Concentração, formulação e caracterização de extratos enzimáticos de lacases produzidas por Pleurotus sajor-caju PS-2001 em processo submerso

• Autor(a) principal: Zaccaria, Simone
• Data de Publicação: 2017
• Tipo de documento: Dissertação
• Idioma: por
• Título da fonte: Repositório Institucional da UCS
• Texto Completo: https://repositorio.ucs.br/handle/11338/3446
• topic: Lacase; Ultrafiltração; Enzimas; Laccase; Ultrafiltration; Enzymes

No presente trabalho, a concentração de lacases produzidas por Pleurotus sajor-caju PS-2001 em processo submerso foi estudada utilizando membrana de ultrafiltração (UF), bem como o uso de pré-tratamentos por carvão ativado (CA) e microfiltração (MF). Adicionalmente, a formulação do extrato concentrado através da adição de glicerol e KCl foi avaliada, a fim de determinar a conservação da atividade enzimática ao longo do tempo. A termoestabilidade, estabilidade frente ao pH e em presença de íons dos extratos concentrados e formulados também foi avaliada, assim como a utilização do extrato concentrado na descoloração de corantes. Com respeito ao pré-tratamento com CA, foram avaliadas diferentes concentrações, variando de 2 a 100 g.L-1, e diferentes tempos de processo, de 15 a 120 minutos. A utilização de baixas concentrações de carvão, como 5 g.L -1, resultou em incrementos na atividade de lacases, passando de 26 U.mL-1 para cerca de 40 U.mL-1 após 15 minutos de reação. Quanto ao pré-tratamento por MF e a concentração por UF, após testes realizados em pressões variando entre 3,5 e 0,5 bar, a pressão intermediária de 2,5 bar foi considerada a mais indicada para ambos os processos, sendo que os percentuais de recuperação da enzima na UF foram superiores a 100%, possivelmente devido à retirada de compostos inibitórios do meio, o que aumentou a atividade enzimática. A concentração do extrato enzimático por UF sem qualquer tratamento prévio resultou em maiores percentuais de recuperação da enzima, com 141%, porém, em baixo fluxo de permeado (20 L.m-2 .h-1 ) e maiores tempos de processo. Por outro lado, o protocolo de operação com a utilização de MF como pré-tratamento resultou em recuperação moderadamente inferior, com 109%, entretanto, o fluxo de permeado foi superior (24 L.m-2 .h-1), bem como a recuperação do fluxo na membrana, e o tempo de processo foi reduzido, o que demonstra a importância da utilização de pré-tratamentos em processos de UF. Previamente à preparação das formulações enzimáticas, 109,9 L de extrato bruto foram concentrados 60 vezes por UF, separados em sete lotes, com recuperação enzimática média de 183% e fator de concentração de atividade de 102 vezes, resultando em um extrato com cerca de 3033 U.mL-1 de lacases. Este extrato concentrado foi formulado utilizando sete diferentes concentrações de glicerol, 0 (condição controle), 10, 15, 20, 30, 40 e 50% (m/v), em presença ou ausência de 2% (m/v) de KCl, e mantido em duas diferentes temperaturas, de 4 e 28ºC, sendo avaliado por 52 semanas quanto à conservação da atividade de lacases. A adição de glicerol ao extrato provocou um aumento na atividade de lacases, sendo que, na temperatura de 28ºC, este incremento manteve-se por algumas semanas. A temperatura de 4ºC promoveu manutenção da atividade enzimática por períodos de tempo mais longos, sendo que a condição contendo 30% (m/v) de glicerol apresentou a maior estabilidade durante o período, com atividade relativa oscilando próxima a 100%, encerrando com 88% da atividade e sendo utilizada para os demais testes. Os testes de termoestabilidade mostraram que a adição de glicerol ao extrato concentrado não promoveu proteção à enzima, enquanto os testes de estabilidade frente ao pH e em presença de íons apresentaram estabilidade superior para o extrato formulado com 30% (m/v) de glicerol. A adição de glicerol também resultou em aumentos na atividade perante essas condições, com destaque para a atividade da enzima em valores de pH mais ácidos, com incrementos superiores a 60% em relação ao pH 5. Quanto aos testes de descoloração de corantes, a utilização de 150 U.mL-1 de lacases em presença de de 0,3 µmol.L-1 do mediador redox siringaldazina resultou em percentuais de descoloração médios superiores quando comparada às demais condições testadas, sendo a mais indicada para a utilização em processos de remoção de cor.