra de girasol, variándose diferentes parámetros de reacción. Paralelamente se realizó la caracterización del sustrato mediante diferentes técnicas analíticas. El Capítulo 1 se inicia con una descripción general de las enzimas y de las lipasas empleadas, haciendo referen-cia a distintos aspectos como su comportamiento en la inter-fase y la migración acílica; para finalizar con el proceso de obtención de borras y su modificación a través de la hidrólisis enzimática. En el Capítulo 2 se describen los materiales y equipos empleados, la caracterización de los sustratos y las metodologías implementadas para el estudio de la reacción de hidrólisis; desde la toma de muestra hasta la obtención de resultados por titulación y cromatografía gaseosa. En el Capítulo 3 se presentan los resultados obtenidos del estudio de la reacción de hidrólisis enzimática sobre el aceite de girasol. Asimismo se realiza una descripción del sistema de reacción y del ensayo experimental realizado. En el Capítulo 4 se presentan los resultados obtenidos del estudio de la reacción de hidrólisis enzimática sobre la lecitina de soja. Asimismo se realiza una descripción del sistema de reacción y del ensayo experimental realizado. En el Capítulo 5 se presentan los resultados obtenidos del estudio de la reacción de hidrólisis enzimática sobre la mezcla formada por aceite de girasol y lecitina de soja. Asimismo se realiza una descripción del sistema de reacción y del ensayo experimental realizado. En el Capítulo 6 se presentan los resultados obtenidos del estudio de la reacción de hidrólisis enzimática sobre la borra de aceite de girasol. Asimismo se realiza una descripción del sistema de reacción y del ensayo experimental realizado. Entre las variables estudiadas se encuentran la cantidad de catalizador, la temperatura de reacción y la cantidad de solución buffer. El Capítulo 7 resume las conclusiones expuestas en los capítulos 3, 4, 5 y 6 y relata los potenciales trabajos sobre futuras líneas de investigación en el tema. / The degumming process constitutes an important step in the production of sunflower oils in which the called gums are originated. These are formed mainly by water, containing small percentages of phospholipids and triglycerides and little quantities of others components like glycolipids and carbohy-drates. The treatment of the gums by removal of the water, later reduction of the content of the oil and/or their fraction or modification, leads to obtain lecithins with special applica-tion in the food industry, because of its emulsification properties fundamentally. However the direct treatment of the gums with specific enzymes might produce a final product with own emulsification, stabilization and dispersants characteristics; adding a better commercial value to its industrial use. The interest in the study of the hydrolysis of sunflower gums, consists in the utilization of a product which is usually discarded, conducing to economic waste in the process of refining vegetables oils. The employment of enzymes as reaction catalyst, turns this process in a simple, potentially economic and high performance way in the generation of new products. The hydrolysis of the gums through lipases, can take place upon the triglycerides and/or phospholipids molecules, obtaining different reactions products like diglycerides, monoglycerides, glycerol, free fatty acids and lisophospholipids, in relation of the involucrate substrate. Likewise, the type of enzyme employed, free or immobilized in supports; and the position preference, 1,3-specific or unspecific, are factors that affect the distribution of the reaction products. In this way, the potential uses of the gums and the economic value of the obtained product by enzymatic treatment will depend on the type and the characteristics of the raw material as well on the degumming process, the gums modification and the applied purification techniques. The general aim of this Thesis is to sum knowledge about the enzymatic hydrolysis of the gums coming from the degumming of the sunflower oil, employing different commercial lipases and to