Imobilização de invertase bacteriana para a produção de açúcar invertido: influência do material de suporte e caracterização bioquímica

• Ano de defesa: 2024
• Autor(a) principal: Saraiva, Larissa Santos
• Orientador(a): Morales, Sergio Andres Villalba
• Tipo de documento: Dissertação
• Tipo de acesso: Acesso aberto
• Idioma: por
• Instituição de defesa: Universidade Federal do Tocantins; Palmas
• Programa de Pós-Graduação: Programa de Pós-Graduação em Ciência e Tecnologia de Alimentos - PPGCTA
• País: BR
• Palavras-chave em Português: Invertase bacteriana; Imobilização; Sílica; Polihidroxibutirato; Biocarvão; Bacterial invertase; Immobilization; Silica; Polyhydroxybutyrate; Biochar
• Área do conhecimento CNPq: CNPQ::ENGENHARIAS
• Link de acesso: http://hdl.handle.net/11612/7005

Os frutos amazônicos apresentam microrganismos capazes de produzirem diversas enzimas, dentre as quais destaca-se a invertase, a qual catalisa a hidrólise da sacarose podendo produzir açúcar invertido e fruto-oligossacarídeos. Como a enzima em sua forma solúvel é geralmente instável, a imobilização pode aumentar a sua estabilidade, permitindo o reuso, reduzindo a contaminação e a formação de subprodutos, com criteriosa seleção de material de suporte e método para imobilização. Este trabalho propõe avaliar o processo de imobilização por adsorção física e ligação covalente da invertase produzida pela bactéria bacillus tequilenses, isolada do fruto amazônico da pupunha, nos materiais de suporte sílica-gel, polihidroxibutirato (PHB) e biocarvão puro e funcionalizado com glutaraldeído, visando a obtenção de biocatalisadores estáveis para a reação de hidrólise da sacarose em açúcar invertido. Para isso, a enzima foi imobilizada durante 8 h, na temperatura de 30 °C, utilizando os métodos de adsorção e ligação covalente. Para a caracterização do biocatalizador foram realizados ensaios de estabilidade operacional, estabilidade de armazenamento, estabilidade frente ao pH (4,5 a 6,5), estabilidade térmica (30 °C a 60 °C) e da influência da concentração de substrato (5 g/L, 10 g/L, 20 g/L, 50 g/L, 100 g/L). Após 8 h de imobilização houve uma queda de atividade enzimática do extrato enzimático na presença dos suportes e a amostra controle manteve sua atividade próxima aos valores iniciais. As enzimas imobilizadas nos três suportes mostraram ser estáveis após 9 dias de armazenamento. Para a estabilidade operacional, a imobilização em sílica-gel funcionalizada, manteve mais de 50% da sua concentração até o terceiro ciclo. O biocatalizador se mostrou mais estável entre o pH 5,0 e 6,0 para a imobilização em PHB funcionalizado, enquanto para a imobilização em sílica-gel funcionalizada, apresentou maior atividade em pH 5,0. Durante a estabilidade térmica, os dois suportes testados funcionalizados apresentaram maior atividade em temperaturas de 30 °C a 50 °C. Para a influência do substrato, com o aumento da concentração, ocorreu elevação nos valores da atividade enzimática nas imobilizações com sílica-gel e PHB funcionalizados, sendo que esse último suporte apresentou maior afinidade da enzima com o substrato de acordo com os parâmetros cinéticos. Esses resultados indicam que a invertase bacteriana foi imobilizada nos três suportes, com alto potencial na obtenção de biocatalizadores estáveis para a produção de açúcar invertido.