Imobilização de tanase em suportes vítreos utilizando y-aminopropiltrietoxilano (ATPS).bitstream/CNPAT-2010/9614/1/Ct-109.pd

FERREIRA, A. L. de O.

GONÇALVES, L. R. B.

MELO, A. F.

PINTO, G. A. S.

Imobilização de tanase em suportes vítreos utilizando y-aminopropiltrietoxilano (ATPS)

Infoteca-e

109ISSN 1679-6535Dezembro, 2005Fortaleza, CE(A)1 Graduanda em Engenharia de Alimentos/UFC - Bolsista PIBIC/CNPq/Embrapa Agroindústria Tropical2 Químico Tecnológico, D.Sc., Embrapa Agroindústria Tropical, R. Dra. Sara Mesquita, 2270, Pici, Cep 60511-110, Fortaleza, CE. E-mail: gustavo@cnpat.embrapa.br3 Eng. Química, D.Sc., Profa. Adjunta do Dep. de Engenharia Química da Universidade Federal do Ceará, CE, Caixa Postal 12168, Cep 60356-000, Fortaleza, CE4 Eng. Química, D.Sc., Profa. Visitante do Dep. de Engenharia Química da Universidade Federal do Ceará, CE.Ariana Farias Melo1Gustavo Adolfo Saavedra Pinto2Luciana Rocha Barros Gonçalves3Andrea Lopes de Oliveira Ferreira4Foto: Gustavo Adolfo Saavedra PintoImobilização de Tanaseem Suportes Vítreos Utilizandoγ–aminopropiltrietoxilano(ATPS)Tanino-acil-hidrolase (E.C. 3.1.1.20), usualmente chamadade tanase, catalisa a hidrólise de ligações ésteres edepsídicas de vários taninos hidrolisáveis, como o ácidotânico. Essa enzima pode ser encontrada em diferentesvegetais, porém, seus principais produtores são osmicrorganismos, destacando-se os fungos filamentososdos gêneros Aspergillus e Penicillium.A aplicação industrial dessa enzima é bastante diversa,atuando nas indústrias de alimentos, na produção deantioxidantes; de bebidas, diminuindo a turbidez debebidas ricas em compostos fenólicos, como também napreparação de chás gelados instantâneos, preservando,assim, os componentes responsáveis pelo sabor; naindústria de ração animal, removendo compostos indesejá-veis, promovendo o aumentando da digestibilidade efavorecendo a assimilação de certos nutrientes; e notratamento de efluentes de curtumes que apresentam altasquantidades de polifenóis.As enzimas protéicas são constituídas por longas cadeiasde aminoácidos unidas por ligações peptídicas. Estãopresentes em todas as células vivas onde desempenhamuma função vital, controlando processos metabólicos.Devido à sua eficácia, à sua ação específica, às condiçõesamenas em que atuam e ao seu alto grau debiodegradabilidade, as enzimas são apropriadas para umaampla gama de aplicações industriais.Apesar de suas enzimas serem excelentes catalisadores,sua aplicação industrial pode ser limitada, em razão dealguns fatores, como: solubilidade em água; menosestáveis quando comparadas com catalisadores químicos;de uma forma geral, não poderem ser usadas em solventesorgânicos; não resistirem a temperaturas elevadas eestarem presentes em baixas concentrações, conseqüente-mente, seu processo de purificação se torna mais difícil,tornando seu custo elevado e muitas vezes não sendoeconomicamente viável a sua separação do produto final.Desta forma, a imobilização de enzimas pode minimizar ouaté mesmo eliminar problemas encontrados com asenzimas livres. Segundo Chibata (1978), enzimas imobili-zadas são definidas como enzimas que estão fisicamenteconfinadas ou localizadas numa certa região do espaço,com retenção de suas atividades catalíticas e que podemon line2 Imobilização de Tanase em Suportes Vítreos Utilizando γ–aminopropiltrietoxilano (ATPS)ser utilizadas de forma contínua e ou repetidas