determine by acid-basic titration and gas chromatography the variations in the compo-sition of the reaction products, in particular the fatty acids obtained. This work was organized in different stages. It began from an artificial substrate, on behalf of the gum, consisting in a mix of sunflower oil and soya lecithin; being both constituents previously individually studied. Then, selected lipases were tested on the sunflower gum, varying different reaction parameters. At the same time the charac-terization of the substrate was made by different analytical techniques. Chapter 1 begins with a general description of the enzymes and the lipases employed, describing different aspects like its interface behavior and the acyl migration; and finalizes with the process to obtain gums and its modification by the enzymatic hydrolysis. In Chapter 2 are described the materials and equipment employed, the substrate characte-rization and the implemented methodologies for the study of the hydrolysis reaction; from getting the sample till obtain the results by titration and gas chromatography. Chapter 3 shows the results obtained by the study of the enzymatic hydrolysis reaction with sunflower oil. Likewise a description of the reaction system and the experimental assay is presented. Chapter 4 shows the results obtained by the study of the enzymatic hydrolysis reaction with soya lecithin. Likewise a description of the reaction system and the experimental assay is presented. Chapter 5 shows the results obtained by the study of the enzymatic hydrolysis reaction with a sunflower oil and soya lecithin mix. Likewise a description of the reaction system and the experimental assay is presented. Chapter 6 shows the results obtained by the study of the enzymatic hydrolysis reaction with sunflower gum. Likewise a description of the reaction system and the experimental assay is presented. The variables studied are: quantity of catalyst, reaction temperature and quantity of buffer solution. Chapter 7 summarizes the expose conclusions in chapters 3, 4, 5 and 6 and relates the potential works about future lines of research in this subject.

El complejo aceitero argentino es uno de los sectores de la industria alimentaria que ha evidenciado mayor crecimiento durante los últimos años. Localmente se manifiesta una creciente necesidad de producir materiales elaborados con mayor valor agregado, tanto para consumo interno como para exportación. Argentina es uno de los principales productores y exportadores de aceite de girasol (Helianthus annuus L.) y la industria local se destaca por su avanzada tecnología y alta competitividad. Los fosfolípidos (PLs) son componentes naturales de las semillas oleaginosas que pasan al aceite durante el proceso de extracción. Estos compuestos deben ser removidos, ya que pueden depositarse durante el transporte o almacenamiento del aceite crudo como así también afectar su estabilidad y características sensoriales. Las gomas, producto del desgomado acuoso de aceites vegetales, constituidas fundamentalmente por agua, PLs y aceite, podrían ser procesadas secas (lecitina cruda) o desaceitadas para obtener productos con un mayor valor agregado adecuados para ser usados como aditivos alimenticios. En la presente tesis se propone estudiar la modificación de lecitinas vegetales mediante la hidrólisis enzimática de lecitinas crudas utilizando fosfolipasas libres para dar lugar a nuevos productos de interés industrial. La tesis se estructura en ocho capítulos, en los Capítulos 1, y 2 se presenta una introducción teórica que incluye una revisión bibliográfica suministrando al lector los conocimientos básicos sobre el área. En el Capítulo 3 se detallan los materiales utilizados y la metodología experimental llevada a cabo para las reacciones de hidrólisis y las técnicas analíticas para cuantificación e identificación de los compuestos presentes en el sustrato y los productos. En el Capítulo 4 se describe el diseño experimental para la hidrólisis enzimática de lecitina cruda de girasol utilizando Lecitase® Ultra como catalizador, se presenta un estudio de las