A biotecnologia no ensino das ciências do 3º ciclo: desenvolvimento de experiências didácticas utilizando a acção de biocatalisadores imobilizados

Dissertação mest., Biologia e Geologia, Universidade do Algarve, 2007

Síntese de sebacato de dioctila empregando lipases

A crescente demanda por lubrificantes obtidos a partir de fontes renováveis vem incentivando a pesquisa por alternativas sustentáveis. O objetivo principal deste trabalho foi investigar a síntese de sebacato de dioctila a partir da reação de esterificação entre o ácido sebácico e o 1-octanol empregando biocatalisadores e catalisador químico convencional (ácido sulfúrico). Alguns parâmetros reacionais foram estudados: tipo de lipase comercial imobilizada (Novozym 435, Lipozyme RM IM e Lipozyme TL IM), temperatura, razão molar ácido/álcool, concentração de lipase, métodos de remoção da água do meio reacional. A reutilização da lipase Novozym 435 também foi avaliada. A conversão da reação foi determinada por cromatografia em fase gasosa. A lipase Novozym 435 apresentou os melhores resultados: 100% de conversão de ácido sebácico quando foi empregada razão molar ácido:álcool de 1:5 e 5% m/m de lipase, após 150 minutos de reação a 100C. O emprego de peneira molecular e vácuo não aumentou a conversão do ácido sebácico. O produto final foi caracterizado com relação à viscosidade, ao índice de viscosidade, ao ponto de fulgor, ao ponto de fluidez e ao índice de neutralização, e apresentou comportamento semelhante a um óleo naftênico

Produção de biodiesel a partir da transesterificação de óleo de soja ácido por via enzimática

Neste trabalho, foi estudada a transesterificação enzimática do óleo de soja com álcool catalisada por lipase comercial imobilizada. Inicialmente foram investigados os efeitos da temperatura, do tipo de enzima (Novozym 435, Lipozyme RM-IM e Lipozyme TL-IM) e do tipo de álcool (etanol ou butanol) na síntese de biodiesel utilizando óleo de soja refinado. A melhor temperatura observada para as reações empregando Lipozyme TL IM e Lipozyme RM IM foi de 50C, enquanto que para a Novozym 435, a temperatura ótima foi de 70C. O maior teor em biodiesel (~60%) foi obtido na etanólise do óleo de soja a 70C utilizando Novozym 435 a 5% m/m. Também foi avaliada a síntese de biodiesel por via enzimática a partir da etanólise de óleos ácidos com índice de acidez (IA) (de 8,5, 54,4 e 93,7). A conversão do ácido graxo livre foi superior a 90% nas reações conduzidas com Novozym 435 nas reações com os três óleos ácidos testados. O teor em biodiesel foi próximo a 50% na etanólise do óleo de soja com índice de acidez de 8,5 empregando Lipozyme TL IM, porém para índices de acidez maiores este rendimento diminuiu. Para as reações conduzidas com Lipozyme RM-IM, o teor em biodiesel manteve-se em torno de 30% para todos os óleos ácidos investigados. A etanólise do óleo de soja refinado empregando reator de leito fixo em modo contínuo, a 50C, foi investigada variando a velocidade espacial dos reagentes (0,255 e 0,508 h-1), o tipo de lipase (Novozym 435, Lipozyme RM-IM e Lipozyme TL-IM) e a possibilidade de reuso do biocatalisador após lavagem com butanol. Na reação com Novozym 435, o teor em biodiesel foi de aproximadamente 50% e se manteve estável durante 4,5 h para as duas velocidades espaciais testadas. A lipase Lipozyme TL-IM apresentou teor em biodiesel maior do que o obtido nas reações com os outros biocatalisadores (~80%), porém não apresentou a mesma estabilidade. Foi observada uma queda significativa na produção de biodiesel nas reações empregando o reuso do biocatalisador

Síntese de ésteres derivados do ácido oléico empregando lipases produzidas por Yarrowia lipolytica

