Aplicação de lacases imobilizadas em quitosana na bioconversão de compostos fenólicos em reatores batelada e contínuo

• Main Author: Skoronski, Everton
• Other Authors: Universidade Federal de Santa Catarina
• Format: Others
• Language: Portuguese
• Published: 2012
• Subjects: Engenharia quimica; Fenois; Lacase; Quitosana
• Online Access: http://repositorio.ufsc.br/xmlui/handle/123456789/94364

Tese (doutorado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico, Programa de Pós-Graduação em Engenharia Química, Florianópolis, 2010 === Made available in DSpace on 2012-10-25T09:08:16Z (GMT). No. of bitstreams: 0 === Neste trabalho foi estudada a imobilização de enzimas lacases de Aspergillus sp em quitosana, através de ligação cruzada e sua aplicação na bioconversão de compostos fenólicos em reatores operando em regime batelada e fluxo contínuo (reator de leito fixo). Inicialmente, foi realizada a otimização do processo de imobilização através de um planejamento fatorial do tipo DCCR (delineamento experimental central composto e adição de ponto rotacional). Dentre os níveis de fatores estudados, o experimento que permitiu a obtenção de biocatalisadores com a maior atividade enzimática foi realizado com concentração de glutaraldeído de 1%, pH de 6,5, tempo de 5,0 horas e concentração de enzima igual a 6 g.L-1. Em seguida foi avaliada a estabilidade da enzima imobilizada na estocagem. Verificou-se que a melhor condição para manutenção da atividade enzimática é em solução tampão pH 8,0, na temperatura de 8 °C. Além disso, o biocatalisador foi aplicado na oxidação de 18 diferentes derivados fenólicos. Foi observado que o 4-nitrofenol não pode ser convertido enquanto o 2,5-xilenol e 2,6-xilenol, 2,3,5-trimetilfenol e o p-etilfenol apresentaram conversões acima de 90%, na temperatura de 40°C. Por fim, a lacase imobilizada foi aplicada na bioconversão de dois substratos padrões a siringaldazina e o 2,6-dimetoxifenol para realização do estudo cinético do processo e avaliação da estabilidade operacional. Em regime batelada, foi observado que não é possível reutilizar o biocatalisador quando este participa da reação envolvendo a siringaldazina, enquanto que no processo com o 2,6-DMP, a enzima mantêm sua atividade inicial por até 8 ciclos reacionais. Em fluxo contínuo, quando o biocatalisador é utilizado para mediar a bioconversão de 2,6-DMP, a atividade da enzima imobilizada é mantida por um tempo maior em relação ao observado na bioconversão da siringaldazina. === The immobilization of laccase (Aspergillus sp) on chitosan by cross-linking and its application on bioconversion of phenolic compounds in batch and continuous flow reactors (fixed bed reactor) were studied. The immobilization of enzyme was optimized using an experimental design RCCD (Rotational central composite design). Among the different levels of factors studied, the optimized conditions (in order to obtain the major enzyme activity) were glutaraldehyde concentration of 1%, pH 6.5, immobilization time of 5.0 hours and enzyme concentration of 6 g.L-1. The stability of the immobilized enzyme along the storage time was evaluated. The best condition for maintenance of enzyme activity is in buffer pH 8.0 at 8 °C. Also, the biocatalyst was applied to the biotransformation of eighteen different phenol derivatives. It was observed that 4 # nitrophenol was not converted while the 2,5 # xylenol and 2,6 # xylenol, 2,3,5 # trimethylphenol and the ethylphenol showed reactions yields up 90% at 40 °C. The immobilized laccase was applied to bioconversion of two substrates: syringaldazine and 2,6 # dimethoxyphenol. The kinetic of process and enzyme operational stability was studied. In batch reactors, it was not possible to reuse the enzyme when it was applied to syringaldazine bioconversion. Therefore, when the enzyme is applied to bioconversion of 2,6 # DMP, the activity was stable for eight reaction batchs. The biocatalyst was applied in packed bed reactors. For the bioconversion of 2,6 # DMP, the activity of the immobilized enzyme is maintained for a longer time if compared to that observed in the bioconversion of syringaldazine.