condiciones óptimas o recomendables para la reacción, y se muestran los resultados obtenidos para la caracterización de la materia prima y los productos de hidrólisis, hallándose que no era posible identificar ni cuantificar todas las especies de PLs con las metodologías tradicionales. En el Capítulo 5 se presenta el desarrollo de una técnica analítica para determinación de PLs y sus formas hidrolizadas mediante espectroscopía de resonancia magnética nuclear de fósforo (31P-NMR), junto con una revisión de las distintas técnicas analíticas normalmente utilizadas encontradas en bibliografía. En el Capítulo 6 se reportan los resultados de la cuantificación de PLs por este método, realizando el seguimiento a diferentes tiempos de hidrólisis. Luego en el Capítulo 7 se presentan los estudios realizados para evaluar las propiedades estabilizantes de las lecitinas modificadas en un caso específico (emulsiones lácteas) y se analiza cómo varían las propiedades observadas según los distintos grados de hidrólisis y por ende según la composición de las lecitinas. Finalmente en el Capítulo 8 se presentan las conclusiones de los estudios realizados en esta tesis, junto con sugerencias de trabajos futuros para su continuación y/o profundización en los temas tratados. / In Argentina, the edible oil processing is one of the food industry areas with highest growing levels in the last years. Locally, an increasing demand has arisen for the production of manufactured materials with higher added value, both for internal market and for export. Argentina is one of the major producers and exporters of sunflower oil (Helianthus annuus L.), and the local industry is characterized for its advanced technology and high competitiveness. Phospholipids (PLs) are natural components of oily seeds which are extracted along with the oil in the extraction process and must be removed from the oil in order to prevent their settling during crude oil shipping or storing. They also affect oil stability and sensorial properties. Gums, which are by-products from the aqueous degumming of vegetable oils and are constituted mainly by water, PLs and oil, might be processed dried (crude lecithin) or deoiled, in order to obtain products with higher added value, suitable for applications as food additives. In this thesis, a study concerning the modification of sunflower lecithin by means of enzymatic hydrolysis of crude lecithin using free phospholipases is proposed in order to obtain new products of interest for industrial applications. The thesis is divided in eight chapters. In Chapters 1 and 2 a theoretical introduction is presented, including a literature review to provide the reader with the basic concepts on the topic. In Chapter 3 the materials and experimental methodology used for the hydrolysis reactions, as well as the analytical techniques for the quantitation and identification of the compounds present in the substrate and reaction products are described in detail. In Chapter 4 the experimental design for the enzymatic hydrolysis of crude sunflower lecithin using Lecitase® Ultra as catalyst is described, presenting a study of the optimal or recommended reaction conditions. Raw material and hydrolysis products characterization results are shown, concluding that it is not possible to identify and quantify all the PLs species with the traditional methodologies. In Chapter 5 the development of an analytical technique for the determination of PLs and their hydrolyzed forms by phosphorus nuclear magnetic resonance spectroscopy (31P-NMR) is presented, together with a review of different analytical techniques usually found in the literature. In Chapter 6 the PLs quantification results using this method are reported for different hydrolysis times. In Chapter 7 the evaluation of the stabilizing properties of modified lecithins in a specific application (dairy emulsions) is presented, as well as an analysis of the variation of the observed properties for different hydrolysis degrees and therefore for different lecithin composition. Finally, in Chapter 8 the conclusions of the thesis are summarized, together with future work suggestions for the continuation and/or deepening of the studied topics.

