Hidrólise de quitosana a partir de quitosanases e enzimas não-específicas imobilizadas

• Ano de defesa: 2019
• Autor(a) principal: Dantas, Júlia Maria de Medeiros
• Orientador(a): Santos, Everaldo Silvino dos
• Tipo de documento: Dissertação
• Tipo de acesso: Acesso aberto
• Idioma: por
• Programa de Pós-Graduação: PROGRAMA DE PÓS-GRADUAÇÃO EM ENGENHARIA QUÍMICA
• País: Brasil
• Palavras-chave em Português: Adsorção; Ligações covalentes; Estabilidade enzimática; Quitooligossacarídeos; Celulase; β-Glicosidase
• Área do conhecimento CNPq: CNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA QUIMICA
• Link de acesso: https://repositorio.ufrn.br/jspui/handle/123456789/28241

Os quitooligossacarídeos (QOS), produtos da hidrólise da quitosana, possuem um alto valor agregado devido às suas atividades biológicas. A hidrólise pode ser realizada por via ácida, no entanto este método requer altas temperaturas e não possui uma grande seletividade no que concerne o tamanho dos oligômeros, característica chave para que estes apresentem atividades bioativas. Portanto, a utilização de enzimas para a hidrólise torna-se uma opção vantajosa por operar em condições brandas e por terem uma especificidade no mecanismo de clivagem. No entanto, processos com enzimas tendem a ser onerosos, sendo necessária a implementação de estratégias para diminuir os custos destas. Nesse contexto, o método de imobilização das enzimas se destaca pois, no geral, aumenta a estabilidade térmica e amplia a faixa de pH, além de proporcionar o reciclo da enzima. O uso de enzimas não-específicas (e mais baratas) pode ser outra estratégia de diminuição de custos. Assim, o presente estudo investigou a imobilização de celulase, β-glicosidase e quitosanases para hidrólise de quitosana. Previamente aos estudos de imobilização, as enzimas não-específicas tiveram sua atividade quitosanolítica avaliada em diferentes condições. A celulase demonstrou atividade mais alta no pH 6,0 e a β-glicosidase em pH 4,0, ambas a 55 oC. No sentido de avaliar o potencial das técnicas de imobilização de enzimas, experimentos foram realizados usando adsorção em resina catiônica Streamline SP e ligações covalentes em micropartículas de sílica-gel ativadas com glutaraldeído. Com relação à adsorção, o pH 5,0 favoreceu a imobilização de todas as enzimas, sendo que em termos de carga enzimática, a celulase e a quitosanase foram favorecidas pela menor carga enzimática (25 U/g de suporte), e a β-glicosidase favorecida pela carga enzimática mais alta (50 U/g de suporte). Em relação às ligações covalentes, as enzimas seguiram a mesma tendência apresentada para a carga enzimática. Entretanto, com relação à concentração de glutaraldeído utilizado, a celulase e a β-glicosidase foram favorecidas pela maior concentração (1%), enquanto a quitosanase apresentou o melhor resultado com a menor concentração (0,5%). Destaca-se que testes de estabilidade térmica, pH e reciclo foram realizados para determinar qual a melhor estratégia de imobilização para cada enzima. Assim, a melhor estratégia para imobilização da celulase e da β-glicosidase foi a de ligações covalentes, uma vez que a estratégia de ligações covalentes favoreceu a estabilidade de ambas as enzimas durante os reciclos (apresentando 40,00% de atividade final, comparada com 20,00% da adsorção para celulase, e 14,75% contra apenas 5,75% no sistema de adsorção para a β-glicosidase após 6 ciclos de 30 min). Por fim, ambas as estratégias de imobilização foram viáveis para o aumento da estabilidade da quitosanase, mas a adsorção apresentou um aumento marcante de desempenho quando comparada com a estratégia de ligações covalentes ao se considerar a estabilidade durante os reciclos, retendo 65,00% da atividade inicial ao final do reciclo, contra 44,42% do sistema de ligações covalentes. Ao fim, todas as três enzimas imobilizadas foram bem sucedidas na hidrólise de quitosana.