Produção e imobilização de lipase de Burkholderia cepacia LTEB11 para a síntese de ésteres etílicos.

• Autor(a) principal: SALUM, T. F. C.
• Data de Publicação: 2010
• Tipo de documento: Tese
• Idioma: por
• Título da fonte: Repositório Institucional da EMBRAPA (Repository Open Access to Scientific Information from EMBRAPA - Alice)
• Texto Completo: http://www.alice.cnptia.embrapa.br/alice/handle/doc/882764
• topic: Burkholderia cepacia LTEB11; Ésteres; Imobilização; Fermentação no estado sólido; Lípase; biodiesel

O objetivo deste trabalho foi produzir a lipase de Burkholderia cepacia LTEB11 e estudar a sua utilização em reações de síntese de ésteres, especialmente ésteres que são utilizados como biodiesel. Em diferentes etapas, quatro diferentes preparações enzimáticas foram utilizadas. Três foram preparadas a partir de um extrato lipolítico bruto produzido por fermentação submersa: lipase encapsulada em micelas, lipase livre liofilizada e lipase imobilizada em um suporte de polipropileno (Accurel EP-100). A quarta preparação foi um sólido fermentado liofilizado contendo atividade lipolítica, produzido por fermentação no estado sólido. Quando as três preparações obtidas a partir da fermentação submersa foram comparadas em reações de esterificação em n-heptano como cossolvente, a lipase imobilizada em Accurel apresentou a maior conversão em éster. Os efeitos da quantidade de lipase imobilizada e da atividade de água no meio foram então estudados. Foi possível obter 100% de esterificação em 3 h. A atividade de água na faixa de 0,11 a 0,95 não afetou a conversão em éster significativamente. A reutilização da lipase imobilizada em reações seqüenciais foi testada. Durante 11 reações 100% de conversão foi obtida em 6 h. Após 24 reações a conversão obtida após 6 h caiu para 50%. Para a produção da lipase por fermentação no estado sólido, vários substratos foram testados: tortas de soja, milho e mamona, bagaço de cana-de-açúcar e misturas de bagaço de cana-de-açúcar e farelo de semente de girassol. A maior atividade lipolítica, 234 U de atividade de hidrólise do palmitato de p-nitrofenila (pNPP) por grama de substrato seco foi obtida com uma mistura 1:1 (m/m) de bagaço de cana-de- açúcar e farelo de semente de girassol. Este sólido fermentado foi liofilizado e utilizado em reação de esterificação, com n-heptano como cossolvente. O seu desempenho, em termos de conversão em éster por unidade de atividade de hidrólise do pNPP, foi comparável com aquela obtida com a lipase imobilizada em Accurel EP-100. O sólido fermentado foi então selecionado para a utilização na transesterificação de óleos, com o objetivo de produzir ésteres utilizados como biodiesel. O melhor resultado obtido em frascos agitados para a reação livre de cossolvente (contendo somente óleo de soja e etanol) foi a conversão de 50% em 96 h, obtida a 37°C com 1% (m/m) de água no meio reacional e razão molar de etanol para óleo de soja de 3:1. Reações foram então realizadas em reator de leito fixo, pelo qual o meio reacional foi circulado. Neste caso o melhor resultado foi uma conversão de 95% em 46 h, obtida a 50°C, com 1% (m/m) de água no meio reacional, razão molar de etanol para óleo de soja de 3:1, com o etanol sendo adicionado em duas etapas. No teste de reutilização do sólido fermentado em reações seqüenciais a conversão original em 47 h foi mantida nas três primeiras reações, caindo para 50% da conversão original após nove reações. Este sistema tem bom potencial para reduzir o custo do processo de transesterificação enzimática para a produção do biodiesel por duas razões. Primeiro, o sólido fermentado pode ser adicionado diretamente ao meio de reação, evitando a necessidade de etapas caras do processo como a recuperação e imobilização da lipase. Segundo, o uso de meios reacionais livres de cossolvente evita a necessidade de um sistema de recuperação do cossolvente.