En los últimos años, el desarrollo de los métodos biocatalíticos ha permitido la preparación de una gran variedad de productos de alto valor añadido, a través de procesos simples, selectivos, de bajo coste y respetuosos con el medio ambiente. Esta Memoria se divide en dos partes. La primera consta de tres capítulos, en los que se han estudiado diversas metodologías enzimáticas para la preparación de precursores ópticamente activos del antidepresivo (-)-paroxetina. La segunda parte contiene dos capítulos en los que se desarrolla la preparación de -hidroxicianhidrinas ópticamente activas, productos de partida de gran importancia en síntesis orgánica, empleando oxinitrilasas o lipasas como biocatalizadores. Parte 1: En el primer capítulo se ha llevado a cabo la resolución de diversos precursores de (-)-paroxetina con diferentes lipasas. Se han utilizado una serie de trans-4-(4´-fluorofenil)-3-hidroximetilpiperidinas N-protegidas como sustratos de partida en reacciones de hidrólisis y acilación enzimática. También se analizan los parámetros que afectan a la selectividad de los procesos, como el biocatalizador, disolvente, temperatura y agente acilante. Estos estudios se han publicado en: G. de Gonzalo, R. Brieva, V. M. Sánchez, M. Bayod, V. Gotor, "Enzymatic resolution of trans-4-(4´-fluoropehenyl)-3-hydroxymethylpiperidines, key intermediates in the synthesis of (-)-Paroxetine", J. Org. Chem., 2001, 66, 8947-8953. M. Bayod, V. M. Sánchez, V. Gotor, R. Brieva, G. De Gonzalo, "Precursores ópticamente puros de paroxetina", ES Patent 2001101648, 2001; "Optically pure paroxetine precursors", Eur. Patent 1,283,200 A2, 2003; U. S. Patent 0018048 A1, 2003; Chem. Abstr., 2003, 138, 122554. En el segundo capítulo, se aplica la reacción de alcoxicarbonilación enzimática con diferentes carbonatos en la resolución del ()-trans-N-benciloxicarbonil-4-(4´-fluorofenil)-3-hidroximetilpiperidina, precursor de (-)-paroxetina. Este trabajo ha dado lugar a la siguiente publicación: G. de Gonzalo, R. Brieva, V. M. Sánchez, M. Bayod, V. Gotor, "Enzymatic alkoxycarbonylation reactions on the intermediate in the synthesis of (-)-paroxetine, trans-N-benzyloxycarbonyl-4-(4´-fluorophenyl)-3-hydroxymethylpiperidine", Tetrahedron: Asymmetry, 2003, 14, 1725-1731. En el tercer capítulo se utilizan una serie de anhídridos cíclicos como agentes de acilación en la resolución enzimática del intermedio de (-)-paroxetina, ()-trans-N-feniloxicarbonil-4-(4´-fluorofenil)-3-hidroximetilpiperidina. Se analizan una serie de parámetros que pueden afectar a la selectividad de las acilaciones, como enzima, temperatura y disolvente. Finalmente se realiza un estudio de reciclaje enzimático empleando las mejores condiciones conseguidas. Los resultados se han recogido en la publicación y en la patente: G. de Gonzalo, R. Brieva, V. M. Sánchez, M. Bayod, V. Gotor, "Anhydrides as acylating agents in the enzymatic resolution of an intermediate of (-)-paroxetine", J. Org. Chem., 2003, 68, 3333-3336. M. Bayod, V. M. Sánchez, G. de Gonzalo, R. Brieva, V. Gotor, "Precursores ópticamente puros de paroxetina". ES Patent P200202916. Parte 2: En el cuarto capítulo de la presente Memoria se realiza la síntesis de (R)-hidroxicianhidrinas quirales mediante la reacción de transcianación enzimática catalizada por la (R)-oxinitrilasa de Prunus amygdalus. Como sustratos de partida se emplean una serie de -hidroxialdehídos tanto libres como O-protegidos. Los resultados obtenidos se resumen en la publicación: G. de Gonzalo, R. Brieva, V. Gotor, "(R)-oxynitrilase-catalyzed transformation of -hydroxyalkanals", J. Mol. Cat. B: Enzym., 2002, 19-20, 223-230. En el quinto capítulo se estudia la obtención de hidroxicianhidrinas -O-protegidas ópticamente activas mediante reacciones de acetilación enzimática catalizadas por lipasas. También se analizan diversos factores que afectan a la selectividad de las resoluciones. Por último, se tratan de explicar algunos de los resultados obtenidos a través de la Mecánica Molecular.

