Estudo da sintese enzimatica de dextrana na presença de maltose como aceptor

O principal objetivo do trabalho foi o estudo de um processo para obtenção de dextrana de massa molar controlada, via síntese enzimática, para com isso reduzir os custos da obtenção de dextrana clínica. Para isso foi considerada a modelagem de um reator contínuo com re-aproveitamento da enzima através da adsorção em resinas trocadoras de íons. Entretanto, os ensaios de adsorção demonstraram que a presença de dextrana impede a adsorção da enzima e seu re-aproveitamento através de cromatografia de troca iônica. Para o controle da massa molar da dextrana foi desenvolvido um modelo matemático baseado no método dos momentos, o qual é largamente utilizado para processos químicos de polimerização, sendo este método, neste trabalho, aplicado de forma inédita para biopolímeros. Para o controle da massa molar de dextrana foi considerado o uso de maltose como aceptor. A enzima dextrana-sacarase (promotora da síntese) foi obtida de dois microrganismos diferentes: Leuconostoc mesenteroides B512 F e Leuconostoc mesenteroides B512FMC. O primeiro por necessitar de sacarose como fonte de carbono para produção da enzima, contém dextrana como contaminante da enzima. Já o segundo, é capaz de produzir a enzima em meio contendo somente glicose, sendo obtida uma enzima totalmente livre de dextrana contaminante, o que possibilitou o estudo da síntese com e sem a influência de cadeias iniciais de dextrana. O modelo baseado no método dos momentos foi então otimizado através de redes neurais e a dextrana obtida com ambas as enzimas foi caracterizada por cromatografia de permeação em gel. Os resultados obtidos mostram que a maltose não reduz a massa molar de dextrana como era esperado, mas somente sua quantidade, mesmo quando uma enzima livre de dextrana é utilizada. Quanto distribuição da massa molar, foi verificado uma distribuição bimodal para a dextrana obtida com a enzima da espécie nativa (B512F), sendo este material constituído de oligodextranas e dextrana de alta massa molar. Já o dextrana obtida com a enzima da espécie mutante (B512FMC) foi toda de alta massa molar (>106). À luz dos resultados desse trabalho, e das recentes publicações na área, foi proposto um mecanismo, onde a síntese de detxrana ocorre de forma indepedente da formação dos produtos do aceptor.This work concerns on dextran enzymatic synthesis with maltose as acceptor. Dextran using maltose as acceptor was produced by enzymatic synthesis using two kinds of dextransucrase, one obtained from Leuconostoc mesenteroides B512F, native strain, and other obtained from Leuconostoc mesenteroides B512FMC, a constitutive strain. L.mesenteroides B512F is widely used to produce dextran and dextransucrase. It is an inductive strain that requires sucrose as carbon source to produce dextransucrase. On the other hand, L.mesenteroides B512FMC is a constitutive strain which is able to produce the enzyme in a medium containing only glucose as carbon source, avoiding the parallel dextran production. Enzyme recovery by adsorption on ion-exchange resin and dextran molecular weight control were also studied. A mathematical model, based on the method of moments, was developed and used to simulate and optimize a batch reactor for dextran enzymatic synthesis with controlled weight. In this model, the kinetics of the two enzymes used in this work were considered. Dextran produced by enzymatic synthesis, using maltose as acceptor and both enzymes used in this work, were characterized by gel permeation chromatography. The results were compared