imobiliza o de enzimas l.
Download
Skip this Video
Loading SlideShow in 5 Seconds..
Imobilização de Enzimas PowerPoint Presentation
Download Presentation
Imobilização de Enzimas

Loading in 2 Seconds...

play fullscreen
1 / 82

Imobilização de Enzimas - PowerPoint PPT Presentation


  • 537 Views
  • Uploaded on

Imobilização de Enzimas. JANAINA DUARTE BAUMER SIANNAH MARIA MAS DIEGO Prof. Agenor Furigo Jr. Setembro/2008. Imobilização de Enzimas. O principal interesse em imobilizar uma enzima é obter um biocatalisador com atividade e estabilidade que não sejam afetadas durante o processo. .

loader
I am the owner, or an agent authorized to act on behalf of the owner, of the copyrighted work described.
capcha
Download Presentation

PowerPoint Slideshow about 'Imobilização de Enzimas' - jacob


An Image/Link below is provided (as is) to download presentation

Download Policy: Content on the Website is provided to you AS IS for your information and personal use and may not be sold / licensed / shared on other websites without getting consent from its author.While downloading, if for some reason you are not able to download a presentation, the publisher may have deleted the file from their server.


- - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - E N D - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - -
Presentation Transcript
imobiliza o de enzimas

Imobilização de Enzimas

JANAINA DUARTE BAUMER

SIANNAH MARIA MAS DIEGO

Prof. Agenor Furigo Jr.

Setembro/2008

imobiliza o de enzimas2
Imobilização de Enzimas

O principal interesse em imobilizar

uma enzima é obter um biocatalisador com

atividade e estabilidade que não sejam

afetadas durante o processo.

imobiliza o de enzimas3
Imobilização de Enzimas
  • Os processos de bioconversão enzimática têm sido bastante utilizados na produção, transformação e valorização de matérias-primas.

Reações Enzimáticas

Reatores Batelada

Custos operacionais

Baixa Produtividade

Problemas de Remoção da E

Variação na Qualidade dos Produtos

Desvantagens

imobiliza o de enzimas4
Imobilização de Enzimas
  • Visando a obtenção de reações com:
    • > uniformidade tecnológica
    • viabilidade econômica,

Utilização de Enzimas na Forma Imobilizadas

enzimas livres x imobilizadas
Enzimas Livres x Imobilizadas
  • Livres
    • Instabilidade
    • Rápida perda da atividade catalítica
    • Não regeneração
  • Imobilizadas
    • Reutilização
    • Maior estabilidade (Faixas mais amplas de pH e Temp.)
    • Menor interferência de inibidores e/ou ativadores
m todos de imobiliza o
Métodos de Imobilização
  • Existem duas principais técnicas:
    • Modificação química da molécula:
      • + Substrato não sofre impedimento estérico pela matriz
      • - Pode ocorrer ligação através do sítio ativo tornando-se inativa
    • Ligação física da enzima em uma matriz inerte:
      • + Maior velocidade de reação e facilidade no preparo
      • - Impedimento estérico da molécula de substrato
m todos de imobiliza o7

Métodos para Imobilização de Enzimas

Ligação em Suportes Sólidos

Confinamento

Matriz

Cápsula

Microcápsula

- Adsorção (carvão ativo)

- Ligação Covalente (celulose, sílica)

- Ligação Iônica (celulose)

Métodos de Imobilização
m todos de imobiliza o8
Métodos de Imobilização
  • 1. Imobilização por inclusão (Confinamento):
    • Retidas na rede tridimensional de um polímero insolúvel na água;
    • Aprisionadas no interior de cápsulas ou microcápsulas delimitadas por uma membrana semipermeável;
    • Não é estabelecida ligação química ao suporte e conserva a sua integridade molecular.
      • 1.1 Inclusão em uma matriz;
      • 1.2 Encapsulação;
      • 1.3 Microencapsulação.
m todos de imobiliza o9
Métodos de Imobilização
  • 1.1 Inclusão em uma matriz;