La creciente demanda por parte de la industria alimentaria de grasas sólidas y semisólidas con distintas propiedades reológicas y organolépticas ha impulsado el desarrollo de diversas tecnologías y procesos industriales, minimizando la producción de compuestos perjudiciales para la salud del consumidor. Un proceso relativamente nuevo, principalmente a escala industrial, es el de interesterificación enzimática, el cual consiste en utilizar lipasas como biocatalizadores para intercambiar los ácidos grasos constituyentes de los triglicéridos de al menos dos sustratos de naturaleza oleosa, generalmente diferenciados por sus relaciones de ácidos grasos saturados e insaturados. En esta tesis se analiza el comportamiento cinético de la reacción de interesterificación enzimática desde distintos puntos de vista, utilizando mezclas de aceite de soja y aceite de soja hidrogenado como sustratos y dos lipasas inmovilizadas comerciales, Lipozyme RM IM y Lipozyme TL IM, como biocatalizadores. En el Capítulo 1 se hace una introducción general al tema de estudio junto con la revisión bibliográfica. Los materiales utilizados y los métodos empleados, algunos de ellos implementados durante el desarrollo de la presente tesis, se describen en el En el Capítulo 3 se analiza, a través de un diseño experimental incompleto, el efecto que tienen las variables operativas y del sistema más relevantes sobre la composición de triglicéridos (agrupados según su grado de insaturación) y de subproductos (diglicéridos, monoglicéridos y ácidos grasos libres), y sobre el punto de fusión de los productos de reacción. En el Capítulo 4 se realiza el análisis de la evolución en el tiempo de las concentraciones de las diferentes especies involucradas en la reacción en estudio, para los factores definidos anteriormente como más significativos. También se presentan experiencias en sistemas en presencia de hexano y se discute el efecto del solvente sobre la cinética de la reacción. En vista de los resultados obtenidos en el capítulo anterior, en el Capítulo 5 se analiza en más detalle la distribución de ácidos grasos saturados e insaturados en los glicéridos, principalmente en la posición sn-2. En virtud de los resultados obtenidos con este estudio, se realiza un análisis detallado de la distribución de los diglicéridos entre los isómeros 1(3),2-DAG y 1,3-DAG, que permite discutir el efecto de la acil migración En el Capítulo 6 se desarrollan diferentes modelos teóricos que podrían representar la variación de las concentraciones de reactivos y productos, teniendo en cuenta las reacciones de hidrólisis y de reesterificación. El desarrollo de los mismos se realizó planteando dos hipótesis: rápido equilibrio y estado estacionario, y diferentes formas de complejación de la enzima, así como también distintos pasos en los cuales la molécula de agua ingresa al esquema de reacción. Estos modelos involucran el conocimiento de diversos parámetros cinéticos y de equilibrio, que deben obtenerse mediante la resolución de los mismos y su correlación con los datos experimentales. Además, se desarrolla un modelo considerando la distribución de los ácidos grasos saturados e insaturados en los distintos glicéridos. Por último, en el Capítulo 7 se presentan las conclusiones generales derivadas del estudio experimental y teórico desarrollado en la presente tesis y las propuestas futuras de trabajo. / The food industry demands more oil and fat products with different rheological and organoleptic properties. Therefore, several new technologies and industrial processes have been developed lately to satisfy these needs, minimizing the production of compounds that harms the consumer health. Enzymatic interesterification is a relatively novel industrial process consisting in lipase-catalyzed reactions that interchange the fatty acids of the structure of the triacylglycerols from two oil products, with different composition in the concentration of saturated and unsaturated fatty acids. The main objective of this thesis was to study the kinetic behavior of the enzymatic interesterification reaction, using blends of refined soybean oil and hydrogenated soybean oil as substrates, and two commercial immobilized lipases, Lipozyme RM IM y Lipozyme TL IM, as biocatalysts. A general introduction to the subject and the bibliographic revision is presented. in Chapter 1. The materials and methods used in the experimental studies carried out. in the thesis are described in Chapter 2. Chapter 3 presents the analysis of the effect of different reaction parameters and operating variables on the composition of triacylglycerols groups (defined in terms of its unsaturation degree) and byproducts (diacylglycerols, monoacylglycerols and free fatty acids), and on the melting point of the reaction products. The effect of the most significant parameters on the reaction kinetics, measured as the evolution of the concentration of the different species during the reaction time, is presented in Chapter 4. Experiences in presence of hexane were carried out in order to study the effect of the solvent on the reaction kinetics; they are also presented and discussed in these chapter. Taking into account the results obtained in the previous study, the distribution of saturated and unsaturated fatty acids in the position sn-2 of the triacylglycerols is analyzed in Chapter 5. In addition, a detailed study of the diacylglycerols distribution between the 1(3),2-DAG y 1,3-DAG isomers is presented, which allows to discuss the effect of the acyl migration. Several theoretical models to represent the variation in the concentration of the species during reaction are developed in Chapter 6, taking into account the hydrolysis and esterification reactions. The derivation of the models was performed using two different approaches: rapid equilibrium and steady state, considering different manners in which the enzyme can undergo complexation and steps in which water molecule enters the reaction scheme. These models require knowledge of the value of different kinetic and equilibrium parameters, which have to be determined through the model solution and its correlation with experimental data. A more complete model that considers the distribution of saturated and unsaturated fatty acids in the acylglycerol species is also presented. Finally, Chapter 7 summarizes the overall conclusions derived of the experimental and theoretical studies presented in the thesis, and suggests future work on the research topic.

