dc.contributor.author | Guimarães, José Renato | |
dc.date.accessioned | 2019-05-03T20:02:09Z | |
dc.date.available | 2019-05-03T20:02:09Z | |
dc.date.issued | 2019-02-28 | |
dc.identifier.citation | GUIMARÃES, José Renato. Estratégias para a síntese de agregados reticulados porosos de lipase de pâncreas de porco com propriedades magnéticas. 2019. Dissertação (Mestrado em Engenharia Química) – Universidade Federal de São Carlos, São Carlos, 2019. Disponível em: https://repositorio.ufscar.br/handle/ufscar/11365. | * |
dc.identifier.uri | https://repositorio.ufscar.br/handle/ufscar/11365 | |
dc.description.abstract | Cross-linked enzyme aggregates (CLEAs) is an immobilization technique that does not require solid support, allows the use of semi-purified enzymes and the biocatalyst show higher volumetric activity. However, they present low mechanical resistance, difficulty of recovering and intraparticle diffusion limitations. To overcome these problems, the preparation of highly porous magnetic crosslinked aggregates (pm-CLEA) of porcine pancreas lipase (PPL) is reported. Some strategies to improve the volumetric activity of the immobilized biocatalyst were evaluated, such as treatment of PPL with enzyme surface-modifying agents (polyethyleneimine or dodecyl aldehyde), co-aggregation with protein co-feeders (bovine serum albumin (BSA), and/or soy protein (SP)), use of silica magnetic nanoparticles functionalized with amino groups (SMNPs) as a separation aid, and starch as pore-making agent. The combination of enzyme surface modification with dodecyl aldehyde, co-aggregation with SMNPs and SP, in the presence of 0.8% (w/w) starch (followed by hydrolysis of the starch with α-amylase), produced pm-CLEAs of PPL with immobilization yield (IY) around 100% and recovered activities (RA) between 67% and 81% for the co-aggregates CLEAs with SMNPs/BSA (pm-BSA-CLEA) and SMNPs/SP (pm-SP-CLEA), respectively. The pm-SP-CLEA and pm-BSA-CLEA exhibited high stability at 40 °C and pH 8.0, retaining approximately 50% and 80% of activity, respectively, after 10 h of incubation, while free PPL was inactivated after 2 h. The morphological characterization of pm-SP-CLEAs and pm-BSA-CLEAs using scanning electron microscopy (SEM-FEG) showed the presence of non-uniform and porous structure, which could explain the high effectiveness factor (η ≈ 0.65), mainly for pm-CLEA of PPL prepared in presence of SP and SMNPs. Besides that, pm-SP-CLEAs showed good performance in tributyrin hydrolysis (52% yield in 4 h) and reutilization capacity (the hydrolysis yield of tributyrin decreased only 7% (from 52% to 45%) after five 4 h-batches). Thus, the strategies used in this work provided the CLEA with high mechanical and operational resistance, improvements in intraparticle mass transport, and ease of recovery and reuse of the biocatalyst. | eng |
dc.description.sponsorship | Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq) | por |
dc.language.iso | por | por |
dc.publisher | Universidade Federal de São Carlos | por |
dc.rights.uri | Acesso aberto | por |
dc.subject | Nanopartículas magnéticas de sílica | por |
dc.subject | Albumina de soro bovino | por |
dc.subject | Amido | por |
dc.subject | Modificadores da superfície enzimática | por |
dc.subject | Fator de efetividade | por |
dc.subject | Silica magnetic nanoparticles | eng |
dc.subject | Bovine serum albumin | eng |
dc.subject | Soy protein | eng |
dc.subject | Starch | eng |
dc.subject | Protein surface modifiers | eng |
dc.subject | Effectiveness factor | eng |
dc.title | Estratégias para a síntese de agregados reticulados porosos de lipase de pâncreas de porco com propriedades magnéticas | por |
dc.title.alternative | Strategies to produce porous cross-linked aggregates of porcine pancreas lipase with magnetic properties | eng |
dc.type | Dissertação | por |
dc.contributor.advisor1 | Tardioli, Paulo Waldir | |
dc.contributor.advisor1Lattes | http://lattes.cnpq.br/0808991927126468 | por |
dc.description.resumo | Agregados enzimáticos reticulados (CLEAs) é uma técnica de imobilização que não requer suporte sólido, permite o uso de enzimas semi-purificadas e o biocatalisador apresenta maior atividade volumétrica. No entanto, apresentam baixa resistência mecânica, dificuldade de recuperação e limitações de difusão intrapartícula. Em detrimento desses problemas, a preparação de agregados reticulados magnéticos porosos (pm-CLEA) de lipase de pâncreas de porco (LPP) é relatada. Algumas estratégias para melhorar a atividade volumétrica do biocatalisador imobilizado foram avaliadas, como o tratamento de LPP com agentes modificadores da superfície da enzima (polietilenoimina ou dodecil aldeído), coagregação com co-feeders proteicos (albumina de soro bovino (BSA) e/ou proteínas de soja (PS)), uso de nanopartículas magnéticas de sílica funcionalizadas com grupos amino (SNMPs) como auxiliar de separação e amido como agente formador de poros. A combinação da modificação da superfície da enzima com dodecil aldeído, coagregação com SNMPs e PS ou BSA, na presença de 0,8% (m/m) de amido (seguido de hidrólise do amido com α-amilase), produziu pm-CLEAs com rendimento de imobilização (RI) em torno de 100% e atividade recuperada (AR) entre 67% e 81% para os CLEAs coagregados com SNMPs/BSA (pm-BSA-CLEA) e SNMPs/PS (pm-PS-CLEA), respectivamente. O pm-PS-CLEA e o pm-BSA-CLEA exibiram alta estabilidade a 40 °C e pH 8,0, retendo aproximadamente 50% e 80% de atividade, respectivamente, após 10 h de incubação, enquanto a LPP livre foi inativada após 2 h. A caracterização morfológica do pm-PS-CLEAs e pm-BSA-CLEAs utilizando microscopia eletrônica de varredura (MEV-FEG) mostrou a presença de estruturas não-uniformes e porosas, o que poderia explicar o elevado fator de efetividade (η ≈ 0,65), principalmente para o pm-CLEA coagregado com PS e SMNPs. Além disso, o pm-PS-CLEAs mostrou bom desempenho na hidrólise de tributirina (rendimento de 52% em 4 h) e capacidade de reutilização (rendimento de hidrólise de tributirina diminuiu apenas 7% (de 52% para 45%) após cinco bateladas com duração de 4 h para cada ciclo). Assim, as estratégias utilizadas neste trabalho proporcionaram ao CLEA, alta resistência mecânica e operacional, melhorias no transporte de massa intrapartícula e facilidade de recuperação e reutilização do biocatalisador. | por |
dc.publisher.initials | UFSCar | por |
dc.publisher.program | Programa de Pós-Graduação em Engenharia Química - PPGEQ | por |
dc.subject.cnpq | ENGENHARIAS::ENGENHARIA QUIMICA::PROCESSOS INDUSTRIAIS DE ENGENHARIA QUIMICA | por |
dc.description.sponsorshipId | CNPq: 132054/2017-5 | por |
dc.ufscar.embargo | Online | por |
dc.publisher.address | Câmpus São Carlos | por |
dc.contributor.authorlattes | http://lattes.cnpq.br/4550733668734212 | por |