Biodiesel é um biocombustível que consiste na mistura de ésteres monoalquílicos de ácidos graxos de cadeia longa. O processo usual de produção deste combustível é a transesterificação de óleos vegetais com álcoois de cadeia curta. Nesse processo, a matéria prima deve conter baixo conteúdo de ácido graxos livres ( ≤ 1%) e água (≤ 0,5%). Como alternativa ao processo de transesterificação, destaca-se o emprego de matérias-primas de baixo custo, com elevado teor de ácidos graxos livres, para a síntese de ésteres alquílicos através de reações de esterificação. As reações de produção do biodiesel podem ser catalisadas por via química (ácida e básica) ou enzimática. Na catálise enzimática, os biocatalisadores empregados são as lipases, que catalisam a hidrólise e síntese de ésteres e podem ser obtidas a partir de microrganismos, plantas ou tecido animal, sendo as de origem microbiana as mais utilizadas. O objetivo principal deste trabalho foi avaliar o potencial da lipase de Yarrowia lipolytica, uma levedura não convencional, na síntese de ésteres do ácido oleico visando à obtenção de ésteres alquílicos (biodiesel). Foram estudados os efeitos da temperatura (25, 30, 35, 40, 50 e 60oC), do teor enzimático (5, 10, 20, 30 e 40% v/v) e do tipo de álcool (metanol, etanol, n-propanol e n-butanol ) nas reações de esterificação do ácido oleico empregando o extrato enzimático líquido produzido por Yarrowia lipolytica. Os resultados obtidos mostraram que as reações conduzidas a 30oC e com 10% v/v do extrato enzimático apresentaram maior taxa inicial de reação. Também foi avaliada a utilização do extrato enzimático liofilizado (5% m/v) e do PES (produto enzimático sólido) (5% m/v) de Yarrowia lipolytica na reação de esterificação do ácido oleico com n-butanol a 30oC. O maior consumo de ácido oleico ocorreu na reação conduzida com o PES. O efeito da temperatura (25, 30, 35, 40 e 50oC) na síntese de oleato de butila foi, então, investigado nas reações empregando PES como biocatalisador e a maior conversão de ácido oleico foi verificada na temperatura de 40oC

Produção de enzimas celulósicas, usando resíduos industriais e seu uso como biocatalisador na produção de biocombustíveis

Dissertação mest., Engenharia Biológica, Universidade do Algarve, 2010

Avaliação do perfil de produção de enzimas e potencial de degradação do herbicida diuron pelos fungos isolados de solo de plantação de cana-de-açúcar

Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq)

Isolamento de fungos produtores de lipases catalisadores de reações de transesterificação para produção de biodiesel

Pós-graduação em Microbiologia - IBILCE

Desenvolvimento de novas tecnologias para produção de xarope de glicose a partir do amido

Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (FAPESP)

Avaliação do potencial biocatalítico de fungos endófitos de espécies vegetais do Cerrado

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES)

Imobilização multipontual covalente de xilanases: seleção de derivados ativos e estabilizados

Pós-graduação em Biotecnologia - IQ

Análise in silico de uma pirofosfatase e de uma tiosterase de uma biblioteca metagenômica de solo de Eucalipto spp

Pós-graduação em Microbiologia Agropecuária - FCAV

Produção e estudo da imobilização de lipases fúngicas visando à obtenção enzimática de biodiesel

A atual demanda por produtos alternativos que substituam os combustíveis fósseis, causadores de alto impacto ambiental negativo, tem fomentado pesquisas em diferentes áreas como o emprego de lipases microbianas como biocatalisadores no setor de energia. Como mais uma forma de busca por tecnologias limpas, há também interesse no aproveitamento de resíduos agroindustriais. Nessa vertente, o Brasil como grande produtor agrícola se destaca na geração de subprodutos como o bagaço de cana-de-açúcar. Uma alternativa mais ecológica para atender a essa demanda é a produção de biodiesel, produzido a partir da transesterificação de triglicerídeos de origem animal ou vegetal, tendo como características não ser tóxico, ser biodegradável e fonte renovável de energia. As lipases são enzimas que aceleram reações de hidrólise e síntese, podendo ser obtidas de microorganismos por meio de processos de fermentação em estado sólido, porém com alta demanda de recursos financeiros para sua produção. Hoje em dia, o que está em alta na indústria de tecnologia com enzimas é a utilização de resíduos agroindustriais e processos de imobilização com o intuito de diminuir os gastos em sua produção, um dos gargalos para seu uso mais amplo. Neste trabalho foi analisada a viabilidade do uso do bagaço de cana-de-açúcar misturado a farelos de soja ou trigo como meios de cultivo em fermentação semi-sólida, assim como a melhor concentração de umidade para o desenvolvimento de lipases pelo microorganismos estudados. Foi testada também a viabilidade de imobilização das lipases produzidas em suporte de celite

