Síntese biocatalítica, recuperação e caracterização físico-química do ácido maltobiônico
Autor(a) principal: | |
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Data de Publicação: | 2019 |
Tipo de documento: | Dissertação |
Idioma: | por |
Título da fonte: | Repositório Institucional da UCS |
Texto Completo: | https://repositorio.ucs.br/11338/4817 |
Resumo: | O ácido maltobiônico consiste em um polihidroxiácido derivado da maltose que, devido ao seu poder umectante e atividade antioxidante, vem sendo usado, em maior proporção, em formulações de produtos com finalidade cosmetológica e dermatológica. O ácido maltobiônico é obtido em associação com sorbitol via ação do complexo enzimático glicose-frutose oxidorredutase (GFOR) e glicono-δ-lactonase (GL) presente em células da bactéria Zymomonas mobilis. Neste trabalho foi avaliada a produção de ácido maltobiônico e sais – maltobionato, a partir de maltose e xarope de maltose, frente à concentração de substratos e diferentes valores de pH e de temperatura da reação enzimática. Tendo em vista a potencialidade de aplicações, foram realizadas as etapas de purificação e de caracterização físico-química dos referidos compostos. Na produção de ácido maltobiônico com o uso de xarope de maltose (700 mmol/L), valores superiores de concentração final de produto, produtividade e de máxima velocidade específica de formação de produto foram atingidas a 39 °C e pH 6,4, de 615 mmol/L, 5,62 mmol/h e 2,17 mmol/h/g, respectivamente. Utilizando maltose purificada, a concentração final de produto, a produtividade e a máxima velocidade específica de formação de produto foram superiores com o uso de 1000 mmol/L de substrato (868 mmol/L, 8,25 mmol/h, 5,24 mmol/h/g, respectivamente) quando comparados com 700 e 1500 mmol/L (618 mmol/L, 5,67 mmol/h, 4,06 mmol/h/g e 1131 mmol/L, 3,77 mmol/h, 1,73 mmol/h/g, respectivamente). Com relação à purificação, tanto com o uso de metanol ou etanol 80% (v/v), a 22 ± 2 °C, elevado grau de pureza dos sais de maltobionato foi atingido (~98%). Considerando a caracterização do ácido maltobiônico e seus sais, foram obtidos os dados sobre a estrutura molecular, análises térmicas, solubilidade, constante de dissociação ácida, ponto de fusão e poder rotatório específico. De forma geral, neste trabalho foi demonstrada a obtenção de alto rendimento em produtos - ácido maltobiônico e sais - via ação de GFOR/GL de Z. mobilis, a purificação e a caracterização dos produtos formados, com contribuições importantes considerando a potencialidade de aplicação destes compostos e as reduzidas informações abordadas na literatura especializada. |
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Flores, Maicon LambSilva, Thiago Barcellos daItabaiana Junior, IvaldoMuzitano, Michelle FrazzãoMalvessi, Eloane2019-07-17T19:26:56Z2019-07-17T19:26:56Z2019-07-172019-04-04https://repositorio.ucs.br/11338/4817O ácido maltobiônico consiste em um polihidroxiácido derivado da maltose que, devido ao seu poder umectante e atividade antioxidante, vem sendo usado, em maior proporção, em formulações de produtos com finalidade cosmetológica e dermatológica. O ácido maltobiônico é obtido em associação com sorbitol via ação do complexo enzimático glicose-frutose oxidorredutase (GFOR) e glicono-δ-lactonase (GL) presente em células da bactéria Zymomonas mobilis. Neste trabalho foi avaliada a produção de ácido maltobiônico e sais – maltobionato, a partir de maltose e xarope de maltose, frente à concentração de substratos e diferentes valores de pH e de temperatura da reação enzimática. Tendo em vista a potencialidade de aplicações, foram realizadas as etapas de purificação e de caracterização físico-química dos referidos compostos. Na produção de ácido maltobiônico com o uso de xarope de maltose (700 mmol/L), valores superiores de concentração final de produto, produtividade e de máxima velocidade específica de formação de produto foram atingidas a 39 °C e pH 6,4, de 615 mmol/L, 5,62 mmol/h e 2,17 mmol/h/g, respectivamente. Utilizando maltose purificada, a concentração final de produto, a produtividade e a máxima velocidade específica de formação de produto foram superiores com o uso de 1000 mmol/L de substrato (868 mmol/L, 8,25 mmol/h, 5,24 mmol/h/g, respectivamente) quando comparados com 700 e 1500 mmol/L (618 mmol/L, 5,67 mmol/h, 4,06 mmol/h/g e 1131 mmol/L, 3,77 mmol/h, 1,73 mmol/h/g, respectivamente). Com relação à purificação, tanto com o uso de metanol ou