vezes. Emtermos de processos enzimáticos, a imobilização dosbiocatalisadores traz vantagens como: aumento da estabili-dade, do nível de controle do processo, do rendimento eda pureza do produto final, além de possibilitar o uso dereatores de diferentes configurações (Chibata & Tosa, 1978).A imobilização de enzimas por ligações covalentes ocorrepor meio de combinações químicas entre grupos reativosdo suporte e grupos funcionais da enzima que não sãoessenciais para a atividade catalítica, porém poucossuportes contêm esses grupos reativos que permitam oacoplamento direto (suporte-enzima), necessitando, namaioria das vezes, de uma silanização ou de uma ativação,ou até mesmo dos dois.Esse tipo de processo apresenta algumas vantagens emrelação aos outros existentes na literatura, podemos citar:grande força de ligação, com conseqüente estabilidade docomplexo suporte-enzima; alta retenção de sua atividade; ea alteração ocorrida na enzima com a ligação ao suportepode ser favorável, porem é um método mais complexo.Dentre a grande variedade de suportes para imobilizaçãode enzimas, os inorgânicos apresentam uma série devantagens, tais como: elevada força mecânica, estabilidadetérmica, resistência a ataque de microrganismos e desolventes orgânicos (Hernández-Jústiz et al., 1998). Alémdisso, os materiais inorgânicos não apresentam modifica-ção na sua estrutura em uma larga faixa de pressão,temperatura e pH. Sabe-se, também, que as propriedadesdos preparados de enzima imobilizada são governadaspelas características da enzima e do suporte usados(Tischer & Kasche, 1999), bem como pela estratégia deimobilização empregada (Cárdias et al., 1999). Essasinterações são responsáveis pelas propriedades químicas,bioquímicas, mecânicas e cinéticas do sistema imobilizadosuporte-enzima.O processo proposto a seguir trata de ligar covalentementeuma enzima a um suporte vítreo (sílica), após silanização eativação com glutaraldeído. O processo de silanizaçãorefere-se à formação de uma ponte orgânica no suporte pormeio da reação com γ–aminopropiltrietoxilano (ATPS),onde o radical etil do ATPS reage com o grupo silanol dosuporte, gerando uma terminação amina, que será ativadacom o glutaraldeido, formando grupo aldeídos necessáriospara permitir a ligação enzima-suporte (Fig. 1).Fig. 1. Esquema da imobilização de enzimas em sílica, utilizando-se APTS.3Imobilização de Tanase em Suportes Vítreos Utilizando γ–aminopropiltrietoxilano (ATPS)Seqüência do processo de imobilizaçãoSuporte utilizadoSílica macroporosa com granulometria de 150 a 300 µm,com porosidade igual a 0,57 e diâmetro médio de poro de270 Å. A Fig. 2 mostra o suporte utilizado neste trabalho.Fig. 2. Fotografia do suporte (sílica macroporosa) utilizadoneste trabalho para imobilização da tanase.Etapa I – LimpezaInicialmente, o suporte deve ser colocado em mufla a370 ºC por três horas e, em seguida, protonado comsolução de ácido nítrico 10%v/v durante 30 minutos àtemperatura ambiente na razão de 30 mL por grama desuporte.Etapa II – Lavagem e secagemApós a etapa de limpeza, o suporte deve ser, primeira-mente, lavado exaustivamente com água ultra-pura. Emseguida, lava-se, também, com soluções de aquosas comconcentrações crescentes de acetona (25, 50, 75% e100%v/v), na razão de 10 mL de solução por grama desuporte. Ao final da última etapa de lavagem, o suportedeverá ser colocado a 40 ºC por uma hora para secagem.Etapa III – SilanizaçãoA silanização do suporte será feita com solução de ATPS0,5%v/v, pH 3,3 à 75 ºC por três horas, na razão de 3 mLde solução por grama de suporte.Etapa IV – Lavagem e secagemApós a silanização, repete-se a etapa de lavagem esecagem descrita anteriormente (etapa II).Etapa V – Ativação e  ImobilizaçãoO suporte silanizado será ativado com solução deglutaraldeído a 2,5%v/v em tampão fosfato 100 mM, pH7,0 por uma hora a 23 ºC. Utiliza-se a razão de 3 mL desolução por grama de suporte. Após a ativação, o suporteserá exaustivamente lavado com água ultra-pura. Após alavagem, deve-se iniciar imediatamente a etapa de imobili-zação, adicionado ao suporte uma solução de tanase emtampão acetato 20 mM, pH 5,0 na razão de 20 mL desolução por grama de suporte. A imobilização será realizadaa 20 ºC por cinco horas, sob agitação moderada.AgradecimentosAo Prof. Henrique Celso Trevisan do Instituto de Químicada UNESP pela doação das amostras de silica.ReferênciasCARDIAS, H.C.T., GRININGER, C.C., TREVISAN, H.C.,GUISAN, J.M; GIORDANO, R.L.C. Influence of activationon the multipoint immobilization of penicillin g acylase onmacroporous silica. Brazilian Journal of ChemicalEngineering, v.16, p.141-148, 1999.CHIBATA, I. Industrial application of immobilized enzyme-systems. Pure and Applied Chemistry. v.50, n.7, p.667-675, 1978.CHIBATA, I.; TOSA, T. Immobilisation enzymes andimmobilized microbial-cells. Journal of Synthetic OrganicChemistry Japan, v.36, n.11, p.917-930, 1978.HERNÁNDEZ-JÚSTIZ, O.; FERNADEZ-LAFUENTE, R.;TERRENI, M; GUISAN, J.M. Use of aqueous two-phasesystems for in situ extration of water soluble antibioticsduring their synthesis by enzymes immobilized on poroussupports. Biotechnology and Bioengineering, v.59, n.1,p.73-79, 1998.TISCHER, W.; KASCHE, V. Immobilized enzymes: crystalor carriers? Trends in Biotechnology, v.17, p.326-335,1999.PINTO, G.A.S. Produção de tanase por Aspergillus niger.2003. 209p. Tese (Doutorado em Tecnologia de Proces-sos Químicos e Bioquímicos) - Escola de Química, Univer-sidade Federal do Rio de Janeiro, Rio de Janeiro.VITOLO, M. Imobilização de enzimas. In.: LIMA, U.A.;AQUARONE, E.; BORZANI, W.; SCHMIDELL, W.Biotecnologia Industrial. São Paulo: E. Edgard Blücher.2001. v.3, p.391-404.Foto: Gustavo Adolfo Saavedra PintoExemplares desta edição podem ser adquiridos na:Embrapa Agroindústria TropicalEndereço: Rua Dra. Sara Mesquita 2270, Pici,CEP 60511-110 Fortaleza, CEFone: (0xx85) 3299-1800Fax: (0xx85) 3299-1803 / 3299-1833E-mail: negocios@cnpat.embrapa.br1a edição on line: dezembro de 2005Comitê dePublicaçõesExpedienteComunicadoTécnico, 109Presidente: Valderi Vieira da SilvaSecretário-Executivo: Marco Aurélio da Rocha MeloMembros: Henriette Monteiro Cordeiro de Azeredo,Marlos Alves Bezerra, Levi de Moura Barros, JoséEdnilson de Oliveira Cabral, Oscarina Maria SilvaAndrade e Francisco Nelsieudes Sombra Oliveira.Supervisor editorial: Marco Aurélio da Rocha MeloRevisão de texto: Maria Emília de Possídio MarquesEditoração eletrônica: Arilo Nobre de OliveiraNormalização bibliográfica: Ana Fátima Costa Pinto.

Imobilização de tanase em suportes vítreos utilizando y-aminopropiltrietoxilano (ATPS).

http://www.infoteca.cnptia.embrapa.br/infoteca/bitstream/doc/426396/1/Ct109.pdf

Imobilização de tanase em suportes vítreos utilizando y-aminopropiltrietoxilano (ATPS).

Abstract

Similar works

Full text

Available Versions

Infoteca-e