Em linhas gerais consiste no aprisionamento das moléculas de enzimas entre as malhas de um polímero geliforme.

m todos de imobiliza o10
Métodos de Imobilização
  • 1. 1.1 Inclusão em uma matriz;
    • Simples ligação física entre enzima e suporte;
    • Nesse caso não há risco de desnaturação, pois não são empregados reagentes químicos,
    • As limitações difusionais são intensas.
m todos de imobiliza o11
Métodos de Imobilização
  • 1. 1.1 Inclusão em uma matriz;
    • Matriz
      • Polímeros sintéticos
        • Silicone, Poliuretano, Nylon,…
      • Polissacarídeos
        • Alginato, Quitosana, Pectina,…
      • Proteínas
        • Colágeno, Gelatina Albumina,…
m todos de imobiliza o12

E

E

E

E

E

E

Métodos de Imobilização
  • 1.2 Encapsulamento:
    • A enzima é imobilizada no interior de esferas, cujo envoltório é constituído por um polímero geliforme e semipermeável.
m todos de imobiliza o13

E

E

E

E

Métodos de Imobilização
  • 1.2 Encapsulamento:

Solução aq. contendo íon bivalentes (Ca2+)

Enzima em uma solução aq.de Na

Gotejada

Forma-se uma esfera, dentro da qual as E ficam retidas (membrana = polímero de alginato de Ca)

Quando a gota de alginato de Na entra em contato com a sol. salina

m todos de imobiliza o14
Métodos de Imobilização
  • 1.3 Microencapsulamento
    • Consiste na preparação de um sist. emulsionado, onde a enz. está confinada no interior das micelas.
    • Não se pode encapsular enz. que destruam a matriz polimérica.
    • Enz. hidrolíticas não são adequadas para o encapsulamento, pois seu substrato de interesse geralmente é de alto peso molecular.
    • Polimerização provoca desativação da enzima
m todos de imobiliza o15
Métodos de Imobilização
  • 1.3 Microencapsulamento

Solução aq. de enzima

Hexametilenodiamina

Cl. de sebacila

Fase orgânica

Emulsificante

Resultante da polimerização da diamina com cl. de sebacila

Obtém-se as gotículas da solução enzimática envolvidas por uma película semi-permeável

m todos de imobiliza o16
Métodos de Imobilização
  • 1.3 Microencapsulamento
m todos de imobiliza o17
Métodos de Imobilização
  • Vantagens e incovenientes dos métodos de inclusão:
    • Convêm a quase todos os tipos de enzimas;
    • Restrição pelos fenômenos de impedimento estérico e de difusão através do gel ou da membrana.
m todos de imobiliza o18
Métodos de Imobilização
  • 2. Fixação das enzimas sobre suporte sólido:
    • A enzima deve ser fixar tão solidamente quanto possível;
    • Bentonita: Insolúvel em água, mas uma vez hidratada intumesce e abre-se como uma espoja altamente porosa e carregada magnéticamente.
    • 2.1 Fixação por adsorção
    • 2.2 Fixação das enzimas por ligações covalentes
imobiliza o de enzimas19
Imobilização de Enzimas
  • 2.1. Adsorção
      • Consiste da união entre a enz. e um suporte inerte através de interações iônicas, adsorção física, ligações hidrofóbicas e forças atrativas de Van der Waals.
      • Suportes:

