ESTUDO DA MASSA DE ÁGUA E ADITIVO NA IMOBILIZAÇÃO DE LIPASE IN SITU EM XEROGEL PRODUZIDO PELO MÉTODO SOL-GEL COM O USO DE TMOS COMO PRECURSOR

ESTUDO DA MASSA DE ÁGUA E ADITIVO NA IMOBILIZAÇÃO DE LIPASE IN SITU EM XEROGEL PRODUZIDO PELO MÉTODO SOL-GEL COM O USO DE TMOS COMO PRECURSOR

FICANHA, A. M. M.; BOPSIN, M.; LEVANDOSKI, K. L.; NYARI, N. L. D.; ANTUNES, A.; PAULAZZI, A.; MIGNONI, M.; DALLAGO, R. M.

Artigo Completo:

As aplicações de lipases em processos industriais se tornam cada vez mais importante devido o valor comercial desta enzima. Para melhorar e tornar um biocatalisador mais estável é possível utilizar técnicas imobilização. Essa técnica mantêm a atividade catalítica da enzima, além de melhorar a eficácia e estabilidade operacional. O método sol-gel para imobilização é simples e permite a adição de aditivos no processo de imobilização a fim de aumentar a eficiência deste tipo de imobilização da lipase. A principal área de aplicação destes biocatalisadores heterogêneos diz respeito esterificação ou transesterificação em solventes orgânicos. A lipase de Candida antarctica (CALB) foi imobilizada pela técnica de sol-gel utilizando o precursor tetrametoxisilano (TMOS) para obtenção do xerogel imobilizado. O objetivo do trabalho foi estudar a influência da massa de água e aditivo utilizado na imobilização. A imobilização da lipase CAL B utilizando o precursor silano TMOS e o aditivo PEG no processo de sol-gel foi bem-sucedida. A adição de PEG com o aumento da massa de água fez com que a atividade de esterificação variasse de 150 a 380 U e o rendimento de imobilização 80 a 600 %. Isto demonstra que o aditivo teve influência positiva na imobilização e preservação da estrutura da enzima.

As aplicações de lipases em processos industriais se tornam cada vez mais importante devido o valor comercial desta enzima. Para melhorar e tornar um biocatalisador mais estável é possível utilizar técnicas imobilização. Essa técnica mantêm a atividade catalítica da enzima, além de melhorar a eficácia e estabilidade operacional. O método sol-gel para imobilização é simples e permite a adição de aditivos no processo de imobilização a fim de aumentar a eficiência deste tipo de imobilização da lipase. A principal área de aplicação destes biocatalisadores heterogêneos diz respeito esterificação ou transesterificação em solventes orgânicos. A lipase de Candida antarctica (CALB) foi imobilizada pela técnica de sol-gel utilizando o precursor tetrametoxisilano (TMOS) para obtenção do xerogel imobilizado. O objetivo do trabalho foi estudar a influência da massa de água e aditivo utilizado na imobilização. A imobilização da lipase CAL B utilizando o precursor silano TMOS e o aditivo PEG no processo de sol-gel foi bem-sucedida. A adição de PEG com o aumento da massa de água fez com que a atividade de esterificação variasse de 150 a 380 U e o rendimento de imobilização 80 a 600 %. Isto demonstra que o aditivo teve influência positiva na imobilização e preservação da estrutura da enzima.

Palavras-chave:

