Extração e caracterização cinético de lipase ácida presente na semente de mamona
| dc.contributor.advisor-co1 | Giordano, Roberto de Campos | |
| dc.contributor.advisor-co1Lattes | http://lattes.cnpq.br/0834668419587001 | por |
| dc.contributor.advisor1 | Giordano, Raquel de Lima Camargo | |
| dc.contributor.advisor1Lattes | http://lattes.cnpq.br/9695542424889786 | por |
| dc.contributor.author | Alves, Ediane de Sá | |
| dc.contributor.authorlattes | http://lattes.cnpq.br/7747082409876496 | por |
| dc.date.accessioned | 2019-08-05T13:21:47Z | |
| dc.date.available | 2019-08-05T13:21:47Z | |
| dc.date.issued | 2019-02-26 | |
| dc.description.abstract | Several studies have been conducted regarding acidic lipase from castor bean seed, most of them using the enzyme in the form of solid seed extract (SSE), which is extracted through grinding and removal of the oil. Kinetic studies of the oil hydrolysis catalyzed by SSE have already been done, but the estimated parameters are apparent, since it is a heterogeneous system where the substrates are found in different liquid phases while the enzyme is found in solid phase. In this context, enzyme extraction would eliminate possible diffusive effects from the use of SSE. The objective of this research was to find the best conditions for extracting the enzyme from the seed in order to perform the kinect study of the soluble enzyme. Once obtained, the soluble enzyme was used in the soybean oil catalysis under different conditions. The reaction speed depends on the interfacial area formed by oil drops and water. Thus, a study of the influence of stirring conditions in the hydrolysis initial speed. The results shows that in a reactional system, using 50 mL of reactional volume and a 3-bladed impeller, the initial hydrolysis velocity increases with the stirring rotation up to 1000 rpm, keeping constant for higher rotation speeds. These conditions were used to perform the kinetic study. The maximum activity for free enzyme was verified at the temperature of 37-40 ° C. After choosing an adequate enzyme concentration (linear region of the curve Vi=f(Ce)), the influence of substrate (oil) in the hydrolysis initial speed was studied, at pH of 4,5 and temperature of 37° C. A Michaelis-Menten model with substrate inhibition has been used to study the same reaction catalyzed by SSE and had good fitting to the experimental data Vi=f(Cs). The estimated intrinsic kinetic parameters were VMáx/Uhid(30,7x10-4±0,88x10-4 mmol.Uhid-1.min-1), Km (49,264 ± 2,37 mM) e Ks (866,80 ± 108,79 mM). When comparing these values and those obtained using enzyme in the SSE form, the values of VMáx/Uhid were higher and the value of Km was smaller for the soluble enzyme, indicating the presence of diffusional effects when SSE is used. Accordingly, the parameter Ks did not change, as it represents the influence of the oil drops coalescence for high oil concentrations, implicating on a decrease of substrate concentration, represented in the model as a kinetic substrate inhibition. This phenomenon was similar using either soluble or SSE enzyme. | eng |
| dc.description.resumo | Diversos estudos sobre a lipase ácida da semente da mamona já foram conduzidos, mas estes utilizaram, em sua maioria, a enzima na forma de extrato sólido da semente (ESM), obtido através da moagem e remoção do óleo. Já foram realizados estudos cinéticos da hidrólise de óleo com enzima nessa forma, mas os parâmetros obtidos são aparentes por se tratar de um sistema heterogêneo. Nesse contexto, a extração da enzima permitiria eliminar possíveis efeitos difusivos com uso de ESM. O objetivo deste trabalho foi buscar as melhores condições de extração da enzima da semente, para conduzir então o estão o estudo cinético da enzima solúvel. O estudo da extração foi realizado através do contato do ESM com tampões em diferentes pHs. Os resultados demonstram que há aumento da extração com o aumento do pH e que há baixa atividade específica da enzima em