Produção de lipase de Candida Viswanathii em biorreator de bancada e imobilização da enzima em nanoparticulas magnéticas de quitosana para a produção de ésteres

• Ano de defesa: 2020
• Autor(a) principal: Oliveira, Nayra Morgana Lima de
• Orientador(a): Almeida, Alex Fernando de
• Tipo de documento: Dissertação
• Tipo de acesso: Acesso aberto
• Idioma: por
• Instituição de defesa: Universidade Federal do Tocantins; Palmas
• Programa de Pós-Graduação: Programa de Pós-Graduação em Ciência e Tecnologia de Alimentos - PPGCTA
• País: BR
• Palavras-chave em Português: Óleos vegetais; planejamento experimental; imobilização; nanopartículas magnéticas; esterificação; Vegetable oils; experimental planning; immobilization; magnetic nanoparticles; esterification
• Área do conhecimento CNPq: CNPQ::ENGENHARIAS
• Link de acesso: http://hdl.handle.net/11612/2355

Lipases são enzimas hidróliticas que catalisam reações de hidrólise de triacilgliceróis na presença de água e reações de esterificação e transesterificação na ausência de água, possuindo grande destaque e importância para aplicações no setor alimentício. Este trabalho teve como objetivo selecionar fontes de carbono e nitrogênio para o cultivo submerso da levedura Candida viwanathii para a produção de lipase, otimizar as condições nutricionais do meio de cultivo pelo planejamento experimental DCCR, aplicar as condições otimizadas em biorreator STR e imobilizar a enzima em nanopartículas magnéticas de quitosana funcionalizada com diferentes ativadores (glutaraldeído, epicloridrina e líquido iônico) para testar a viabilidade na produção de ésteres de isoamila com diferentes ácidos graxos. Nas condições testadas, o extrato de levedura obteve os melhores resultados, com uma produção de 7,70 U.mL-1 e como fonte de carbono não lipídica o sorbitol se destacou com uma produção enzimática de 13,66 U.mL-1 . O óleo vegetal selecionado como fonte de carbono indutora foi o óleo de soja (12,69 U.mL-1 ) na presença de sorbitol e extrato de levedura. Após o DCCR, os parâmentros nutricionais sorbitol, extrato de levedura e óleo de soja obteve a melhor condição, para as condições testadas, com a utilização de 7,5 g.L-1 , 10 g.L-1 e 23,4 g.L-1 , respectivamente, conseguindo uma produção de 13,56 U.mL-1 . A melhor condição no biorreator apresentou uma produção semelhante ao observado após o planejamento experimental (13,75 U.mL-1 ). As imobilizações realizadas com diferentes ativadores alcançaram rendimentos de 96,56%, 93,19%, e 83,5% para as nanoparticulas ativadas com epicloridrina, glutaraldeído e líquido iônico respectivamente. Os maiores rendimentos de esterificação após 24h de reação, quando utilizado octano como solvente, foram de 12,29% para ácido láurico utilizando enzima imobilizada com liquido iônico, 14,5% para ácido miristico utilizando enzima imobilizada com glutaraldeído, 6,65% e 6,61% para o ácido palmítico utilizando enzima imobilizada com glutaraldeído e líquido iônico, e 12,75% para o ácido esteárico utilizando enzima imobilizada com líqudio iônico. Com a utilização do dimetilsulfóxido como solvente, os rendimentos de esterificação após 24h foram 40% para o ácido láurico utilizando enzima imobilizada com glutaraldeído, 50,53% para o ácido miristico utilizando enzima imobilizada com líquido iônico, 66,25% para o ácido palmítico utilizando enzima imobilizada com glutaraldeído e 68,35% para o ácido esteário utilizando enzima imobilizada com glutaraldeído. Assim a otimização do cultivo para aumento na produção enzimática se mostrou eficiente utilizando um óleo vegetal de baixo custo. Além disso, a imobilização da lipase em nanoparticulas magnéticas de quitosana apresentou potencial para aplicações na síntese de ésteres utilizando ácidos graxos de cadeia longa como substratos. Finalmente a lipase imobilizada em nanoparticulas magnéticas de quitosana funcionalizadas com glutaraldeído, epicloridrina e líquido iônico se mostraram como promissores biocatalisadores com alto potencial de uso na indústria de alimentos.