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Tipo do documento: Dissertação
Título: Imobilização de α-amilase em blendas de pectina-pva
Autor: Cruz , Maurício Vicente
Primeiro orientador: Caramori, Samantha Salomão
Primeiro coorientador: Fernandes, Kátia Flávia
Primeiro membro da banca: Monteiro, Valdirene Neves
Segundo membro da banca: Ferreira, Reginaldo Nassar
Resumo: As enzimas apresentam diversas características que as colocam em vantagem em relação aos catalisadores químicos convencionais. Entretanto, a sua utilização é limitada pelas condições reacionais a que são submetidas. As técnicas de imobilização de enzimas surgem neste contexto como uma alternativa que possibilitam melhorar as características cinéticas das enzimas frente a estas possíveis variações no ambiente reacional. Os polissacarídeos naturais são candidatos promissores como suportes para imobilização de enzimas, principalmente devido à sua biodegradabilidade. Dentre os polissacarídeos naturais, a pectina destaca-se pela capacidade de formação de géis, bem como pela formação de estruturas para liberação controlada de substâncias químicas. Neste trabalho foram produzidas e caracterizadas blendas de pectina e álcool polivinílico contendo a α-amilase comercial Termamyl® imobilizada por aprisionamento na rede dos polímeros reticulada em diferentes concentrações de glutaraledeído (0,25; 0,5; 0,75; 1,0 e 1,25%). Uma parte dos materiais foi cortada em formato de pastilhas de 6 mm de diâmetro e a outra parte foi triturada, sendo a atividade enzimática inicial testada posteriormente. Foram realizados testes para avaliar o efeito do agente reticulante sobre a atividade da enzima imobilizada e a taxa de liberação da enzima ao longo de 24 h. Avaliou-se a solubilidade dos materiais em água (pH 5,7), em solução de ácido clorídrico 0,2 mol L-1 (pH 2,0), em solução tampão fosfato de sódio 0,1 mol L-1 (pH 6,5) e em solução de tamponamento ruminal (pH 7,0). Os materiais foram testados quanto a sua resistência a tração (TS) e porcentagem de elongação. A blenda produzida na concentração de glutaraldeído de 0,5% foi incubada na presença de líquido ruminal bovino durante 24 e 48 h, para avaliação da perda de massa e da capacidade de retenção da atividade enzimática. A microscopia eletrônica de varredura mostrou que as blendas apresentam uma superfície bastante irregular e rugosa e a atividade enzimática para o material particulado foi maior do que a atividade no material no formato de pastilhas. O sistema pectina/PVA/amilase apresentou maior solubilidade em pH 6,5. O teste de resistência à tração mostrou que a blenda produzida com a maior concentração de glutaraldeído (1,25%) possui maior resistência dentre as demais, suportando uma carga máxima de 0,69 kgf e uma porcentagem de elongação de 24,22%. A variação na concentração de glutaraldeído parece não exercer efeito sobre a atividade de amilase aprisionada, mas sim na taxa de liberação da enzima. A blenda produzida na concentração de glutaraldeído de 0,25% apresentou maior capacidade de liberação da enzima com uma atividade de 0,07 UE após 24 h de incubação. Os ensaios em líquido ruminal demonstraram que o material apresenta uma perda de massa de aproximadamente 80% após 24 e 48 h de incubação e uma atividade enzimática de 0,021 e 0,099 UE/ mg de material após 24 e 48 h, respectivamente. Nos reatores de hidrólise contínua de amido em ambiente ruminal bovino observou-se que a blenda confeccionada na concentração de 1,25% demonstrou melhor desempenho quanto à capacidade de liberação contínua da α-amilase, resultando em uma atividade enzimática considerável mesmo após 36 h de incubação. O teor de amido remanescente nos reatores foi menor (0,81 mg/ mL) no reator onde se obteve a maior taxa de hidrólise (blenda com 1,25% de glutaraldeído) e maior (2,19 mg/ mL) no reator em que se constatou a menor taxa de hidrólise mediante a ação da blenda com 0,25% do agente reticulante.