pH 6. Isso indica que uma extração sequencial, primeiro em pH 6, seguido de outra extração em pH maior apresentaram melhores resultados que a extração em etapa única. Os melhores resultados foram obtidos na extração sequencial em tampão fosfato de sódio 50 mM, inicialmente pH6 e em seguida pH 7 com 0,5 % de triton X-100. Nesta condição, obteve-se rendimento de extração de 78% e atividade específica de 1,89 (UTBU/mg). Em seguida, a lipase livre foi concentrada por ultrafiltração em membrana de 30 KDa e o seu volume foi reduzido em 10 vezes, acarretando em um aumento na atividade específica para 2,77 (UTBU/mg). A enzima solúvel obtida foi aplicada na catálise da hidrólise do óleo de soja. A velocidade de reação depende da área interfacial formada pelas gotas de óleo e pela água. Assim, fez-se o estudo da influência da agitação na velocidade inicial de hidrólise. Os resultados mostram que em um sistema reacional de 50 mL de volume e impedidor de 3 pás, a velocidade de reação aumenta com a agitação até 1000 rpm, ficando constante com rotações maiores. Esta condição foi utilizada para realizar os experimentos cinéticos. Na temperatura de 37–40°C e pH 4,5, verificou-se máxima atividade para enzima livre. Após escolher uma concentração adequada de enzima (região linear da curva Vi=f(Ce)), estudou-se a influência da concentração do substrato (óleo) na velocidade inicial de hidrólise. O modelo de Michaelis-Menten com inibição pelo substrato já foi utilizado para estudar a mesma reação com ESM, tendo um bom ajuste aos dados experimentais Vi=f(Cs). Foram estimados os parâmetros cinéticos intrínsecos VMáx/Uhid (30,7x10-4±0,88x10-4 mmol.Uhid-1.min-1), Km (49,264 ± 2,37 mM) e Ks (866,80 ± 108,79 mM). Quando comparados estes valores aos obtidos usando a enzima na forma ESM, são esperados que os valores de VMáx/Uhid sejam maiores e os de Km menores para a enzima solúvel, indicando a presença de efeitos difusionais quando o ESM é usado. Portanto o Ks não varia, ele representa a influência da coalescência das gotas de óleo para altas concentrações, o que implica na diminuição da concentração de substrato, representando o modelo de inibição pelo substrato. Este fenômeno é similar na enzima solúvel ou ESM. | por |
| dc.description.sponsorship | Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES) | por |
| dc.description.sponsorship | Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (FAPESP) | por |
| dc.description.sponsorshipId | CAPES: Código de Financiamento 001 | por |
| dc.description.sponsorshipId | FAPESP: 2016/10636-8 | por |
| dc.identifier.citation | ALVES, Ediane de Sá. Extração e caracterização cinético de lipase ácida presente na semente de mamona. 2019. Dissertação (Mestrado em Engenharia Química) – Universidade Federal de São Carlos, São Carlos, 2019. Disponível em: https://repositorio.ufscar.br/handle/20.500.14289/11595. | * |
| dc.identifier.uri | https://repositorio.ufscar.br/handle/20.500.14289/11595 | |
| dc.language.iso | por | por |
| dc.publisher | Universidade Federal de São Carlos | por |
| dc.publisher.address | Câmpus São Carlos | por |
| dc.publisher.initials | UFSCar | por |
| dc.publisher.program | Programa de Pós-Graduação em Engenharia Química - PPGEQ | por |
| dc.rights.uri | Acesso aberto | por |
| dc.subject | Enzimas | por |
| dc.subject | Lipase | por |
| dc.subject | Cinética enzimática | por |
| dc.subject | Mamona | por |
| dc.subject | Enzymes | eng |
| dc.subject | Enzyme Kinetics | eng |
| dc.subject | Castor beans | eng |
| dc.subject.cnpq | ENGENHARIAS::ENGENHARIA QUIMICA::PROCESSOS INDUSTRIAIS DE ENGENHARIA QUIMICA | por |
| dc.title | Extração e caracterização cinético de lipase ácida presente na semente de mamona | por |
| dc.title.alternative | Extraction and kinetic characterization of acid lipase present in castor bean seed | eng |
| dc.type | Dissertação | por |
| dc.ufscar.embargo | 12 meses após a data da defesa | por |
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