Los productos industriales obtenidos por la vía enzimática poseen propiedades y características distintivas frente a aquellos obtenidos por reacciones químicas tradicionales, lo que los hacen principalmente adecuados para su uso en la industria alimentaria. Particularmente, con la utilización de lipasas en la modificación de grasas y aceites, se evita el deterioro de los ácidos grasos insaturados y sus grupos funcionales. Con el fin de que la tecnología enzimática sea competitiva a nivel local y no tenga insumos críticos, se hace necesario tanto el desarrollo propio de catalizadores enzimáticos como el estudio y optimización de cada uno de los procesos de producción. Si bien las lipasas pueden ser de origen animal, microbiano o vegetal, actualmente, la producción de lipasas comerciales se encuentra focalizada principalmente en las de origen microbiano, seguidas por las animales. La presente tesis estudia la posibilidad de utilizar diferentes fuentes vegetales, como girasol, trigo y ricino, para la producción de biocatalizadores con aplicación en la modificación de aceites vegetales. La hidrólisis enzimática, proceso que conlleva la liberación de los ácidos grasos del esqueleto carbonado del glicerol presente en los triglicéridos, fue la reacción principal mediante la cual se evaluaron los biocatalizadores de interés. En el Capítulo 1 se desarrollaron los fundamentos teóricos necesarios para la comprensión de la tesis: estructuras químicas y reactividad de los lípidos, aplicaciones industriales y estado del arte de las lipasas. El Capítulo 2 describe los materiales y métodos utilizados, por lo que será frecuentemente referenciado en los capítulos restantes de la tesis. Para determinar si la metodología utilizada era confiable, se realizaron diversos ensayos, los cuales se describen en el Capítulo 3. Los Capítulos 4 y 5 se centran en el estudio de la actividad lipásica de extractos vegetales obtenidos a partir de semillas de girasol y trigo en reacciones de hidrólisis utilizando aceite de girasol como sustrato. El Capítulo 6 presenta el estudio de la actividad lipásica de biocatalizadores obtenidos a partir de semillas de ricino, profundizando en el estudio de características fundamentales como repetitividad del sistema de reacción, evolución de la actividad a diferentes tiempos de almacenamiento y el efecto de la concentración del biocatalizador, entre otros. En el Capítulo 7, luego de seleccionar las variables de reacción principales, se realizó la optimización de la actividad lipásica de este biocatalizador, utilizando metodologías de superficies de respuesta. Por otro lado, el Capítulo 8 se basa en el estudio de la cinética del catalizador utilizando tiempos de reacción prolongados a diferentes condiciones, así como también incluye el modelado matemático de los perfiles cinéticos obtenidos. Finalmente, en el Capítulo 9 se presentan las conclusiones más relevantes obtenidas mediante el desarrollo de la presente tesis, así como también los posibles ítems o lineamientos que se prevén como interesantes para ameritar su desarrollo a futuro. / The industrial products obtained by the enzymatic route have distinctive properties and characteristics over those obtained by traditional chemical reactions, which make them mainly suitable for its use in the food industry. Particularly, with the use of lipases in the modification of fats and oils, the deterioration of the unsaturated fatty acids and their functional groups is avoided. In order for the enzymatic technology to be competitive locally and without critical inputs, it is necessary both, the development of enzyme catalysts as well as the study and optimization of each of the production processes. Although lipases may be of animal, microbial or vegetable origin, the production of commercial lipases is currently mainly focused on those of microbial origin, followed by animals. The present