Desenvolvimento de um criogel de troca iônica para captura das proteínas das folhas da ora-pro-nobis (Pereskia aculeata Miller)

• Ano de defesa: 2022
• Autor(a) principal: Mendes, Mariana Oliveira
• Orientador(a): Veríssimo, Lizzy Ayra Alcântara
• Banca de defesa: Neves, Isabelle Cristina de Oliveira, Mól, Paula Chéquer Gouveia, Resende, Jaime Vilela de
• Tipo de documento: Dissertação
• Tipo de acesso: Acesso aberto
• Idioma: por
• Instituição de defesa: Universidade Federal de Lavras
• Programa de Pós-Graduação: Programa de Pós-Graduação em Engenharia de Alimentos
• Departamento: Departamento de Ciência de Alimentos
• País: brasil
• Palavras-chave em Português: Trocas iônicas; Isotermas de adsorção; Criogel; Pereskia aculeata Miller; Adsorção de proteínas; Ion-exchange; Cryogel; Adsorption isotherms; Protein adsorption
• Área do conhecimento CNPq: Ciência de Alimentos
• Link de acesso: https://repositorio.ufla.br/handle/1/54427

O desenvolvimento de novas matrizes adsorventes macroporosas que permitem separar e purificar moléculas mantendo sua bioatividade tem despertado o interesse de muitos pesquisadores. Nesse contexto, diversas pesquisas exploraram o potencial de aplicação de proteínas purificadas em vários setores. A ora-pro-nobis (OPN) é uma planta que apresenta uma composição nutricional rica, contento alto teor de proteínas, que estão sendo amplamente utilizadas como aditivo alimentício, produção de embalagens biodegradáveis, películas comestíveis, produção de biofármacos, dentre outros. Diante do exposto, o objetivo desse trabalho foi desenvolver um criogel de troca iônica para a adsorção das proteínas das folhas da OPN (PFOPN) (Pereskia aculeata Miller). Para isso, a funcionalização dos criogeis de troca iônica foi realizada utilizando sulfato de amônio (2,75 mols L-1, em pH 9,5) contendo os ligantes de troca iônica (taurina, cisteína, polietilenoimina e ácido glutâmico) a 35 ºC por 20 h. Ensaios de adsorção foram realizados em batelada utilizando os criogeis funcionalizados, os quais foram submersos em tampão fosfato de sódio (0,25 mol L-1) e extrato das folhas da OPN em pH 2,5, 5,5 e 8,5, na concentração de diluição 1:1 a 25 ºC por 24 h. O Delineamento Inteiramente Casualizado (DIC) foi aplicado para analisar as diferenças significativas entre os efeitos dos ligantes sobre a capacidade adsortiva. O Delineamento Composto Central Rotacional (DCCR) foi empregado para otimizar o método de funcionalização, onde o tempo variou de 17 a 39 h e a temperatura variou de 28 a 71 ºC, utilizando o ligante que apresentou a melhor capacidade adsortiva no ensaio de adsorção. Além disso, os criogeis que apresentaram a melhor capacidade adsortiva foram submetidos a caracterização em termos de suas propriedades químicas, morfológicas, térmicas e mecânicas. E, por fim, as isotermas de adsorção foram determinadas a 8 ºC, 15 °C, 25 ºC e 35 °C variando as proporções de diluição do extrato da folha de OPN e tampão fosfato de sódio (0,025 mol L-1, pH 5,5) em 1:1, 1:2, 1:3, 1:4, 1:6, 1:8 e 1:10. Os modelos de Langmuir e Freundlich foram ajustados aos dados experimentais. O criogel funcionalizado com ácido glutâmico (criogel-AG) obteve a melhor capacidade adsortiva, apresentando poros interconectados variando na faixa de 6–75 μm, capacidade de intumescimento de 14,113 ± 0,867 g g-1 e grau de expansão de 1,569 ± 0,058, boa resistência térmica e mecânica, não apresentando diferenças significativas em relação aos criogeis puros. Dentre os valores de pH estudados na adsorção das PFOPN, em pH 5,5 o criogel se comportou como um trocador anfótero, apresentando cargas superficiais positivas e negativas. Nessa condição, houve uma maior adsorção das PFOPN. Os modelos de Langmuir e Freundlich ajustados aos dados experimentais, obtiveram resultados preditos de capacidade máxima de adsorção de 172,4 mg g-1 a 400,0 mg g-1 e 49,58 mg g-1 a 108,3 mg g-1, respectivamente. A análise termodinâmica baseada na relação de Van't Hoff indicou que o processo foi espontâneo e entropicamente dirigido. Os resultados mostram que o criogel-AG é uma matriz promissora para uso em processos de captura de proteínas por troca iônica.