Produção, caracterização e imobilização de lipase de Aspergillus niger 11T53A14 em nanopartículas magnéticas de ferrita de níquel e carvão ativado

• Ano de defesa: 2024
• Autor(a) principal: Veloso, Elizabeth Cristina Tavares
• Tipo de documento: Tese
• Tipo de acesso: Acesso aberto
• Idioma: por
• Instituição de defesa: Universidade do Estado do Rio de Janeiro; Centro de Tecnologia e Ciências::Instituto de Química; Brasil; UERJ; Programa de Pós-Graduação em Engenharia Química
• Palavras-chave em Português: Cultivo em estado sólido; Imobilização de lipase; Aspergillus niger; Biocatálise; Solid state fermentation; Immobilized lipase; Biocatalysis; ENGENHARIAS::ENGENHARIA QUIMICA::TECNOLOGIA QUIMICA
• Link de acesso: http://www.bdtd.uerj.br/handle/1/22967

Este trabalho teve como objetivo produzir e imobilizar a lipase de Aspergillus niger 11T53A14. A produção foi realizada por Cultivo em estado sólido (CES) conduzido a 32°C por 40h, em meio contendo farelo de trigo (96,48 % m/m) e a borra de café (3,52 % m/m) como indutor, enriquecido com 0,6 % de nitrogênio, 55% de umidade e inoculado com 107 conídios/g. Primeiramente, foram avaliados o tipo de borra de café (tipo A, B -grãos 100% arábica e C - arábica/ robusta/ conilon ou mistura deles) e, posteriormente, foi avaliado o tipo de reator usado no CES (placa de petri e frasco erlenmeyer). Adicionalmente, o CES foi realizado em reator de leito fixo (38,0 cm x 4,5 cm) variando a taxa de aeração com ar umedecido (0,2; 0,35; 0,5; 1,0; e 1,5 volume de ar/volume de meio/ minuto - vvm). Amostras foram retiradas de três regiões diferentes do biorreator: base (h= 10,5 cm), meio (h= 21 cm) e topo (h= 31,5 cm). A imobilização da lipase foi realizada por adsorção física usando como suporte ferrita de níquel e o carvão ativado. Os resultados obtidos revelaram que a maior atividade lipásica (120 U/g) foi obtida com a borra de café A (17,3% de lipídios). Em relação ao tipo de reator usado no CES, com o erlenmeyer foi obtida maior produção com 140,6 U/g. Com a borra de café A selecionada, foi estudada a CES em reator de leito fixo sendo a maior atividade lipásica (156,1 U/g) obtida com 0,5 vvm. A concentração do extrato enzimático bruto (EEB) foi feita por precipitação com sulfato de amônio nas condições de saturação (40, 50, 60, 70, 80 e 90%) e através de ultrafiltração com uso da membrana Amicon®, onde foram testados os tamanhos de 10, 30, 50 e 100 kDa. A concentração EEB foi mais eficaz usando a membrana Amicon® com 50 kDa obtendo uma atividade 3,0 vezes maior do que a inicial. A lipase apresentou atividade ótima a pH 6,0 e a temperatura de 50 °C. Para os testes de imobilização por adsorção foi obtido que o melhor tempo de contato foi 120 min a 25°C. A imobilização usando o carvão ativado alcançou uma eficiência de imobilização superior, atingindo 89 %, entretanto com a ferrita de níquel (NiFe2O4), nas mesmas condições, obteve cerca de 20 %. A fim de melhorar o processo de imobilização usando a NiFe2O4, foi realizada uma modificação do suporte com APTMS, seguida de uma ligação covalente utilizando glutaraldeído como agente ligante. As condições da imobilização covalente foram: 24 h de tempo de contato e 5°C de temperatura. A imobilização covalente utilizando a NiFe2O4 modificada resultou em uma eficiência de 99 %.