Produção de biodiesel etílico por via enzimática a partir de óleo de milho transgénico

Mestrado em Engenharia Química

Modificação por via enzimática da composição triglicerídica do óleo de piqui (Caryocar brasiliense Camb)

Piqui (Caryocar brasiliense Camb) oil was transformed into a cocoa butter-like fat through an enzymatic interesterification reaction using Lipozyme in the presence of stearic acid that was incorporated in the sn 1,3-3,1 position into triglyceride. Stearic acid incorporation was determined by HPLC, based on the quantification of the principal triglycerides (POP, POS e SOS) found in cocoa butter. The proposed process was feasible with a reaction time of 240 minutes with 10% of Lipozyme at 70ºC and substract weight ratio of 0,33 (stearic acid:piqui oil).

Monoglicerídeos: produção por via enzimática e algumas aplicações

Monoglycerides (MAG) are non-ionic surfactants, widely used in the pharmaceutical, food and cosmetic industries. Although MAGs are manufactured on an industrial scale by chemical glycerolysis of oils and fats, new developments in lipase catalyzed synthesis have been studied as an alternative to the classical method seeking to use clean technology and green chemistry. In this work, different methods such as glycerolysis, selective hydrolysis of fats and oils, and esterification of fatty acids or transesterification of esters with glycerol are presented. The properties and applications of the monoglycerides are also included in this review.

Glicólise do poli(3-hidroxibutirato) por via enzimática

Poly(3-hydroxybutyrate), PHB, is a polymer with broad potential applications because of its biodegradability and biocompatibility. However, its high crystallinity is a limiting factor for many applications. To overcome this drawback, one strategy currently employed involves the reduction of the molecular weight of PHB with the concomitant formation of end-functionalized chains, such as those obtained via glycolysis. The glycolysis of PHB can be catalyzed by acid, base, or organometallic compounds. However, to our knowledge, there are no reports regarding PHB glycolysis catalyzed enzymatically. Among the major types of enzymes used in biocatalysis, the lipases stand out because they have the ability to catalyze reactions in both aqueous and organic media. Thus, in this study, we performed the enzymatic glycolysis of PHB using the lipase Amano PS (Pseudomonas cepacia) with ethane-1,2-diol (ethylene glycol) as the functionalizing agent. The results indicated that the glycolysis was successful and afforded hydroxyl-terminated oligomeric PHB polyols. Nuclear magnetic resonance spectra of the products showed characteristic signals for the terminal hydroxyl groups of the polyols, while thermogravimetric and differential scanning calorimetry analyses confirmed an increase in the thermal stability and a decrease in the crystallinity of the polyols compared with the starting PHB polymer, which were both attributed to the reduction in the molecular weight due to glycolysis.

Síntese de esteres terpenóides por via enzimática: influência do tamanho da cadeia alifática do ácido graxo e da estrutura do álcool de terpeno

A especificidade de uma preparação comercial de lipase imobilizada, com relação a molécula ácida e alcoólica do substrato, foi estudada através da síntese de diversos ésteres de terpenóides. Na série de reações do citronelol e ácidos graxos com diferentes tamanho de cadeia alifática (C2 a C18), altas taxas de esterificação (95 a 98%) foram alcançadas para ácidos contendo 4 ou mais carbonos. Numa segunda série de experimentos, diferentes álcoois terpenos foram esterificados com ácido butírico, sendo constatado uma influência marcante da estrutura do álcool de terpeno no desempenho desta preparação enzimática. Graus de esterificação maiores que 95% somente foram obtidos para os álcoois primários como citronelol, geraniol e nerol. Álcoois secundários (mentol) e terciários (linalol) não foram esterificados, sob as condições testadas.