Derivados da DEAE-celulose, Dowex

Orgânicos

Inorgânicos

Celite, bentonita e alumina

m todos de imobiliza o20
Métodos de Imobilização
  • 2.1 Fixação por adsorção
    • Trata-se de um método simples, de aplicabilidade generalizada.
    • Efetua-se por simples mistura da enz. com o suporte, mas condições de pH e força iônica adequados, em seguida lava-se a enz. que não ficou ligada.
    • Suportes: Carvão ativado, óxidos metálicos, vidros, resinas poliméricas.
m todos de imobiliza o21
Métodos de Imobilização
  • 2.1 Fixação por adsorção
    • Diferentes parâmetros vão influenciar na quantidade de enz. fixada e solidaridade das ligações:
      • Do pH do meio dependem o número e a natureza das cargas sustentadas pelo suporte.
      • Sais em [ ] aumentam a solubilidade das enz.
      • Com da T existe a probabilidade de se aumentar a criação de ligações
m todos de imobiliza o22
Métodos de Imobilização
  • 2.1 Fixação por adsorção
    • Vantagens:
      • Procedimento extremamente simples custos
      • Ligação ocorre por simples exposição e as condições são brandas
      • Os efeitos difusionais são despresíveis
    • Desvantagens:
      • Enz. são altamente dependentes de pH, solventes, substrato e Temp.
      • Podem ser facilmente dessorvidas com a alteração destes parâmetros

* É uma das técnicas mais usadas.

m todos de imobiliza o23
Métodos de Imobilização
  • 2.2 Fixação por formação de ligações covalentes
      • A enz. é ligada ao suporte inerte mediante ligações químicas covalentes, que são, normalmente, estabelecidas entre os aminogrupos primários e o anel fenólico dos aa constituintes da enz. com os grupos reativos do suporte (-CHO;-NCS, dentre outros).
m todos de imobiliza o24
Métodos de Imobilização
  • 2.2 Fixação por formação de ligações covalentes
    • Em geral, as reações são feitas em meio aquoso, à Temp. entre 0°C e 25°C e o pH próximo à neutralidade
    • A escolha das condições irá depender da estabilidade da enz. e do suporte frente ao pH de formação das ligações covalentes, assim como a estabilidade das ligações suporte-enzima frente ao pH de utilização do sistema imobilizado.
m todos de imobiliza o25
Métodos de Imobilização
  • 2.2 Fixação das enzimas por ligações covalentes
    • Vantagens:
      • Maior eficiência e estabilidade.
      • Não são tão suscetíveis a pH, força iônica, solventes e Temp.
    • Os suportes são escolhidos por suas propriedades de solubilidade, grupos funcionais, estabilidade mecânica, área superficial, intumescimento e natureza hidrofílica ou hidrofóbica.
    • Suportes: inorgânicos, polímeros naturais e sintéticos.
m todos de imobiliza o26
Métodos de Imobilização
  • 2.2 Fixação das enzimas por ligações covalentes
      • Suportes:
        • Vidro;
        • Sílica;
        • Sephadex;
        • Celulose;
        • Nylon;
        • Poliestireno.
imobiliza o de enzimas27
Imobilização de Enzimas
  • Efeitos causados pela imobilização
    • Ao se agregar uma E a um material inerte, por mais suave que seja o procedimento, é razoável esperar algum tipo de efeito sobre sua atividade catalítica.
imobiliza o de enzimas28
Imobilização de Enzimas
  • Efeitos causados pela imobilização
imobiliza o de enzimas29
Imobilização de Enzimas
  • Interferência da imobilização sobre a atividade catalítica da E.

Tabela 3. Características cinéticas e parâmetros termodinâmicos para a invertase nas formas solúvel e insolúvel

imobiliza o de enzimas30
Imobilização de Enzimas
  • Interferência da imobilização sobre a atividade catalítica da E.

Tabela 3. Características cinéticas e parâmetros termodinâmicos para a invertase nas formas solúvel e insolúvel

imobiliza o de enzimas31
Imobilização de Enzimas
  • Interferência da imobilização sobre a atividade catalítica da E.

Tabela 3. Características cinéticas e parâmetros termodinâmicos para a invertase nas formas solúvel e insolúvel