etanol 80% (v/v), a 22 ± 2 °C, elevado grau de pureza dos sais de maltobionato foi atingido (~98%). Considerando a caracterização do ácido maltobiônico e seus sais, foram obtidos os dados sobre a estrutura molecular, análises térmicas, solubilidade, constante de dissociação ácida, ponto de fusão e poder rotatório específico. De forma geral, neste trabalho foi demonstrada a obtenção de alto rendimento em produtos - ácido maltobiônico e sais - via ação de GFOR/GL de Z. mobilis, a purificação e a caracterização dos produtos formados, com contribuições importantes considerando a potencialidade de aplicação destes compostos e as reduzidas informações abordadas na literatura especializada.Maltobionic acid consists in a polyhydroxy acid derived from maltose. Due to its humectant power and antioxidant activity, has been used to a greater extent in formulations of products with cosmetological and dermatological purposes. Maltobionic acid is obtained in association with sorbitol by the action of glucose-fructose oxidoreductase (GFOR) and glucono-δ-lactonase (GL) enzymatic complex present in Zymomonas mobilis bacteria cells. In this work the production of maltobionic acid and respective salts – maltobionate - from maltose and maltose syrup, was evaluated in relation to substrate concentration and with respect to pH and temperature of the enzymatic reaction. In view of the potential applications, the purification and physicochemical characterization of these compounds were carried out. In maltobionic acid production using 700 mmol/L of maltose syrup, higher values of productivity and maximum specific production rate were reached at 39 °C and pH 6.4 (5.62 mmol/h and 2.17 mmol/h/g, respectively). Using 1000 mmol/L of purified maltose, productivity and maximum specific production rate were superior (8.25 mmol/h and 5.24 mmol/h/g) when compared to utilization of 700 and 1500 mmol/L of maltose (5.67 mmol/h, 4.06 mmol/h/g and 3.77 mmol/h, 1.73 mmol/h/g, respectively). Regarding purification, using methanol or ethanol 80% (v/v) at 22 ± 2 °C, high purity of the maltobionate salts (~98%) was achieved. Considering the characterization of maltobionic acid and its salts, information of molecular structure, thermal analyzes, solubility, acid dissociation constant, melting point and specific rotational power were obtained. In general, this work demonstrated the high yield of products - maltobionic acid and salts – obtained in enzymatic reaction catalyzed by GFOR/GL and relevant data of products purification and characterization. These results are important considering the potentiality of application of these compounds and the reduced information addressed in the specialized literature.Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior, CAPESZymomonas mobilisEnzimasBiotecnologiaZymomonas mobilisEnzymesBiotechnologySíntese biocatalítica, recuperação e caracterização físico-química do ácido maltobiônicoinfo:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/masterThesisporreponame:Repositório Institucional da UCSinstname:Universidade de Caxias do Sul (UCS)instacron:UCSinfo:eu-repo/semantics/openAccessUniversidade de Caxias do Sulhttp://lattes.cnpq.br/1623460491293602FLORES, M. L.Programa de Pós-Graduação em BiotecnologiaSilveira, Mauricio Moura daTHUMBNAILDissertacao Maicon Lamb Flores.pdf.jpgDissertacao Maicon Lamb Flores.pdf.jpgGenerated Thumbnailimage/jpeg1313https://repositorio.ucs.br/xmlui/bitstream/11338/4817/4/Dissertacao%20Maicon%20Lamb%20Flores.pdf.jpg6a50a2e7d7d743d6336a1d97fccc13b4MD54ORIGINALDissertacao Maicon Lamb Flores.pdfDissertacao Maicon Lamb Flores.pdfapplication/pdf2134405https://repositorio.ucs.br/xmlui/bitstream/11338/4817/1/Dissertacao%20Maicon%20Lamb%20Flores.pdf807c1e936e00626397ea683ebf1c7cc5MD51LICENSElicense.txtlicense.txttext/plain; charset=utf-8510https://repositorio.ucs.br/xmlui/bitstream/11338/4817/2/license.txt0bfdaf5679b458f1c173109e3e8d8e40MD52TEXTDissertacao Maicon Lamb Flores.pdf.txtDissertacao Maicon Lamb Flores.pdf.txtExtracted texttext/plain194890https://repositorio.ucs.br/xmlui/bitstream/11338/4817/3/Dissertacao%20Maicon%20Lamb%20Flores.pdf.txte6c4191711adba1cb3f931b56c7932e9MD5311338/48172019-07-25 02:19:08.6oai:repositorio.ucs.br:11338/4817Repositório de Publicaçõeshttp://repositorio.ucs.br/oai/requestopendoar:2019-07-25T02:19:08Repositório Institucional da UCS - Universidade de Caxias do Sul (UCS)false |
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