Produção de biocatalisador através da técnica de adsorção física a partir da lipase de Burkholderia cepacia e o estudo da influência de aditivos no processo de imobilização

Detalhes bibliográficos
Ano de defesa: 2020
Autor(a) principal: Corrêa, Wellington Moreira, 1986-
Orientador(a): Não Informado pela instituição
Banca de defesa: Não Informado pela instituição
Tipo de documento: Dissertação
Tipo de acesso: Acesso aberto
Idioma: por
Instituição de defesa: [s.n.]
Programa de Pós-Graduação: Não Informado pela instituição
Departamento: Não Informado pela instituição
País: Não Informado pela instituição
Palavras-chave em Português:
Lipase
Burkholderia cepacia
Imobilização
Aditivos
Immobilization
Adsorption
Additions
Adsorção física
Link de acesso: https://hdl.handle.net/20.500.12733/3394
Resumo: Orientador: Giovana da Silva Padilha
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spelling Produção de biocatalisador através da técnica de adsorção física a partir da lipase de Burkholderia cepacia e o estudo da influência de aditivos no processo de imobilizaçãoBiocatalyst production through physical adsorption using Burkholderia cepacia lipase and influence of additives in the immobilizationLipaseBurkholderia cepaciaImobilizaçãoAditivosLipaseBurkholderia cepaciaImmobilizationAdsorptionAdditionsAdsorção físicaOrientador: Giovana da Silva PadilhaDissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Ciências AplicadasResumo: Lipases oriundas de Burkholderia cepacia (E.C. 3.1.1.3) tem sido de interesse para diversos bioprocessos por apresentar alta especificidade na hidrólise de ácidos graxos, assim como termoestabilidade e enantiosseletividade evitando a produção de subprodutos indesejáveis. Para aprimorar as propriedades físico-químicas e permitir sua reutilização durante vários ciclos, as lipases podem ser imobilizadas em suportes sólidos. Entre os diversos métodos de imobilização, a de adsorção física é prático, rápido e de custo acessível, quando comparado a outras técnicas. A eficácia da imobilização pode ser aumentada com o uso de aditivos. Os aditivos podem contribuir de diversas formas como por exemplo, na diminuição do risco de lixiviação durante sua aplicação em bioprocessos, aumento da atividade enzimática, estabilidade estrutural e química, aumento dos grupos funcionais em suportes entre outras características. Neste trabalho foi imobilizada a lipase de Burkholderia cepacia (LBc) em suportes poliméricos e não poliméricos. Resultados preliminares revelaram baixos valores em atividade hidrolítica para os suportes não poliméricos, quando comparados aos suportes poliméricos, fazendo com que as análises de caracterização fossem efetuadas apenas nos suportes poliméricos que apresentaram melhores resultados em atividade hidrolítica. Os melhores resultados de retenção da lipase foram observados para os suportes poliméricos polihidroxibutirato (PHB), polihidroxibutirato-co-valerato (PHBV) e estireno-divinilbenzeno (ST-DVB) obtendo respectivas atividades hidrolíticas de 608 ± 15 U/g, 183 ± 9 U/g e 247 ± 12 U/g. Afim de aumentar a eficiência da imobilização, foram avaliadas as influencias dos aditivos polietilenoglicol (PEG), triton x-100 (TX) e glutaraldeído (GA). A adição dos aditivos resultou no aumento da atividade hidrolítica dos derivados. O PHB-LBc na presença de PEG apresentou atividade hidrolítica de 917 ± 40 U/g e para o ST-DVB-LBc na presença de PEG e TX de 901 ± 45 U/g. Entretanto o suporte de PHBV não apresentou melhorias significativas com o uso dos aditivos. Com o objetivo de observar as mudanças para a lipase e suportes antes e após a imobilização foram realizadas análises instrumentais. Primeiramente forma realizadas as análises físico-químicas através de espectroscopia por transformada de Fourrier (FTIR-ATR) mostrando que após a imobilização foi possível observar bandas de absorção adicionais relacionadas aos grupos funcionais referentes a lipase; a avaliação da morfologia da superfície foi realizada através de microscopia eletrônica de varredura (MEV) e microscopia óptica MO. As imagens obtidas por MEV mostraram que após a imobilização os suportes apresentam uma fina camada sobre sua superfície que possivelmente pode estar relacionada a presença da lipase. Já as imagens por MO revelaram que diferentes etapas do processo, como a imersão em solução de álcool etílico, podem alterar a morfologia da superfície do suporte, mudanças significativas foram mais visíveis ao suporte de PHB; análises térmicas foram obtidas por termogravimetria (TGA) e calorimetria exploratória diferencial (DSC) revelaram que após a imobilização houve um aumento na perda de massa dos suportes, além disso os suportes com lipase apresentaram maior entalpia de seu sistema, essas mudanças podem ser atreladas a lipase presente nos suportes, aumentando a variação da perda de massa e energia do sistema; a estrutura foi caracterizada através de difratometria de raio-X (DRX) mostrando que os suportes poliméricos não apresentaram alterações significativas em suas estruturas após a imobilização. A técnica de adsorção física com uso de aditivos para LBc nos suportes de PHB e ST-DVB apresentaram resultados de atividade hidrolítica satisfatórios, podendo ser aplicada a outras enzimas e na síntese de bioprodutosAbstract: Lipases from Burkholderia