Imobilização da enzima lacase em nanofibrilas de celulose para uso em refinaria de lignina

Referencia Apresentador Autores
(Instituição)
Resumo
IVt32-003
Francine Ceccon Claro Claro, F.C.(Universidade Federal do Paraná); Magalhães, W.L.(Empresa Brasileira de Pesquisa Agropecuária); Zanoni, P.R.(Empresa Brasileira de Pesquisa Agropecuária); A lignina é um polímero natural aromático fenilpropanóide, encontrado nos vegetais. Em todo o mundo, cerca de 50 milhões de toneladas de lignina são produzidas anualmente como um resíduo em processos de produção de papel. Apesar de suas características únicas, a maior parte da lignina é queimada para gerar energia e suprir aproximadamente 60% da demanda energética de uma indústria de celulose. Para potencializar as aplicações da lignina é necessário superar a heterogeneidade gerando modificações estruturais. Uma opção é uma rota biotecnológica utilizando a enzima lacase. O tratamento com enzimas lacase é frequentemente utilizado para promover a polimerização oxidativa de unidades fragmentadas e dissolvidas da lignina após os processos de polpação. Um entrave para o emprego da enzima lacase é o seu alto custo, assim, a imobilização em um substrato é um desenvolvimento desejável pois permitiria a reutilização da enzima, propiciando economia do processo. O objetivo deste trabalho foi fixar a enzima lacase sobre celulose nanoestruturada, visando futuro uso em conversões bioquímicas da lignina Kraft. A celulose nanoestruturada é uma opção de substrato pelo baixo custo, facilidade de produção por desfibrilação mecânica, renovável e ser biodegradável. As nanofibrilas foram obtidas por processo de desfibrilação mecânica em moinho coloidal a partir da polpa celulósica branqueada de eucalipto. O processo de oxidação da celulose foi realizado em solução de NaIO4 4,2 mg.mL-1 por 7 h a 30 °C. A imobilização da enzima ocorreu utilizando 0,5 g de nanofibrilas já oxidadas em 25 mL de tampão acetato de sódio 100 mM contendo 250 U de lacase comercial, por 30 minutos a 30 °C e 150 rpm. Após resfriar a reação permaneceu a 4 °C por 2 h, em seguida foi adicionado glutaraldeído 0,5% (m/v) mantendo a 4 °C overnight. As nanofibrilas foram lavadas com tampão acetato de sódio por centrifugação, deixadas em tampão Tris-HCl 100 mM por 100 min, lavadas novamente com tampão acetato de sódio e armazenadas. Com relação ao método de imobilização, a atividade de lacase foi avaliada tanto nas soluções de enzima livre quanto nas imobilizadas, utilizando ABTS (2,2'-azino-bis (3-etilbenzotiazolina-6-sulfônico)) como substrato, a 30 °C, leitura em espectrofotômetro a 420 nm. Analisando a lacase imobilizada em celulose nanoestruturada, calculou-se a atividade enzimática em 272 U.g-1 de substrato. Considerando as atividades medidas para a solução de lacase livre antes e após a imobilização, foi possível estimar o rendimento de imobilização de 83%. O teste de vazamento descartou falsos positivos para nanofibrilas imobilizadas. A elevada área superficial das nanofibrilas resultou em um rendimento satisfatório de imobilização, sendo necessário ainda a realização de análises complementares de estudo cinético, estabilidade operacional, espectroscopia de infravermelho e microscopia eletrônica para caracterização do material imobilizado.
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