Estudo da produção de biopolímeros via enzimática através de inativação e lise celular e com células viáveis de Beijerinckia sp. 7070

Biopolímeros microbianos são polissacarídeos produzidos por microrganismos. A Beijerinckia sp. 7070 produz o biopolímero denominado clairana®. Biopolímeros microbianos podem ser produzidos utilizando enzimas purificadas (via enzimática). O objetivo desse trabalho foi avaliar a possibilidade de produzir o biopolímero clairana® via enzimática, verificar se a síntese e as enzimas envolvidas na síntese são intra e/ou extracelulares, se as enzimas permanecem ativas no meio e estudar a produção do biopolímero via enzimática, através de inativação e lise celular, e pelo processo convencional com células viáveis. As amostras foram cultivadas com a bactéria em meio líquido e submetidas à morte celular por inativação e lise celular após 30h, através de antibiótico e ultrasom, respectivamente. Amostras foram retiradas após 32, 46 e 54h de incubação, junto com amostras produzidas com células viáveis. O mesmo procedimento foi realizado em 46h e amostras foram coletadas após 48, 52 e 54h de incubação. Os polímeros foram recuperados, secos, pesados e analisados. Os resultados sugerem que é possível produzir o biopolímero clairanaâ via enzimática e que, provavelmente enzimas intra e extracelulares estão envolvidas, permanecendo ativas no meio e começando a atuar antes de 30h de fermentação. O processo via enzimática através de lise foi mais eficiente pois libera os polissacarídeos produzidos intracelularmente para o meio externo.

Sínteses e caracterização de microesferas de poli (álcool vinilico) e sua utilização como suportes para imobilização de lipase produzida por Rhizomucor miehei e seu estudo catalítico na reação de transesterificação do óleo de soja para a produção de biodiesel via rota etílica

Pós-graduação em Microbiologia - IBILCE

Purificação e caracterização de uma β-glucuronidase extraída do molusco mesogastropoda ampularidade Pomacea sp

This work studies the involved enzymatic way in the metabolism of glycosaminoglycans sulfateds in the mollusc Pomacea sp. Had been identified endoglycosidases and exoglycosidases in the enzymatic extract of the mollusc Pomacea sp by means of hydrolysis activity in condroitim sulphate of whale cartilage and of the p-Nitrofenil-β-glucuronide, respectively. The enzymatic extracts qere obtained of Pomacea sp. being used of 0.1 sodium acetate buffer, pH 5.0 and later centrifugated the 8,000 x g and the presents proteins in the sobrenadante were submitted to the fractionament with two crescents ammonium sulphate concentrations, the visualized activity biggest in the F2 fraction (50-80%). The β-glucuronidase (F3) was isolated in gel chromatography filtration Biogel 1.5m, the purification degree was ratified in Chromatography Liquid of high efficiency (HPLC). The enzyme was purificated 6.362,5 times with 35,6% yield. The β -glucuronidase isolated in this work showed a molecular mass of 100 kDa, determined for eletroforese in poliacrilamida gel . The determination of the ideal kinetic parameters for the catalysis of the p-nitrofenil- β -glucuronide for β-glucuronidase, showed excellent activity in pH 5,0 and temperature 65ºC for 6 hours and apparent Km of 72 x 10-2 mM. It is necessary for the total degradation of 3mM of p-N-β-glucoronide, the amount of 1,2μg of ss-glucuronidase. The BaCl2 increased the activity of ss-glucuronidase, and the activity was inhibited completely by the composites SDS and NaH2PO4

Dextrana: produção e aplicação industrial

Atualmente há considerável interesse em polissacarídeos obtidos pela ação de microrganismos. Estes polissacarídeos, conhecidos como biopolímeros, são obtidos por processos fermentativos. Possuem capacidade de formar soluções viscosas e géis em meio aquoso, mesmo quando aplicados em baixas concentrações (MOREIRA, et al., 2003). A dextrana se caracteriza por ser um dos biopolímeros mais comercializados em escala industrial, representando uma fatia significativa desse mercado de polissacarídeos microbianos. A reação de síntese desse biopolímero é catalisada pela enzima dextranasacarase, a qual converte a sacarose em frutose e dextrana. Essa enzima, por sua vez, é produzida extracelularmente por diversas espécies do gênero Leuconostoc, Lactobacillus e Streptococcus. (MONCHOIS, WILLEMOT et. al, 1999). 47 Os biopolímeros microbianos podem ser produzidos pelo processo convencional cultivando o microrganismo em meio líquido com substrato, em condições ideais de temperatura, rotação e pH. Outro tipo de produção em meio líquido é por via enzimática, ou seja, utilizando enzimas purificadas . As enzimas são primeiramente produzidas e purificadas e depois utilizadas para síntese do polímero em meio contendo substrato. O processo via enzimática é o utilizado na produção de dextrana, uma vez que este apresenta um rendimento ótimo e um potencial econômico enorme.(MOREIRA, et al. 2003). ...(Resumo completo, clicar acesso eletrônico abaixo)