cepacia (E.C. 3.1.1.3) have been of interest to several bioprocesses because they present high specificity in the hydrolysis of fatty acids, as well as thermostability and enantioselectivity, avoiding the production of undesirable by-products. To improve the physicochemical properties and allow their reuse for several cycles, lipases can be immobilized on solid supports. Among the various methods of immobilization, physical adsorption is practical, fast and affordable when compared to other techniques. The effectiveness of immobilization can be increased with the use of additives. Additives can contribute in several ways, for example, in reducing the risk of leaching during its application in bioprocesses, increasing enzyme activity, structural and chemical stability, increasing functional groups in supports, among other characteristics. In this work, Burkholderia cepacia lipase (LBc) was immobilized on polymeric and non-polymeric supports. Preliminary results revealed low values in hydrolytic activity for non-polymeric substrates, when compared to polymeric substrates, making the characterization analyzes to be carried out only on polymeric substrates that showed better results in hydrolytic activity. The best results of lipase retention were observed for polymeric polyhydroxybutyrate (PHB), polyhydroxybutyrate-co-valerate (PHBV) and styrene-divinylbenzene (ST-DVB) supports, obtaining respective hydrolytic activities of 608 ± 15 U / g, 183 ± 9 U / g and 247 ± 12 U / g. In order to increase immobilization efficiency, the influences of the additives polyethylene glycol (PEG), triton x-100 (TX) and glutaraldehyde (GA) were evaluated. The addition of the additives resulted in an increase in the hydrolytic activity of the derivatives. PHB-LBc in the presence of PEG showed hydrolytic activity of 917 ± 40 U / g and for ST-DVB-LBc in the presence of PEG and TX of 901 ± 45 U / g. However, PHBV support did not show significant improvements with the use of additives. In order to observe the changes to the lipase and supports before and after immobilization, instrumental analyzes were performed. First, physical-chemical analyzes were performed using Fourrier transform spectroscopy (FTIR-ATR) showing that after immobilization it was possible to observe additional absorption bands related to the functional groups referring to lipase; the evaluation of the surface morphology was performed by scanning electron microscopy (SEM) and optical microscopy MO. The images obtained by SEM showed that after immobilization the supports have a thin layer on their surface that may possibly be related to the presence of lipase. The MO images revealed that different stages of the process, such as immersion in ethyl alcohol solution, can alter the surface surface morphology, significant changes were more visible to the PHB support; thermal analyzes were obtained by thermogravimetry (TGA) and differential exploratory calorimetry (DSC) revealed that after immobilization there was an increase in the mass loss of the supports, in addition the supports with lipase showed greater enthalpy of their system, these changes can be linked to lipase present in the supports, increasing the variation in the loss of mass and energy of the system; the structure was characterized by X-ray diffractometry (XRD) showing that the polymeric supports did not show significant changes in their structures after immobilization. The technique of physical adsorption with the use of additives for LBc in PHB and ST-DVB supports showed satisfactory hydrolytic activity results, which can be applied to other enzymes and in the synthesis of bioproductsMestradoManufatura de Materiais AvançadosMestre em Engenharia de Produção e de Manufatura[s.n.]Padilha, Giovana da Silva, 1976-Souza, Ranyere Lucena deFreitas, Larissa deUniversidade Estadual de Campinas. Faculdade de Ciências AplicadasPrograma de Pós-Graduação em Engenharia de Produção e de ManufaturaUNIVERSIDADE ESTADUAL DE CAMPINASCorrêa, Wellington Moreira, 1986-20202020-09-11T00:00:00Zinfo:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/masterThesisapplication/pdf1 recurso online (131 p.) : il., digital, arquivo PDF.https://hdl.handle.net/20.500.12733/3394CORRÊA, Wellington Moreira. Produção de biocatalisador através da técnica de adsorção física a partir da lipase de Burkholderia cepacia e o estudo da influência de aditivos no processo de imobilização. 2020. 1 recurso online (131 p.) Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Ciências Aplicadas, Limeira, SP. Disponível em: https://hdl.handle.net/20.500.12733/3394. Acesso em: 15 mai. 2024.https://repositorio.unicamp.br/acervo/detalhe/1236020Requisitos do sistema: Software para leitura de arquivo em PDFporreponame:Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da Universidade Estadual de Campinas (UNICAMP)instname:Universidade Estadual de Campinas (UNICAMP)instacron:UNICAMPinfo:eu-repo/semantics/openAccess2022-03-30T09:42:42Zoai::1236020Biblioteca Digital de Teses e DissertaçõesPUBhttp://repositorio.unicamp.br/oai/tese/oai.aspsbubd@unicamp.bropendoar:2022-03-30T09:42:42Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da Universidade Estadual de Campinas (UNICAMP) - Universidade Estadual de Campinas (UNICAMP)false
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