thesis studies the possibility of using different plant sources, such as sunflower, wheat and castor bean, for the production of biocatalysts. Enzymatic hydrolysis of vegetable oils, a process leading to the release of fatty acids from the carbon skeleton of glycerol present in triglycerides, was the main reaction by which the biocatalysts of interest were evaluated. In Chapter 1 the theoretical foundations necessary for the understanding of this thesis were developed: chemical structures and reactivity of lipids, industrial applications and state of the art of lipases. Chapter 2 describes the materials and methods used, thus it will often be referenced in the remaining chapters of the thesis. To determine if the methodology used was reliable, several trials were performed, which are described in Chapter 3. Chapter 4 and 5 focus on the study of the lipase activity of plant extracts obtained from sunflower and wheat seeds in hydrolysis reactions using sunflower oil as substrate. Chapter 6 examines the lipase activity of the biocatalyst obtained from castor bean, deepening the study of fundamental characteristics such as repeatability of the reaction system, evolution of the activity at different storage times and the effect of the biocatalyst concentration, among others. In Chapter 7, after selecting the main reaction variables, the optimization of the lipase activity of this biocatalyst was performed, using response surface methodologies. On the other hand, Chapter 8 is based on the study of catalyst kinetics using extended reaction times at different conditions, as well as the mathematical modeling of the kinetic profiles. Finally, Chapter 9 presents the most relevant conclusions obtained through the development of this thesis, as well as the possible future work.

El presente trabajo de Tesis tiene como finalidad analizar el potencial de los líquidos iónicos como medios de reacción y separación en reacciones de transesterificación enzimáticas. Los ILs inmiscibles con agua han resultado medios muy adecuados para llevar a cabo la síntesis de ésteres catalizada por la lipasa B de Candida antarctica (CALB), incrementando la actividad y selectividad enzimática con respecto a los valores obtenidos en disolventes orgánicos convencionales como n-hexano. El uso de líquidos iónicos miscibles con agua ha dado lugar a menores valores de actividad enzimática que n-hexano, aunque la selectividad en estos medios es mucho mayor. Los ILs se han revelado también como prometedores disolventes en su empleo en procesos de separación, más concretamente como fase líquida en membranas líquidas soportadas (SLMs). Se han desarrollado SLMs basadas en ILs altamente estables que permiten llevar a cabo la separación selectiva de sustratos y productos de reacciones de transesterificación. / The main objective of this thesis is to analyze the potential use of ionic liquids as reaction and separation media in lipase-catalysed transesterification reactions. The use of ionic liquids in biocatalytic processes has been shown to be an environmentally attractive alternative to classical organic solvents. Water-immiscible ionic liquids appeared as suitable media for the transesterification reactions catalysed by Candida antarctica lipase B (CALB), increasing the activity and selectivity with respect to the values obtained with a classical organic solvent, n-hexane. The use of water-miscible ionic liquids led to lower activities than obtained in n-hexane, although the selectivity values were much higher in these media. Ionic liquids have also been shown to be promising solvents for the use in separation processes, more specifically as liquid phase in supported liquid membranes (SLMs). Highly stable SLMs based on ionic liquids have been succesfully used for the selective separation of different organic compounds which are substrates and products of transesterification reactions.