Isolado protéico de farelo de arroz: obtenção, propriedades funcionais e aplicação

O arroz é o segundo cereal mais produzido no mundo e para que ele seja consumido é necessário o processo de beneficiamento, onde é retirada a casca, e com o polimento, o farelo. O farelo, após a retirada do óleo, é utilizado para alimentação animal, mas como corresponde a 8% do grão, são necessárias novas alternativas para o uso do mesmo, uma vez que contém em torno de 17% de proteína. As proteínas do farelo de arroz são consideradas de alta qualidade, hipoalergênicas e anticancerígenas. Devido ao excesso de fibras presentes no farelo, este não é utilizado diretamente na alimentação humana, podendo ser usado como fonte para a obtenção de extratos, concentrados ou isolados. A obtenção do isolado protéico pode ser por via química, que consiste na extração alcalina ou ácida, seguida de precipitação no ponto isoelétrico ou via enzimática, com o uso de enzimas amilolíticas, hemicelulases e carboidrases para a separação das proteínas. O objetivo deste estudo foi obter um isolado protéico a partir de farelo de arroz visando a inclusão deste em produto de panificação. Foi obtido isolado protéico pelo método químico que foi analisado pelo rendimento protéico, pelas propriedades funcionais, perfil aminoacídico, eletroforese e características térmicas. O isolado foi adicionado em bolos em diferentes concentrações sendo avaliado pelas características tecnológicas e sensoriais. O isolado protéico do farelo de arroz (IPFA) que apresentou maior rendimento protéico foi o obtido pelo método químico, com o farelo de granulometria de 42 mesh e desengordurado. Em relação às propriedades funcionais, foi verificado que o IPFA possui maior solubilidade e capacidade de retenção de água em pH 11, alta capacidade emulsificante e alta capacidade de formação de espuma. No aminograma, constatou-se que os aminoácidos encontrados no IPFA atendem as necessidades de bebês e crianças. No perfil eletroforético, o IPFA apresentou 3 grupos de proteínas. Na análise térmica com DSC, o IPFA apresentou alta temperatura de desnaturação e baixo valor de entalpia. Na elaboração dos bolos, à medida que foi adicionado o IPFA, aumentou o teor protéico, o pH e o volume específico e diminuiu o colapso, a luminosidade e a firmeza dos bolos. Na análise sensorial, os bolos com IPFA não apresentaram diferenças estatísticas do bolo controle (sem IPFA). Estes resultados indicam a potencialidade do IPFA em produtos de panificação.

Purificação e caracterização de uma ß-glucuroniodase extraída do molusco Mesogastropoda Ampularidae Pomacea sp

This work studies the involved enzymatic way in the metabolism of glycosaminoglycans sulfateds in the mollusc Pomacea sp. Had been identified endoglycosidases and exoglycosidases in the enzymatic extract of the mollusc Pomacea sp by means of hydrolysis activity in condroitim sulphate of whale cartilage and of the p-Nitrofenil-β-glucuronide, respectively. The enzymatic extracts qere obtained of Pomacea sp. being used of 0.1 sodium acetate buffer, pH 5.0 and later centrifugated the 8,000 x g and the presents proteins in the sobrenadante were submitted to the fractionament with two crescents ammonium sulphate concentrations, the visualized activity biggest in the F2 fraction (50-80%). The β-glucuronidase (F3) was isolated in gel chromatography filtration Biogel 1.5m, the purification degree was ratified in Chromatography Liquid of high efficiency (HPLC). The enzyme was purificated 6.362,5 times with 35,6% yield. The β -glucuronidase isolated in this work showed a molecular mass of 100 kDa, determined for eletroforese in poliacrilamida gel . The determination of the ideal kinetic parameters for the catalysis of the p-nitrofenil- β -glucuronide for β-glucuronidase, showed excellent activity in pH 5,0 and temperature 65ºC for 6 hours and apparent Km of 72 x 10-2 mM. It is necessary for the total degradation of 3mM of p-N-β-glucoronide, the amount of 1,2μg of ss-glucuronidase. The BaCl2 increased the activity of ss-glucuronidase, and the activity was inhibited completely by the composites SDS and NaH2PO4

