Imobilização de Endoglucanase e Xilanase de Preparado Enzimático Comercial em Óxido de Grafeno Magnetizado

• Autor(a) principal: Ropelato, Leonardo Moreira
• Data de Publicação: 2022
• Tipo de documento: Trabalho de conclusão de curso
• Idioma: por
• Título da fonte: Repositório Institucional da UNESP
• Texto Completo: http://hdl.handle.net/11449/238725
• topic: Óxido de grafeno; Imobilização de enzimas; Enzimas celulolíticas; Subprodutos agroindustriais; Hidrólise enzimática; Endoglucanase; Xilanase; Celluclast; Graphene oxide; Immobilization of enzymes; Cellulolytic enzymes; Agroindustrial by-products; Enzymatic hydrolysis; Xylanase; Endoglucanase; Celluclast

Uma etapa fundamental no processamento de subprodutos ricos em celulose e hemicelulose é a sua hidrólise em açúcares monoméricos e sua posterior conversão em bioprodutos de interesse comercial. A hidrólise química e/ou física geralmente gera custos energéticos altos e subprodutos tóxicos. Nesse contexto, a aplicação de enzimas neste tipo de hidrólise é muito mais correta e amigável ao meio ambiente. Entretanto, o uso industrial de enzimas pode ser inviável economicamente dependendo de seu custo e da dificuldade de reuso, bem como da manutenção de sua estabilidade durante o processo biocatalítico. A fim de superar essas limitações, surge como técnica promissora a imobilização de enzimas em materiais sólidos. Nesse contexto, o presente projeto propôs imobilizar enzimas celulolíticas, de preparado enzimático comercial, em óxido de grafeno magnetizado (OGM) e avaliar o potencial da imobilização e atividade catalítica no presente suporte. A síntese de óxido de grafeno magnetizado (OGM) apresentou um rendimento de 15,9 vezes superior em relação à quantidade inicial de óxido de grafeno (OG) utilizada. Foi definida uma faixa ideal para a quantidade de proteínas adicionadas na imobilização de 55-65 mg por grama de suporte, considerando a saturação do suporte e a estabilização da atividade enzimática, com um rendimento de imobilização por proteínas de 68% e cerca de 42 mg de proteína imobilizada por grama de suporte. As condições ideais para a atividade de endoglucanase e xilanase, livres e imobilizadas, encontraram-se na faixa de pH 4-5 e temperatura de 50-70°C. A fim de avaliar a imobilização das presentes enzimas de maneira mais assertiva, foram determinados os parâmetros de Rendimento, a Eficiência e Atividade Recuperada a partir das atividades enzimáticas. Os rendimentos para imobilização de endoglucanase e xilanase em OGM pela rota utilizada foram regulares e iguais a 25,6 e 40%, respectivamente. Contudo, as eficiências alcançadas foram de 70,9 e 84,4%. O derivado imobilizado apresentou atividade de endoglucanase e xilanase de 191,7 ± 7,6 e 337,5 ± 58,0 U por grama de suporte, respectivamente, nas condições ideais previamente determinadas. A partir do estudo de estabilidade térmica realizado constatou-se que a imobilização covalente de endoglucanase e xilanase em OGM pela rota de imobilização utilizada não melhorou a estabilidade térmica das enzimas estudadas. Contudo, tais resultados não são capazes, de forma isolada, de descartar o potencial da aplicação do derivado obtido, uma vez que a imobilização de enzimas em suportes sólidos visa facilitar a sua separação do meio, recuperação e reutilização, parâmetros fundamentais para as aplicações industriais.