Imobilização de lipase B de Candida antarctica em espuma de poliuretano e aplicação na síntese do éster geranil propionato

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico, Programa de Pós-Graduação em Engenharia de Alimentos, 2014.Lipase B de Candida antarctica (CalB) apresenta um papel importante na indústria química e de alimentos. A imobilização desta enzima em um suporte inerte, de baixo custo, que aumente sua estabilidade em diferentes condições de processo, e que permita sua reutilização aparece como uma alternativa aos métodos de imobilização já existentes. Com o objetivo de selecionar o melhor método de interação entre a espuma de poliuretano e a lipase B de Candida antarctica (CalB) para aplicação na síntese do éster geranil propionato, diferentes métodos de imobilização foram estudados: adsorção ao suporte (PU-ADS), incorporação ao suporte (PU), ligação covalente utilizando revestimento por polietilenoimina (PU-PEI), ligação covalente utilizando revestimento por polietilenoimina e tratamento com glutaraldeído (PU-PEI-GA). A espuma utilizada como suporte foi produzida com tolueno diisocianato e poliol poliéter (5:3). A caracterização dos derivados enzimáticos imobilizados foi realizada por densidade aparente, microscopia eletrônica de varredura e análise de Espectroscopia de infravermelho com transformada de Fourier (EITF). A atividade enzimática foi medida por hidrólise utilizando p-NPP (p-nitro-fenil-palmitato) como substrato. A enzima livre e os preparados enzimáticos foram avaliados em diferentes pHs (5,0; 7,0 e 9,0) por 24 h, e nas temperaturas de 25, 40, 60 e 80 ºC por 48 h, e os parâmetros cinéticos (Km e Vmáx) foram avaliados. O derivado com mais alta atividade foi obtida com a imobilização pelo método PU (5,52 U/g). Os métodos que se destacaram em relação às estabilidades e aos parâmetros cinéticos foram o PU e PU-ADS. Os derivados obtidos por estes métodos de imobilização foram avaliados durante 60 dias de incubação e na aplicação na síntese do geranil propionato. Foram obtidas10conversões de 83,5% para PU e 95,9% para PU-ADS, em 24 horas de reação, utilizando óleo de citronela e ácido propiônico como substratos.Abstract : Lipase B from Candida antarctica (CalB) has an important role in chemical and food industry. The immobilization of the enzyme on an inert support, low cost, to increase its stability under different process conditions, and allows their reuse is an alternative to existing methods of immobilization. With the aim of selecting the best method to interact polyurethane foam and Candida antarctica lipase B (CalB) to application in the synthesis of geranyl propionate, different methods of Calb immobilization were studied: adsorption (PU-ADS), covalent (using polyethyleneimine) (PU-PEI), ionic exchange (with polyethyleneimine and glutaraldehyde) (PU-PEI-GA) and entrapment (PU). PU foam as support was synthesized using toluene diisocyanate and polyether in a molar ratio 5:3. The characterization of immobilized enzyme derivatives was performed by apparent density, Fourier transform infrared spectroscopy (FTIR). The enzymatic activity was measured by hydrolysis of p-NPP as substrate. The free enzyme and enzyme preparations were evaluated at different pHs (5.0, 7.0 and 9.0) during 24 h and at temperatures of 25, 40, 60 and 80 °C during 48 h, the kinetic parameters (Km and Vmáx) were evaluated. The highest enzyme activity was obtained in PU (5.52 U/g) method. The methods that stood out compared the stabilities and kinetic parameters were the PU and PU-ADS, so these were evaluated during 60 days of storage and application in the synthesis of geranyl propionate. Conversions of 83.5% and 95.9% for PU and PU-ADS were obtained, at 24h reaction, using citronella oil and propionic acid as substrates