Desenvolvimento de um catalisador enzimático para a valorização de resíduos domésticos de alimentos

• Ano de defesa: 2024
• Autor(a) principal: Gonzatti, Camila Angela
• Orientador(a): Rodrigues, Roberta da Silva Bussamara
• Tipo de documento: Dissertação
• Tipo de acesso: Acesso aberto
• Idioma: por
• Palavras-chave em Português: Biocatalisador; Enzimas; Imobilização; Desperdício de alimentos; Economia circular
• Palavras-chave em Inglês: Biocatalyst; Enzymes; Immobilization; Domestic food waste; Circular bioeconomy
• Link de acesso: http://hdl.handle.net/10183/273998

Aproximadamente 1,6 bilhão de toneladas de alimentos são descartadas anualmente, causando problemas ambientais ao serem depositadas em aterros sanitários. Assim, propõe-se valorizar os resíduos domésticos de alimentos por meio de um processo circular. Como estratégia, foi desenvolvido um catalisador enzimático para a degradação desta matriz, devido à alta eficiência da catálise enzimática e suas condições brandas de trabalho. Enzimas hidrolíticas foram selecionadas e suas concentrações otimizadas, para posterior imobilização em biochar magnético e na própria matriz alimentar. A hidrólise foi conduzida a 40ºC, 24h e agitação de 120 rpm em meio com água da torneira, sem controle de pH. As amostras consistiram em resíduos alimentares (65% de carboidratos, 17% de lipídios e 18% de proteínas). A atividade da lipase (Rhizopus niveus) foi medida pela quantificação de ácidos graxos na fase aquosa e oleosa via titulação com NaOH. Para avaliar a atividade da Viscozyme L®, da Pectinex® Ultra Tropical e da Amylase™ AG XXL, foi aplicado o método do ADNS. A Viscozyme L® livre apresentou a maior atividade (97 g/L de açúcares redutores) em comparação com o controle (18 g/L). A pectinase e a amilase também propiciaram a formação de concentrações mais altas destes açúcares (41 g/L e 47 g/L, respectivamente). A atividade da lipase promoveu uma acidez de 71% na fase oleosa em comparação com o controle (20%), e na fase aquosa gerou um aumento de 380% na concentração de ácidos graxos. Na matriz alimentar atingiu-se 40,7% de imobilização para a lipase e 45,0% para as carboidrases, resultados melhores do que os obtidos com biochar magnético. Quando imobilizadas, todas as enzimas tornaram-se mais ativas, com eficiências de imobilização variando 121-258%. A análise por CLAE-IR foi aplicada para verificar os produtos gerados durante a hidrólise enzimática pelas proteínas livres e imobilizadas. O biochar sintetizado foi caracterizado pelo método BET e pelas análises de CHN, TGA e do ponto de carga zero. As enzimas, livres e imobilizadas, mostraram alta atividade hidrolítica, mesmo em condições atípicas, constituindo um sistema circular com grande potencial de aplicação.