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Type: DISSERTAÇÃO
Degree Level: Mestrado
Title: Otimização por planejamento experimental da imobilização de lipase em silica de porosidade controlada na presença de estabilizantes
Author: Soares, Cleide Mara Faria
Advisor: Santana, Maria Helena Andrade, 1951-
Abstract: Resumo: A metodologia de preparação do biocatalisador pode influenciar no processo catalítico. De acordo com estudos anteriores a lipase de Candida rugosa pode ser imobilizada com presença de alta atividade em sílica de porosidade controlada (SPC) ativada com glutaraldeído. Neste trabalho, foram desenvolvidas estratégias para otimizar a estabilidade operacional desta preparação de lipase imobilizada. Para atingir este propósito, foram testados diferentes tipos de agentes estabilizantes com a finalidade de proteger a enzima de efeitos de agregação ou desnaturação que ocorrem devido à presença dos silanos usados durante a formação da matriz de sílica. Os aditivos usados como estabilizantes foram as proteínas (albumina e lecitina) e os polímeros orgânicos (P-ciclodextrina e polietilenoglicol) e seus efeitos foram comparados ao controle (lipase imobilizada sem aditivo). A metodologia de planejamento experimental foi utilizada para selecionar o aditivo que fornecesse maior rendimento de imobilização. Foram realizados três planejamentos fatoriais completos 22, com repetição no ponto central para avaliar a variável resposta, em função do tipo de aditivo e concentração de enzima. Entre todos os aditivos testados, rendimentos mais elevados foram obtidos quando PEG-1500 foi utilizado como agente estabilizante. De acordo com os resultados estatísticos, um novo planejamento fatorial completo 22, com repetição no ponto central foi realizado, para avaliar o rendimento de imobilização em função da concentração de PEG-1500 e lipase. Utilizandose da metodologia de superficie resposta, obteve-se o seguinte modelo matemático para o rendimento de imobilização: Y = 50,91+4,70X1 - 9,89X2 + 4,04 XI X2 onde X I e X2 correspondem aos valores codificados para as variáveis concentração de aditivo e enzima, respectivamente. A estabilidade operacional das preparações de lipase imobilizada na presença de PEG-1500 foi determinada na síntese de butirato de butila em regime de bateladas consecutivas. Adotando a estratégia proposta neste trabalho, o tempo de meia vida da lipase imobilizada em SPC foi aumentado em 13 vezes, quando comparado com o tempo de meiavida do controle (lipase imobilizada em SPC sem aditivo)

Abstract: The method for preparing the biocatalyst can influence the catalytic processo In agreement with previous studies Candida rugosa lipase can be immobilized with high activity retention on silanized controlled pore silica (CPS) activated with glutaraldehyde. This work aimed at improving the performance of the immobilized form in long-term operation. Five additives were tested in the immobilization step in order to select the most activity derivative for esterification reactions. This strategy is suggested to protect the enzyme from aggregation effects or denaturation that occur due to the presence of silane precursors used in the formation of the silica matrix. Proteins (albumin and lechitin) and polymers (B-cyclodextrin and polyethyleneglycol) were added during the immobilization procedure and their effects are reported and compared with the behavior of the immobilized biocatalyst in the absence of additive. The methodology of experimental design was used to select the most efficient additive considering the coupling yield as a response variable. Three 22 full factorial design with repetitions at the center point were employed to evaluate the immobilization yield as a function of additive type and lipase loading. The best stabilizing effect was found when small amounts of PEG-1500 and lipase were added simultaneously to the lipase onto support. According to statistic results, further 22 full factorial design with 2 repetitions at the center point were employed to evaluate the immobilization yield as a function of PEG and lipase concentrations. A response surface methodology permitted to obtain the following mathematical model for immobilization yield: Y = 50.91+4.70X1 - 9.89X2 + 4.04 Xl X2 where: Xl and X2 are the codified values for additive PEG-1.500 and enzyme concentrations, respectively. This immobilized system was used to perform esterification reactions under repeated batch cycles (for the synthesis of butyl butyrate as a model). The half-life of the lipase immobilized on CPS in the presence of PEG-1500 was found to increase 13 times when compared with the control (immobilized lipase on CPS without additive)
Subject: Lipase
Enzimas imobilizadas
Planejamento experimental
Proteínas
Polímeros - Aditivos
Language: Português
Editor: [s.n.]
Date Issue: 2000
Appears in Collections:FEQ - Tese e Dissertação

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