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Title in Portuguese: Imobilização de lipase de Candida antarctica tipo B em Toyopearl
Title: Immobilization of Candida antarctica type B lipase in Toyopearl
Author: Carneiro, Elizabete Araújo
Advisor(s): Sant'Ana, Hosiberto Batista de
Co-advisor(s): Gonçalves, Luciana Rocha Barros
Keywords: Engenharia química
Ligação covalente
Glutaraldeído
Etilenodiamina
Estabilidade térmica e operacional
Issue Date: 28-Aug-2007
Citation: CARNEIRO, E. A. Imobilização de lipase de Candida antarctica tipo B em Toyopearl. 82 f. 2007. Dissertação (Mestrado em Engenharia Química)–Centro de Tecnologia, Universidade Federal do Ceará, Fortaleza, 2007.
Abstract in Portuguese: O objetivo deste trabalho foi estudar a imobilização da lipase de Candida antarctica tipo B (CalB) através de ligação covalente utilizando a resina hidrofílica Toyopearl como suporte. Avaliaram-se vários protocolos de ativação, utilizando como agentes ativantes: glicidol, glutaraldeído e etilenodiamina (EDA), e seu efeito na atividade hidrolítica do biocatalisador obtido. A atividade hidrolítica dos derivados foi avaliada pela hidrólise do butirato de para-nitrofenila (PNPB) e utilizou-se como reação de esterificação, a síntese do butirato de butila, empregando ácido butírico e butanol como substratos. O suporte foi previamente caracterizado pela obtenção de imagens por microscopia eletrônica de varredura (MEV), difratogramas de raio-X (DRX) e espectros de infravermelho (FTIR). A área superficial e a porosidade do suporte foram avaliadas pelo método BET. Determinaram-se a concentração de proteína e a atividade enzimática do sobrenadante antes e após os processos de imobilização. O melhor resultado de atividade hidrolítica da enzima imobilizada foi de 894,17 ± 43,29 U/g de suporte, utilizando o suporte Toyopearl-Glioxil-EDA-Glutaraldeído (Toyo-GEG). Este valor de atividade foi 1,56 vezes maior que o obtido para o derivado comercial Novozym 435. A influência de diferentes concentrações de proteína foi avaliada e observou-se a saturação do suporte com uma concentração de 40 mg/g e 2238,25 ± 27,33U/g de atividade. A influência dos tempos de incubação na imobilização indicou que longos tempos de imobilização acarretam na diminuição da atividade hidrolítica dos biocatalisadores. Nos estudos de estabilidade térmica a 60° C, conseguiu-se um elevado grau de estabilização para o derivado, com estabilidade térmica superior a da enzima solúvel. Para o derivado obtido com 72 horas de imobilização o fator de estabilização em relação à enzima solúvel e ao derivado comercial, respectivamente, foi de 694,56 e 12,74. Quanto à estabilidade operacional, após o sétimo ciclo de síntese do butirato de butila, o derivado Toyo-GEG reteve em torno de 76 % de sua atividade inicial.
Abstract: The objective of this work was to study the immobilization of Candida antarctica type B lipase (CalB) by covalent bond using hydrophilic resin named Toyopearl as a support. The influence of activation agents (glycidol, glutaraldehyde and ethylenediamine) in the hydrolytic activity of the biocatalyst was investigated. The enzyme preparations were tested in the hydrolysis of para-nitrophenyl butyrate (PNPB) and in an esterification reaction, butyl butyrate synthesis from butyric acid and butanol. The support was previously characterized by scanning electronic microscopy (SEM), Xray diffraction (DRX) and Fourier transform infra red (FTIR). Superficial area and porosity were evaluated using BET method. Protein concentration and enzymatic activity in the supernatant were determined before and after immobilization process. Best results of hydrolytic activity were obtained using the enzyme immobilized in Toyopearl-Glyoxyl-EDA-Glutaraldehyde (Toyo-GEG), 894.17 ± 43.29 U/g of support, which is 1.56-fold higher than the hydrolytic activity of Novozym 435. The influence of different loadings of protein and the incubation time in the immobilization were also studied. The saturation of support was observed with a load of 40 mg/g of support with 2238.25 ± 27.33 U/g. A decrease in the hydrolytic activity of enzyme preparations was observed for long incubation times. However, thermal stability studies at 60° C, showed that this parameter was important for enzyme stabilization. Thermal stabilization by immobilization was achieved and the immobilized enzyme was more thermal stable than the soluble enzyme. The immobilized lipase prepared at incubation time of 72 hours was 694.59-fold more stable than soluble enzyme and 12.74 -fold than Novozym 435. In organic medium, cycles of synthesis of butyl butyrate was chosen to quantify operational stability. After the seventh cycle, Toyo-GEG retained around 76 % of the initial activity.
URI: http://www.repositorio.ufc.br/handle/riufc/15767
metadata.dc.type: Dissertação
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