imobiliza o de enzimas32
Imobilização de Enzimas
  • Dentre os vários efeitos que a imobilização pode causar salienta-se:
    • Modificação da estrutura tridimensional
    • Efeitos estéricos e de conformação
    • Efeitos de Microambiente
    • Efeitos difusionais
      • Resistência difusionais externas
      • Efeitos difusionais internos
imobiliza o de enzimas33
Imobilização de Enzimas
  • Efeitos estéricos e de conformação
    • Quando a enz. é ligada ao suporte, pode sofrer alguma mudança na conformação, o que poderá abalar sua eficiência catalítica.
    • O processo de interação enz. suporte é quase sempre aleatório, poderá suceder que a região do sitio ativo se torne menos acessível ao substrato (impedimento estérico).
imobiliza o de enzimas34
Imobilização de Enzimas
  • Efeitos de microambiente
    • Quando a E é ligada a um suporte inerte, ela vai ficar sujeita a uma circunvizinhança algo ≠ do que quando esta livre. Esse fato poderá se refletir sobre os valores dos parâmetros cinéticos.
    • Os efeitos da circunvizinhança, que dependem da natureza física e química do suporte, podem acarretar uma distribuição desigual do substrato, produto e cofatores entre a região vizinha do sist. imobilizado e o resto da solução.
imobiliza o de enzimas35
Imobilização de Enzimas
  • Efeitos de microambiente
    • O comportamento cinético de uma enzima presa a um suporte carregado pode diferir daquela apresentado pela enzima livre.
imobiliza o de enzimas36
Imobilização de Enzimas
  • Efeitos Difusionais
    • Quando a E é imobilizada sobre ou dentro de um suporte sólido, o substrato deve se difundir do seio da solução até o sitio ativo da E.
    • Se a velocidade de difusão do substrato é < que a veloc. de transformação pela E = a veloc. observada é mais baixa do que a esperada, visto que nem todas as moléculas de E estarão em contato com o substrato, (atingem a saturação).
imobiliza o de enzimas37
Imobilização de Enzimas
  • Efeitos Difusionais
    • Resistência difusionais externas
      • Surgem devido ao fato de que o substrato deve ser transportado do seio da solução até a superfície de catálise
    • Efeitos difusionais internos
      • Surgem devido à movimentação do substrato no interior do meio catalítico poroso
propriedades de enzimas imobilizadas
Propriedades de Enzimas Imobilizadas
  • Medida da atividade:
    • Atividade residual de E imobilizada é mais fraca que a das E nativa, mas a estabilidade é maior
  • Influencia das condições operacionais:
    • pH e T  desnaturação parcial ou total da proteína;
    • Imobilizada  resistem melhor a variações de pH e tratamentos térmicos;
imobiliza o de enzimas39
Imobilização de Enzimas
  • Vantagens
    • As enzimas podem ser reutilizadas
    • Os processos químicos podem ser continuamente operados e prontamente controlados
    • Os produtos podem ser facilmente separados
    • Os problemas de efluentes são minimizados
    • A repetibilidade do processo pode ser aumentada
    • estabilidade
    • custos
imobiliza o de enzimas40
Imobilização de Enzimas
  • Desvantagens
    • Aleatoridade da interação enzima-substrato;
    • Inexistência de um método geral de imobilizacao;
    • Atividade catalítica devido a efeitos:

Microambiente

Difusionais

Estéricos / Conformacionais

imobiliza o de enzimas41
Imobilização de Enzimas
  • Tipos de Suporte
    • Existem inúmeros materiais inertes que podem ser usados.
    • A natureza física desses suportes pode variar, desde materiais geliformes até superfícies sólidas (pérolas de vidros) recobertas com alguma substância capaz de interagir com a E.
    • A escolha do método de imobilização e do tipo de suporte dependerá, essencialmente, de dois fatores:
    • - das características peculiares da E
    • - das condições de uso da E imobilizada
imobiliza o de enzimas42
Imobilização de Enzimas
  • Tipos de Suporte
    • Não existe um método geral de imobilização e nem um suporte universal. Geralmente as condições de imobilização para uma E só poderam ser estabelecidas empiricamente.

