Determinação das propriedades catalíticas em meio aquoso e orgânico da lipase de Candida rugosa imobilizada em celulignina quimicamente modificada por carbonildiimidazol

Abstract

Recebido em 11/5/05; aceito em 27/10/05; publicado na web em 31/3/06 ASSESSMENT OF CATALYTIC PROPERTIES IN AQUEOUS AND ORGANIC MEDIA OF LIPASE FROM Candida rugosa IMMOBILIZED ON WOOD CELLULIGNIN ACTIVATED WITH CARBONYLDIIMIDAZOLE. Microbial lipase from Candida rugosa was immobilized by covalent binding on wood cellulignin (Eucaliptus grandis) chemically modified with carbonyldiimidazole. The immobilized system was fully evaluated in aqueous (olive oil hydrolysis) and organic (ester synthesis) media. A comparative study between free and immobilized lipase was carried out in terms of pH, temperature and thermal stability. A higher pH value (8.0) was found optimal for the immobilized lipase. The optimal reaction temperature shifted from 37 °C for the free lipase to 45 °C for the immobilized lipase. The pattern of heat stability indicated that the immobilization process tends to stabilize the enzyme. Kinetics tests at 37 °C following the hydrolysis of olive oil obeyed the Michaelis-Menten rate equation. Values for K m = 924.9 mM and V max = 198.3 U/mg were lower than for free lipase, suggesting that the affinity towards the substrate changed and the activity of the immobilized lipase decreased during the course of immobilization. The immobilized derivative was also tested in the ester synthesis from several alcohols and carboxylic acids.Keywords: cellulignin; lipase; immobilization. INTRODUÇÃOOs processos que utilizam lipases são especialmente atraentes em função das diferentes aplicações desta enzima. As lipases podem catalisar reações de hidrólise, esterificação e interesterificação, com extrema simplicidade de processo, qualidade superior do produto final e excelente rendimento 1-3 . Estas características conferem às lipases um potencial biotecnológico comparável ao das proteases e carboidrases -enzimas industrialmente utilizadas -estimulando pesquisas para otimização da sua produção, caracterização, imobilização e aplicação industrial 2,3 .Idealmente os sistemas catalisados por lipases devem ser tratados caso a caso e as generalizações devem ser praticadas com cautela 2 . Portanto, a seleção das condições adequadas na catálise enzimática em meios não convencionais deve seguir uma cuidadosa manipulação do meio-ambiente do biocatalisador, de tal forma que a produtividade do sistema seja maximizada por meio da potencialidade total da atividade enzimática 2 . Isto pode ser alcançado pela utilização de solventes apropriados 4,5 , controle do teor de água no meio reacional 6,7 e imobilização da enzima em suportes sólidos [8][9][10] . A imobilização tem efeito benéfico na estabilidade da enzima, em função das interações físicas e químicas entre o suporte e as molécu-las da enzima. A imobilização também auxilia na dispersão homogênea da enzima no meio, o que é essencial para a condução de reações enzimáticas 9,10 .As propriedades dos derivados imobilizados são influenciadas tanto pelas propriedades da enzima como pelo material do suporte 2,11 . A interação entre esses dois componentes proporciona um derivado imobilizado...

Comparação do desempenho da lipase de candida rugosa imobilizada em suporte híbrido de polissiloxano-polivinilálcool empregando diferentes metodologias

“…Para técnica de imobilização por adsorção, o suporte foi previamente neutralizado com solução aquosa de NaOH (0,1 M), conforme metodologia descrita por Gomes et al 19 . Na técnica de imobilização por ligação covalente o suporte foi ativado com uma solução de glutaraldeído 2,5% (v/v), utilizando a proporção de 10 mL da solução para cada 1 g de suporte 16 .…”

“…Além disso, os dois mé-todos de imobilização pareceram conferir alguma proteção à enzima, pois a partir de 45 °C as lipases imobilizadas apresentaram atividades relativas praticamente iguais ou superiores às da lipase livre. Mudanças na temperatura ótima após a imobilização são relatadas por diversos autores 19,21,23 . Entretanto, cada sistema de enzima imobilizada apresenta características únicas dependentes de fatores como fonte de enzima, tipo de suporte, método de imobilização e interação da enzima-suporte.…”

Potential application in biocatalysis of mycelium-bound lipases from Amazonian fungi

“…14 The processes which use lipases are particularly attractive due to the versatility of the application of these enzymes. 15 The various technological segments which employ them include the food industry (development of aromas and maturation of cheeses), detergents, and oil chemistry (hydrolysis of oils and fats, synthesis of surfactants), as well as applications in the treatment of oily residues originating from the leather and paper industries.…”

“…[18][19][20] They have been used to catalyze hydrolysis, esterification, transesterification and interesterification reactions, with extreme process simplicity, higher quality of the final product and excellent yield. 15 They have become so attractive for employment in biotransformation because: (i) they are stable in organic solvents; (ii) they do not require co-factors; (iii) they have wide specificity for substrates; and (iv) they exhibit high enantioselectivity. 18,21,22 Although higher animals and plants also produce them, most lipases currently employed in biotechnological applications have been isolated from microorganisms, mainly fungi and bacteria.…”

“…14 The processes which use lipases are particularly attractive due to the versatility of the application of these enzymes. 15 The various technological segments which employ them include the food industry (development of aromas and maturation of cheeses), detergents, and oil chemistry (hydrolysis of oils and fats, synthesis of surfactants), as well as applications in the treatment of oily residues originating from the leather and paper industries.It is worth noting the use of lipases for obtaining medicines in their enantiomerically active forms. 16,17 In fact, lipases have been widely recognized as the most important group of biocatalysts for biotechnological applications.…”