Produção e avaliação da estabilidade de enzimas fúngicas

As enzimas estão presentes em todas as células vivas, onde exercem a função de catalisadores das reações que compõem as vias catabólicas e anabólicas do metabolismo celular. Esses biocatalisadores são moléculas de proteínas e seu poder catalítico está associado à conformação nativa, que depende de condições específicas de pH, temperatura e força iônica do meio. Os micro-organismos são bastante atrativos para a indústria, pois possibilitam a produção de enzimas por processos fermentativos em larga escala com regularidade necessária e simplicidade na requisição nutricional. Assim, embora alguns biocatalisadores sejam extraídos de tecidos animais e vegetais, as enzimas industriais são, em sua maior parte, obtidas a partir de micro-organismos. Este trabalho teve como objetivo a produção das enzimas lipase e β-glucanase a partir dos fungos Aspergillus niger e Trichoderma reesei, respectivamente, em diferentes meios de cultura, para determinar as condições de maior produção da enzima em questão. As enzimas produzidas em agitador orbital foram obtidas a partir da filtração do produto da fermentação, precipitação com sulfato de amônio e liofilização. Após a produção e precipitação a atividade das enzimas e a concentração de proteínas foram quantificadas, os parâmetros cinéticos foram determinados frente a diferentes pHs, temperaturas e força iônica do meio. A lipase apresentou melhor atividade a 30°C e em pH 6,0. A presença dos íons Mg2+ e Zn2+ levaram a um aumento na atividade da enzima. A β-glucanase apresentou maiores atividades quando submetidas a 37°C e pH 5,0. Os íons Mg2+, Cu2+ e Ca2+ induziram melhor a atividade enzimática.

Influência de parâmetros nutricionais e físicos sobre a produção de Lipase por Penicillium janthinellum

As lipases (triacilglicerol acil hidrolases, E.C. 3.1.1.3) constituem uma classe de enzimas que catalisam a hidrólise de ligações ésteres dos triacilgliceróis de cadeia longa, operando na interface óleo/água. Em meios orgânicos, dependendo da quantidade de água, essas enzimas podem catalisar reações de esterificação e transesterificação, atuando como biocatalisadores da síntese de óleos e gorduras. As lipases destacam-se em processos industriais, nos quais são utilizadas como aditivos na produção de detergentes, de papel e celulose, na indústria de laticínios, de cosméticos, entre outros. As lipases microbianas são de maior interesse para aplicação em biotecnologia e em química orgânica, sendo necessária a prospecção de novas fontes de lipases com propriedades distintas. O presente trabalho avaliou a influência de diferentes meios de cultura, do tempo de cultivo, de fontes de carbono e sua concentração, de fontes de nitrogênio, agitação, pH e temperatura sobre a produção de lipase extracelular pelo fungo filamentoso Penicillium janthinellum, isolado de solo de região de Mata Atlântica. A avaliação das melhores condições de cultivo foi realizada através da análise da atividade enzimática, acompanhada pela determinação do íon ρ-nitrofenol liberado na hidrólise do substrato sintético ρ- nitrofenil palmitato. Os experimentos foram realizados em frascos de Erlenmeyer de 125mL contendo 25mL de meio de cultivo, inoculados com 1mL de suspensão contendo 107 conídios, e incubados a 28°C com agitação de 160 rpm e pH 5,5. Entre os quatro meios de cultura testados, o melhor resultado (0,476 ± 0,04 U/mL), com 5 dias de cultivo, foi verificado com o meio 2 composto por (g/L): bacto-peptona 5,0, extrato de levedura 1,0, NaNO3 0,5, KCl 0,5, MgSO4·7H2O 0,5, KH2PO4 2,0 e azeite de oliva 10,0)... (Resumo completo, clicar acesso eletrônico abaixo)

Avaliação do potencial biotecnológico de microorganismos da biodiversidade brasileira: biodegradação de herbicidas benzonitrilados

Pós-graduação em Química - IQ