Vários Suportes e Diferentes Métodos

Enzima

Imobilizar

Escolher o suporte e o método que apresentam > atividade

Avaliar a Atividade do Sistema

imobiliza o de enzimas43
Imobilização de Enzimas
  • Tipos de Suporte
    • Tabela 1. Classificação de suportes inertes.
imobiliza o de enzimas44
Imobilização de Enzimas
  • Tipos de Suporte
    • Tabela 2. Atividade da esterase de Bacillus subtilis imobilizada em vários suportes e por diferentes métodos.
imobiliza o de enzimas45
Imobilização de Enzimas
  • Tipos de Suporte
imobiliza o de enzimas48
Imobilização de Enzimas
  • Exemplo 1:
    • AVALIAÇÃO DA ATIVIDADE DE LIPASES IMOBILIZADAS EM GEL DE PECTINA

(Santos et al.,1997).

    • Foi realizado um estudo sobre a atividade de diferentes lipases (lipases de Candida rugosa, Pseudomonas cepacia, Mucor javanicus e Lipolase) imobilizadas em gel de pectina, avaliando sua atividade catalítica em meio orgânico.
imobiliza o de enzimas49
Imobilização de Enzimas
  • A pectina  heteropolissacarideo que formar géis em presença de cátions
  • Preparo do gel de pectina:

9 mL de uma solução tampão fosfato, pH 7,2

0,8 g de pectina cítrica

Sol. Aq. de E

aquecida até a completa dissolução

esfriada a 40°C

agitada vigorosa e deixada esfriar a T ambiente.

imobiliza o de enzimas50
Imobilização de Enzimas
  • Foi avaliado a atividade das E imobilizadas neste gel através da reação de esterifcação do ác. láurico com o n-pentanol.
  • Foram utilizados quantidades equimolares dos substratos (0,01 mol). As reações foram realizadas em uma incubadora sob agitação a 25°C.

formar um sist. rígido e estável

Gel de pectina

Sol. Cl. Cálcio

Removidos para um erlenmeyer contendo 25 mL de hexano.

Cortados em peq. cubos de 125 mm3

imobiliza o de enzimas51
Imobilização de Enzimas
  • Tabela 1– Rendimentos para a reação de esterificação do ác. láurico com o n-pentanol catalisada por diferentes lipases imobilizadas em gel de pectina.
imobiliza o de enzimas52
Imobilização de Enzimas
  • Tabela 1–Rendimentos para a reação de esterificação do ácido láurico com o n-pentanol catalisada por diferentes lipases imobilizadas em gel de pectina.
imobiliza o de enzimas53
Imobilização de Enzimas
  • Lipases de Candida rugosa com diferentes AE e procedências (Amano e Sigma), foram imobilizadas no gel de pectina, nas mesmas condições descritas anteriormente variando-se a [ ] de enzima.
imobiliza o de enzimas54
Imobilização de Enzimas
  • Lipases de Candida rugosa com diferentes AE e procedências (Amano e Sigma), foram imobilizadas no gel de pectina, nas mesmas condições descritas anteriormente variando-se a [ ] de enzima.

Quanto > a [Enz.] > o rendimento

imobiliza o de enzimas55
Imobilização de Enzimas
  • Lipases de Candida rugosa com diferentes AE e procedências (Amano e Sigma), foram imobilizadas no gel de pectina, nas mesmas condições descritas anteriormente variando-se a [ ] de enzima.
imobiliza o de enzimas56
Imobilização de Enzimas
  • Estes resultados demonstram:
    • Que quando E são imobilizadas por métodos de envolvimento, a quantidade de biocatalisador e AE são fatores importante para uma catálise + eficiente, uma vez que as reações ocorrem por difusão dos substratos no gel.
    • Viabilidade do uso do gel de pectina como suporte para a imobilização de enzimas e sua aplicação em meio orgânico.
imobiliza o de enzimas57
Imobilização de Enzimas
  • Exemplo 2:
    • Determinação das propriedades catalíticas em meio aquoso e orgânico da lipase de Candida rugosa imobilizada em celulignina quimicamente modificada por carbonildiimidazol

