| Summary: | === Phenylalanine (Phe) removal is a necessary step for production of protein hydrolysates appropriate for consumption by Phenylketonuria patients. Given the need to reduce production costs, in this study, the feasibility of employing corn cobs, an agricultural residue generated in high amounts worldwide, as precursor material in the production of adsorbents for Phe removal from model solutions was studied. Ideal conditions for preparation of the adsorbent, considering maximum adsorption capacity and yield, were treatment of the residue with H3PO4 and activation at 400oC. The prepared activated carbon presented meso and micropores, and its surface was predominantly acid. A contact time of 6 hours was enough to ensure equilibrium conditions. Maximum uptake capacity of phenylananine was deemed satisfactory, being higher comparable to values encountered in the literature for other adsorbents. Electrostatic interactions were favoured at pH values below 3 and above 8. Interactions between Phe and the adsorbent were evaluated by Infrared analysis. Results demonstrated a tendency of the amino functional groups and the aromatic rings of the Phe molecule to interact with the graphene structures and phosphate groups at the surface of the adsorbent. Adsorption of tyrosine (Tyr) and tryptophan (Trp) was also investigated, given that removal of such aromatic aminoacids in protein hydrolysates by adsorption can occur by the same mechanisms as those of Phe, and probably in larger quantities due to their higher hydrophobicity. An increase in temperature led to a decrease in adsorption capacity of all evaluated aminoacids, evidencing the exothermic characteristic of the process, corroborated by negative enthalpy values. Thermodynamic calculations and isotherm shapes indicated that the process is favorable and spontaneous. Adsorption kinetics were satisfactorily described by a pseudo-second-order model, whereas Langmuir-Freundlich , Langmuir and Temkin models provided the best fits for equilibrium description. Such models were also indicative of chemisorption, corroborated by high values of activation energy. Competitive adsorption of Phe-Tyr by the prepared adsorbent was also investigated, given the usual need to supplement the Phe-depleted protein hydrolysate with Tyr, since it is an essential aminoacid and it is usually simultaneously removed with Phe by adsorption. Results indicated Phe to have higher affinity for the adsorbent surface and thus Phe was predominantly adsorbed when present in solution with Tyr. Such results show that agricultural residues present a potential as materials for production of adsorbents for removal of phenylalanine from aqueous solutions. === A remoção da fenilalanina (Phe) é uma etapa necessária para a produção de hidrolisados protéicos usados na suplementação alimentar de pacientes portadores de fenilcetonúria. Dado a necessidade da redução dos custos no processo, este estudo avaliou a viabilidade do emprego do sabugo de milho, resíduo agrícola de grande abundância mundial, como material precursor de adsorventes utilizados para remoção de fenilalanina em solução aquosa. As condições ideais para a produção do adsorvente considerando a máxima capacidade de adsorção do aminoácido e maior rendimento do produto final foram: carbonização em forno convencional a 400°C sob atmosfera ambiente tendo o H3PO4 como agente de ativação. O carvão ativado elaborado apresentou uma superfície composta por meso e microporos, bem definida, contendo grupos funcionais predominantemente ácidos. Um tempo de contato de 6 horas assegurou as condições de equilíbrio de adsorção. A capacidade máxima de adsorção da Phe pelo adsorvente foi altamente satisfatória, sendo superior quando comparada à de outros adsorventes descritos na literatura. Em pHs acima de 3 e abaixo de 8, as interações eletrostáticas foram favorecidas. A investigação das interações entre a Phe e o adsorvente foram avaliadas por análises em infravermelho. Os resultados mostraram uma tendência dos grupamentos amino e do anel aromático da molécula desse aminoácido se ligarem com as estruturas aromáticas e com o grupamento fosfato da superfície do carvão ativado. Os estudos cinéticos e de equilíbrio também foram conduzidos para soluções puras dos aminoácidos tirosina (Tyr) e triptofano (Trp), uma vez que esses aminoácidos poderão ser adsorvidos no processo de remoção da Phe em hidrolisados protéicos por serem mais hidrofóbicos. O aumento da temperatura do sistema provocou uma diminuição da capacidade de adsorção dos aminoácidos aromáticos, evidenciando um caráter exotérmico, comprovado também pelo valor negativo da entalpia dos sistemas estudados. Pelo formato das isotermas e pelo cálculo dos parâmetros termodinâmicos, o processo mostrou-se favorável e espontâneo. Os modelos cinéticos de pseudo segunda ordem e os modelos de equilíbrio de Langmuir-Freundlich, Temkin e Langmuir, foram os que forneceram os melhores ajustes aos dados experimentais. Esses modelos indicaram a presença de interações químicas, que também foram confirmadas pelos altos valores encontrados para energia de ativação. A mistura binária Phe-Tyr também foi avaliada pelo emprego dos modelos competitivos de Langmuir e Freundlich, já que uma das preocupações em relação aos substitutos protéicos tem sido a necessidade de suplementação de tirosina. Os resultados indicaram uma preferência pela adsorção da Phe na mistura, demonstrando o potencial uso do resíduo agrícola na produção de adsorvente para remoção de fenilalanina.
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