DOI: 10.5151/chemeng-cobeqic2015-123-32371-260013

Referências bibliográficas

• [1] ALFAYA, A.; KUBOTA, L. T. A. Utilização de materiais obtidos pelo processo de sol-gel na construção de biossensores. Quím. Nova., v. 25, p. 935-841, 2002.
• [2] BRINKER, C. J.; SCHERER, G. W. Sol-Gel Science- The Physics and Chemistry of Sol-Gel Processing. Academic Press. Inc.: San Diego, 1990.
• [3] CHAUDHURY, N. K.; GUPTA, R.; GULIA, S. Sol-gel technology for sensor applications. Defence Sci. J., v. 57, p. 241-253, 2007.
• [4] CHEN, J. P.; LIN, W. S. Sol-gel powders and supported sol-gel polymers for immobilization of lipase in ester synthesis. Enzyme Microb. Technol., v. 32, p. 801-811, 2003.
• [5] DALLA-VECCHIA, R.; NASCIMENTO, G.; SOLDI, V. Aplicações sintéticas de lipases imobilizadas em polímeros. Quim. Nova, v. 27, p. 623-630, 2004.
• [6] FERRAZ, L. R.; OLIVEIRA, D. S.; SILVA, M. F.; RIGO, E.; DI LUCCIO, M.; OLIVEIRA, J. V.; OLIVEIRA, D.; TREICHEL, H. Production and partial characterization of multifunctional lipases by Sporobolomyces ruberrimus using soybean meal, rice meal and sugarcane bagasse as substrates. Biocatal. Agric. Biotechnol., v. 1, p. 243-252, 2012.
• [7] FU, D.; LI, C.; LU, J.; RAHMAN ,A.; TAN, T. Relationship between thermal inactivation and conformational change of Yarrowia lipolytica lipase and the effect of additives on enzyme stability. J. Mol. Catal. B: Enzym., v. 66, p.136-141, 2010.
• [8] HIRATSUKA, R. S.; SANTILLI, C. V.; PULCINELLI, S. H. O Processo Sol-Gel: uma visão físico-química. Quim. Nova, v. 18, p. 171-180, 1995.
• [9] JIN, W.; BRENNAN, J. D. Properties and applications of proteins encapsulated within sol-gel derived materials. Anal. Chim. Acta., v. 461, p. 1-36, 2002.
• [10] KEELING-TUCKER, T.; RAKIC, M.; SPONG, C.; BRENNAN, J. D. Activity of lipase within sol-gel derived bioglasses via organo silane and polymer doping. Chem. Mat., v. 12, p. 3695-4704, 2000.
• [11] MACARIO, A.; MOLINER, M.; CORMA, A.; GIORDANO, G. Increasing stability and productivity of lipase enzyme by encapsulation in a porous organic–inorganic system. Micropor. Mesopor. Mat., v. 118, p. 334–340, 2009.
• [12] MENDES, A. A.; OLIVEIRA, P. C.; CASTRO, H. F.; GIORDANO, R. L. Aplicação de quitosana como suporte para imobilização de enzimas de interesse industrial. Quím. Nova, v. 34, p. 831-840, 2011.
• [13] MOHIDEM, N. A.; MAT, H. B. Catalytic activity and stability of laccase entrapped in sol–gel silica with additives. J. Sol-Gel Sci. Technol., v. 61, p. 96-103, 2012.
• [14] REETZ, M. T.; ZONTA, A.; SIMPELKAMP, J. Efficient immobilization of lipases by entrapment in hydrophobic sol-gel materials. Biotechnol. Bioeng., v. 49, p. 527-534, 1996.
• [15] ROCHA, J. M. S.; GIL, M. H.; GARCIA, F. A. P. Effects of additives on the activity of a covalently immobilised lipase in organic media. J. Biotechnol., v. 66, p.61-67, 1998.
• [16] SOARES, C. M. F.; CASTRO, H. F.; SANTANA, M. H. A.; ZANIN, G. M. Selection of stabilizing additive for lipase immobilization on controlled pore silica by factorial design. Appl. Biochem. Biotechnol., v. 91, p. 703-718. 30, 2001.
• [17] SOARES, C. M. F.; CASTRO, H. F.; SANTANA, M. H. A.; ZANIN, G. M. Intensification of lipase performance for long-term operation by immobilization on controlled pore silica in the presence of polyethylene glycol. Appl. Biochem. Biotechnol., v. 98-100, p. 863-874, 2002.
• [18] SOARES, C. M. F.; SANTANA, M. H. A.; ZANIN, G. M.; CASTRO, H. F. Covalent coupling method for lipase immobilization on controlled pore silica in the presence of non-enzymatic proteins. Biotechnol. Progress., v. 19, p. 803-807, 2003.
• [19] SOARES, C. M. F.; SANTOS, O. A.; CASTRO, H. F.; MORAES, F. F.; ZANIN, G. M. Characterization of sol–gel encapsulated lipase using tetraethoxysilane as precursor. J. Mol. Catal. B: Enzym., v. 39, p.69–76, 2006.
• [20] SOUZA, R. L.; FARIA, E. L. P.; FIGUEIREDO, R. T.; FRICKS, A. T.; ZANIN, G. M.; SANTOS, O. A. A. Use of polyethylene glycol in the process of sol–gel encapsulation of Burkholderia cepacia lipase. J. Therm. Anal. Calorim., v. 117, p. 301-306, 2014.
• [21] VILLENEUVE, P.; MUDERHWA, J. M.; GRAILLE, J.; HASS, M. J. C. Customizing lipases for biocatalysis: A survey of chemical, physical and molecular biological approaches. J. Mol. Catal. B: Enzym., v. 9, n. 4-6, p. 113-148, 2000.

Como citar:

FICANHA, A. M. M.; BOPSIN, M.; LEVANDOSKI, K. L.; NYARI, N. L. D.; ANTUNES, A.; PAULAZZI, A.; MIGNONI, M.; DALLAGO, R. M.; "ESTUDO DA MASSA DE ÁGUA E ADITIVO NA IMOBILIZAÇÃO DE LIPASE IN SITU EM XEROGEL PRODUZIDO PELO MÉTODO SOL-GEL COM O USO DE TMOS COMO PRECURSOR", p-1297-1302. In: Anais do XI Congresso Brasileiro de Engenharia Química em Iniciação Científica [=Blucher Chemical Engineering Proceedings, v. 1, n.3]. ISSN Impresso: 2446-8711. São Paulo: Blucher, 2015.
ISSN 23591757, DOI 10.5151/chemeng-cobeqic2015-123-32371-260013