(Fabrício M. Gomes; Ariela V. de Paula; Grazielle dos S. Silva; Heizir F. de Castro; 2006)

imobiliza o de enzimas58
Imobilização de Enzimas
  • Imobilização da lipase em celulignina
    • O suporte foi inicialmente neutralizado pela adição de uma sol. de hidróxido de sódio (0,1 M) e, em seguida, tratado com carbonildiimidazol diluído em dimetilsulfóxido (5 mg/mL).
    • A imobilização consistiu do contato da sol. enzimática (250 U) com o suporte previamente umedecido com hexano na presença de polietilenoglicol por 21 h.
    • A enzima imobilizada foi recuperada por filtração a vácuo e o sistema lavado com hexano gelado para redução do teor de água.
imobiliza o de enzimas59
Imobilização de Enzimas
  • Propriedades catalíticas da lipase livre e imobilizada em meio aquoso
    • A atividade enzimática da lipase nas formas livre e imobilizada foi determinada pelo método de hidrólise do azeite de oliva.
    • Para verificar as alterações causadas nas propriedades originais da lipase livre, foi determinada a influência do pH e da T na AE das lipases livre e imobilizada, bem como estimados os parâmetros cinéticos.
imobiliza o de enzimas60
Imobilização de Enzimas
  • Influência do pH

imobilização deslocou o pH ótimo da enz. livre, para um valor de pH + básico.

imobiliza o de enzimas61
Imobilização de Enzimas
  • Influência do pH

Mudanças conformacionais da enz. ou alterações de [ ] entre as espécies carregadas, substrato, produto, íons H, íons OH, tanto no microambiente da enz. imobilizada quanto no meio reacional (macroambiente).

imobiliza o de enzimas62
Imobilização de Enzimas
  • Influência da Temperatura

A imobilização parece conferir alguma proteção à enzima

imobiliza o de enzimas63
Imobilização de Enzimas
  • Influência da Temperatura

Imobilização: Tótima, o que permite operações em uma faixa > de T.

O da Tótima deve-se à ligação da E ao suporte, impedindo o desdobramento da estrutura terciária.

imobiliza o de enzimas64
Imobilização de Enzimas
  •  Parâmetros cinéticos
    • Nas Figuras 3 e 4 são apresentadas as atividades da lipase livre e imobilizada, respectivamente, em função da [ ] de ácidos graxos presentes na emulsão óleo e água contendo diferentes proporções de azeite de oliva (10-50% m/v).
imobiliza o de enzimas65
Imobilização de Enzimas
  • Parâmetros cinéticos
imobiliza o de enzimas66
Imobilização de Enzimas

Cinética do tipo Michaelis-Menten

  • Parâmetros cinéticos

Sem inibição por P ou redução do teor de água no meio reacional

imobiliza o de enzimas67
Imobilização de Enzimas
  • As constantes de afinidade pelo substrato (Km) e a Vmax de reação foram calculadas com auxílio do programa Enzyme Fitter.
imobiliza o de enzimas68
Imobilização de Enzimas
  • As constantes de afinidade pelo substrato (Km) e a Vmax de reação foram calculadas com auxílio do programa Enzyme Fitter.

Mediante imobilização, a afinidade da lipase pelo substrato foi . Esse comportamento se deve à < transferência de massa do meio reacional para o sist. imobilizado, pois o processo de imobilização reduz a difusão do substrato nos interstícios do suporte

imobiliza o de enzimas69
Imobilização de Enzimas
  • Este é um perfil típico dos sistemas imobilizados, tendo em vista que a E livre exerce sua atividade catalítica em um meio homogêneo, enquanto a E imobilizada em um suporte sólido deve agir em um meio heterogêneo.
  • O da atividade das enzimas imobilizadas
    • às mudanças conformacionais na sua estrutura terciária
    • impedimentos estéricos.
imobiliza o de enzimas70
Imobilização de Enzimas
  • Testes de estabilidade
    • Estabilidade à estocagem
      • A lipase imobilizada foi estocada a uma temperatura de 4 ºC por 90 dias.
imobiliza o de enzimas71
Imobilização de Enzimas
  • Testes de estabilidade
    • Estabilidade à estocagem
      • A lipase imobilizada foi estocada a uma temperatura de 4 ºC por 90 dias.