Produção de monoacilgliceróis e diacilgliceróis via glicerólise enzimática e destilação molecular

Monoacilglycerides and diacilglycerides are produced through lipase-catalyzed glycerolysis of soybean oil using Candida antarctica B in a solvent-free system. The reaction was carried out at a glycerol to triacylglycerol molar ratio of 8:1 with 2% of lipase. Acylglycerides, free fatty acids (FFA) and glycerol produced were separated employing the molecular distillation process. Starting from a product of enzymatic reaction 25.06% of triacylglycerols, 46.63% of diacylglycerides, 21.72% of monoacylglycerides, 5.38% of FFA and 1.21% of glycerol and after consecutively distillations, monoacylglycerides with 80% of purity was obtained and also oil with 54% of diacylglycerides to be used in human dietary.

Síntese e enriquecimento enantiomérico via catálise enzimática do sistema 5-bromo-12-oxa-pentaciclo[6.2.16,9.12,7.12,10]dodeca-4-eno-3-endo-ol e derivados. RMN de 1H e 13C: correlação de parâmetros teóricos e experimentais

Partindo de ciclopentadieno, ciclohexadieno, p-benzoquinona e 2,5-dibromo-pbenzoquinona, os adutos 1, 5, 30 e 31 foram sintetizados. Os adutos 1, 5 e 30 foram utilizados como produtos de partida para a síntese de 13 (treze) novos compostos, em sua maioria com potenciais características para apresentarem atividade biológica inibidora de glicosidases e reguladora da liberação de Insulina no sangue. O aduto 31 é inédito na literatura até o momento. Cinco novas propostas de mecanismos são apresentadas. Os álcoois racêmicos 6 e 29 foram submetidos a reações de transesterificação catalisadas por lipase de Pseudomonas cepacia em diferentes preparações e seus enantiômeros separados com enantiosseletividade (E) maior que 100 em todos os casos. Este processo resultou, também, na obtenção dos respectivos acetatos 43 e 44 enantiomericamente puros e com excelentes rendimentos químicos. Os compostos 6, 29 e 34 depois de terem suas estruturas moleculares resolvidas através dos métodos espectroscópicos de rotina, tiveram suas estruturas moleculares calculadas pelo método ab initio e por Funcionais de Densidade. As geometrias otimizadas foram submetidas ao método GIAO para o cálculo dos tensores de blindagem magnética isotrópica. Estes cálculos mostraram-se eficazes na descrição dos deslocamentos químicos da maioria dos átomos, incluindo os dos anéis ciclopropanos presentes nas estruturas moleculares de cada composto. Algumas dificuldades foram encontradas para a descrição do sistema vinílico halogenado dos álcoois 6 e 29. Foram utilizadas moléculas modelo para verificar a extensão de tais dificuldades.

Oxidação de carboidratos via catálise metálica não enzimática para aplicação em sensores

This work has main aim of is to propose the synthesis and characterization of nanostructured materials for oxidation of carbohydrates such as glucose, with non-enzymatic catalysis. The proposed pathway of synthesis of metal catalysts is the polyol method and techniques of physical characterization proposals for analysis of prepared catalyst pass through diffraction technique of ray-x (DRX), scanning electron microscopy (SEM) and Energy Dispersive Spectroscopy ray-x (EDX). Technical proposals for the electrochemical characterization of the synthesized catalysts are Cyclic voltammetry (CV) and differential pulse voltammetry (DPV). The prospects of this work are compared by the catalytic activity of the sensor designed with non-enzymatic sensors and biosensors also known in the literature

Nanozeólitas como suportes sólidos para imobilização enzimática: Síntese, caracterização de complexos nanozeólitas/enzimas e sua aplicação como catalisadores heterogêneos para produção de biodiesel via rota etílica

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