Produção e imobilização da lipase de Botryosphaeria ribis EC-01 e aplicações
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Andrade, Milena Martins
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Resumo
Resumo: Subprodutos do processamento de óleos vegetais como as tortas vegetais constituem substratos baratos para a fermentação microbiana de produção de lipases, que podem ser aplicadas na catálise de reações de transesterificação para a síntese de biodiesel O objetivo deste trabalho foi produzir um catalisador estável e de baixo custo para aplicação na produção de biodiesel Planejamentos estatísticos utilizando-se a Metodologia de Superfície de Resposta foram realizados com o intuito de avaliar a produção de lipase pelo fungo Botryosphaeria ribis EC-1 em condição de fermentação submersa Após seleção das variáveis que mais influenciaram positivamente a produção de lipase, um planejamento fatorial 24 foi desenvolvido para avaliação das variáveis torta de soja, torta de mamona, glicerol e KH2PO4 A torta de soja foi a variável que mais influenciou a produção de lipase, seguida pelo glicerol Um novo planejamento 22 composto central acrescido de pontos axiais foi então desenvolvido para otimizar as concentrações de torta de soja e glicerol e obter os maiores títulos de lipase Os valores preditivos para a produção de lipases nas condições otimizadas e nas três unidades avaliadas foram 72,81 U/mL, 111,8 U/mg e 4892 U/gss e os experimentais obtidos foram de 76,57 ± 7,97 U/mL, 138,7 ± ,34 U/mg e 482 ± 248,8 U/gss A lipase produzida teve atividade ótima em pH 8 e 55ºC, também foi estável entre 3 e 55ºC e em pH de 1 a 1, e apresentou tolerância de 25, 1 e 5% (v/v) em metanol, etanol e glicerol, respectivamente Os íons Mn2+, Mg2+ e Ba2+ foram os ativadores mais significativos e os íons Fe3+, Cu2+ e Hg2+ foram os maiores inibidores da lipase livre de B ribis EC-1 A lipase de B ribis EC-1 hidrolisou todos os substratos testados, tendo afinidade pelo palmitato de p-nitrofenila Dentre os suportes testados na imobilização desta lipase, o que proporcionou maior atividade específica em relação à enzima livre foi o Celite (1h a 5 ºC) com 72,7 %, seguido do suporte quitosana em pó ativada com ,25 % de glutaraldeído (59,5 %) A produção de biodiesel utilizando a lipase de B ribis EC-1 em sua forma livre alcançou rendimento de 6 %, enquanto que a imobilizada em Celite, 36 % A lipase imobilizada em Celite teve atividade ótima em pH 8 e 55 ºC e foi estável em temperaturas de 4 a 55ºC e também estável nos solventes metanol, t-butanol, glicerol e hexano em concentrações de 5, 1, 5 e 1 % (v/v), respectivamente A lipase imobilizada em Celite apresentou constante de desativação térmica (kd) menor que de sua forma livre Na temperatura de 55 ºC, esta lipase imobilizada dobrou o seu tempo de meia vida (t1/2) em relação à livre e a 45 ºC o tempo de meia vida passou de 28 dias para 412 dias com a imobilização A forma imobilizada da lipase de B ribis EC-1 também foi capaz de hidrolisar os substratos testados sendo que a sua maior afinidade foi com o palmitato de p-nitrofenila Esta lipase imobilizada em pasta de carbono também foi avaliada para potencial aplicação em biossensores Portanto, o uso de tortas vegetais como a torta de soja é viável para a produção de lipases em condição de fermentação submersa, produzindo um catalisador estável, inclusive após a sua imobilização, sendo promissor para aplicações biotecnológicas
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Palavras-chave
Físico-química, Biodiesel, Catalisadores, Lipase, Botryosphaeria ribis, Physical chemistry, Biodiesel fuels, Fungal enzymes, Enzymes - Industrial applications, Catalysts