Estável por 30 dias

imobiliza o de enzimas72
Imobilização de Enzimas
  •  Estabilidade térmica
imobiliza o de enzimas73
Imobilização de Enzimas
  •  Estabilidade térmica

97%

60%

imobiliza o de enzimas74
Imobilização de Enzimas
  •  Estabilidade térmica

37%

9%

imobiliza o de enzimas75
Imobilização de Enzimas
  • Exemplo 3:
    • Imobilização de Lipase de Candida antarctica B em Esferas de Quitosana para Obtenção de BiodieseI por Transesterificação de Óleo de Mamona (Cruz Jr., Américo; Pacheco, Sabrina Moro Villela; Furigo Jr, Agenor; 2008)
imobiliza o de enzimas76
Imobilização de Enzimas
  • Produção de biodiesel  transesterificação (reação química dos ác. graxos contidos nos óleos vegetais ou gorduras animais com o etanol ou o metanol estimulado por um catalisador - ácidos, básicos ou enzimáticos).
  • Indústrias químicas utilizam a catálise básica.
    • Esse processo possui vários inconvenientes como a baixa seletividade do catalisador, levando a indesejáveis reações paralelas.
    • Considerados como “not ecologically friendly”
    • Suas desvantagens impulsionaram a pesquisa por novos catalisadores  lipases.
imobiliza o de enzimas77
Imobilização de Enzimas
  • As lipases ( EC 3.1.1.3) catalisam a hidrólise e a síntese de ésteres formados a partir do glicerol e ác. graxos de cadeias longas.
imobiliza o de enzimas78
Imobilização de Enzimas
  • As lipases ( EC 3.1.1.3) catalisam a hidrólise e a síntese de ésteres formados a partir do glicerol e ác. graxos de cadeias longas.

Lipase Livre

Inviável

perdem atividade em condições e meios desnaturantes

Biopolímero

imobilizadas em suportes sólidos, que lhes conferem > resistência e facilitam sua recuperação

Quitosana

a vida útil

imobiliza o de enzimas79
Imobilização de Enzimas
  • Otimização do processo de ativação:
    • O processo de ativação das esferas de quitosana consistiu em adicionar 2mL de soluções de glutaraldeído 0, 1, 3, 5, 7 e 9% (v/v) em 30 esferas de quitosana (período de incubação de 24 h à 25oC).
    • Através dos resultados obtidos, foi possível observar que ocorreu uma significativa queda na AE do sobrenadante, quando a sol. enzimática foi incubada com esferas ativadas com solução de glutaraldeído 3%.
imobiliza o de enzimas80
Imobilização de Enzimas
  • Quando a molécula da E está ligada a um suporte, ela precisa conservar suas distâncias intermoleculares o que torna sua conformação + rígida = + resistente a mudanças conformacionais induzidas por ag. desnaturantes.
  • No entanto, quando a [ ] de glutaraldeído usada é muito alta, uma quantia > de grupos aldeídos reage com um número > de resíduos da E tornando sua estrutura muito rígida, com conseqüente distorção de sua conformação = a perda de atividade.
  • Necessidade da otimização do processo de imobilização da E nas esferas de quitosana
imobiliza o de enzimas81
Imobilização de Enzimas
  • Caracterização das E imobilizada comercialmente:
      • Análise de AE em ≠ pHs (3,0 - 10,0 a 25oC) e temp. (25 - 100oC em pH 9,0).
    • Os estudos relacionados ao perfil de atividade x pH e atividade x temp., revelaram que:
      • CALB L  pH 5,0 e 100ºC,
      • NOVOZYM® 435  pH 9,0 e 100ºC
imobiliza o de enzimas82
Imobilização de Enzimas
  • A reação de transesterificação para a produção do biodiesel foi realizada através da incubação do óleo de mamona e etanol na razão 3:1 juntamente com 3% m/m de E em um reator tipo batelada, de 0,5 L.
    • Na reação de transesterificação com o óleo de mamona e o etanol, foi possível observar uma eficiente taxa de conversão de triglicerídeos para seus respectivos ésteres etílicos.