Abstract: Enzymes have several characteristics in advantage to the conventional chemical catalysts. However, their use is limited by reaction conditions and, in this context, the enzyme immobilization arise improving the kinetic characteristics in the reaction environment. Natural polysaccharides are promising candidates as supports for enzyme immobilization, especially due to their biodegradability. Among the natural polysaccharides, pectin is distinguished by the ability to form gels, as well as the formation of structures for chemical-delivery systems. In this work were produced and characterized blends of polyvinyl alcohol and pectin containing the α-amylase Termamyl® immobilized by entrapment using crosslinked polymers in different glutaraldehyde concentrations (0.25, 0.5, 0.75, 1.0 and 1.25%). Part of the material was cut in pellets 6 mm in diameter and the other was crushed, followed by the measurent of the amylase activity. The effect of crosslinking agent on the activity of the immobilized enzyme and on the rate of enzyme released was tested for over 24 h. It was also evaluated the solubility of the material in water (pH 5.7) in a 0.2 mol L-1 hydrochloric acid (pH 2.0), 0.1 mol L-1 sodium phosphate buffer (pH 6.5) and ruminal buffering solution (pH 7.0). The materials were tested for their tensile strength (TS) and percentage of elongation. The blend produced in 0.5% glutaraldehyde was incubated in the presence of bovine rumen fluid for 24 h and 48 h to evaluate the mass loss and the amylase-delivery capacity. The scanning electron microscopy showed that the blends have a very irregular and rough surface. The activity of the powder pectin/PVA/amylase was higher than in the material in pellet form. The system pectin / PVA / amylase had higher solubility at pH 6.5. Testing of the tensile strength showed that the blend produced with the highest concentration of glutaraldehyde (1.25%) has greater resistance among the other, supporting a maximum load of 0.69 kgf and elongation of 24.22%. Apparently, variations in the concentration of glutaraldehyde does not have any effect on the activity of the entrapped amylase. In enzyme-delivery assays, the blend produced using 0.25% glutaraldehyde showed a higher capacity to release the enzyme with an activity of 0.07 EU after 24 h of incubation. Tests in rumen fluid demonstrated that the material has a mass loss of approximately 80% after 24 and 48 h of incubation and enzyme activity of 0.021 and 0.099 EU / mg of material after 24 and 48 h, respectively. Reactors in continuous hydrolysis of starch in the rumen cattle was observed that the blend prepared at a concentration of 1.25% showed better performance regarding the ability of continuous release of α-amylase, resulting in a considerable enzymatic activity even after 36 h of incubation. The starch remaining in the reactors was lower (0.81 mg / mL) in the reactor where it had the highest rate of hydrolysis (blend with 1.25% glutaraldehyde) and higher (2.19 mg / mL) in the reactor found that the lowest rate of hydrolysis by the action of the blends with 0.25% of the crosslinking agent.
Palavras-chave: Aprisionamento
Termamyl®
Pectina
Glutaraldeído
entrapment
Termamyl®
Pectin
Glutaraldehyde
Área(s) do CNPq: CIENCIAS EXATAS E DA TERRA::QUIMICA
QUIMICA::QUIMICA ORGANICA
Idioma: por
País: Brasil
Instituição: Universidade Estadual de Goiás
Sigla da instituição: UEG
Departamento: UEG ::Coordenação de Mestrado Ciências Moleculares
Programa: Programa de Pós-Graduação Stricto sensu em Ciências Moleculares
Citação: CRUZ, Maurício Vicente. Imobilização de α-amilase em blendas de pectina-pva. 2013. 84 f. Dissertação (Mestrado em Ciências Moleculares) - Câmpus Central - Sede: Anápolis - CET, Universidade Estadual de Goiás, Anápolis.
Tipo de acesso: Acesso Aberto
URI: http://www.bdtd.ueg.br/handle/tede/255
Data de defesa: 18-Jul-2013
Appears in Collections:Mestrado em Ciências Moleculares

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