Influência de campo magnético nas lipases Candida antarctica B (CalB) e NS-40116

Abstract

As lipases são um grupo de enzimas de grande importância para a indústria de alimentos. Dessa forma, a realização de estudos que visem aumento da atividade e da estabilidade da enzima se faz necessário. Modificações genéticas, imobilização, alterações de condições do meio e aplicação de tecnologias não-térmicas são algumas das alternativas utilizadas para aumentar a competitividade e usabilidade das enzimas como catalisadores na indústria. O uso de campos magnéticos tem se destacado nesse contexto por ser uma tecnologia de simples operação, baixo custo, baixa demanda energética e mínimo impacto ambiental. O objetivo desse trabalho foi avaliar o efeito do campo magnético na atividade das lipases CalB e NS-40116. Formulações líquidas das enzimas (soluções de proteína enzimática em água com vários aditivos, incluindo sais e estabilizadores), fornecidas pela Novozymes, foram submetidas a módulos com ímãs que produzem campo magnético de intensidades 0,7 e 1,34 T, e os valores foram comparados com ensaios sem a influência do campo magnético (controle). Foram testadas condições de campo estático e por recirculação. O efeito do campo não foi significativo para a NS-40116 em nenhum dos tratamentos no modo estático. Contudo, observou-se incremento de atividade de 22% na condição de recirculação no campo de 1,34 T. O campo magnético estático teve efeito positivo para a CalB, e este foi maior em campo de intensidade 0,7 T. Desta forma, foi fixada essa intensidade, e testados a influência do pH da solução na atividade da enzima tratada magneticamente, as temperaturas do meio (25, 45 e 65 °C) para as amostras submetidas ao campo, e o tempo de indução, de 2, 3 ou 4 h. A melhor condição de incremento de atividade (134%), foi para a lipase CalB, diluída em tampão pH 7 (1:5), a 65 °C, por 2 horas. Para investigar a influência do campo na estrutura da molécula, estudos de caracterização foram conduzidos pelas técnicas de potencial zeta, infravermelho e espectroscopia de fluorescência. Os resultados sugerem aumento da ação do campo pelo aumento das cargas superficiais na condição ótima de incremento de atividade.

Abstract : Lipases are a group of enzymes of great importance to food industry. Thus, an assay of studies aimed at increasing the activity and stability of the enzyme is necessary. Genetic modifications, immobilization, changing conditions of use and non-thermal technologies are some of the alternatives used to increase the competitiveness and usability of enzymes as catalysts in the industry. Magnetic fields is a simple operation technology, with low cost, low energy demand and minimal environmental impact. The aim of this work was to evaluate the effect of the magnetic field on the activity of CalB and NS-40116 lipases. Liquid enzyme formulations (enzyme solutions in water with various additives, including salts and stabilizers), supplied by Novozymes, were submitted to modules producing 0.7 and 1.34 T magnetic field intensities, and the values were compared with tests without the influence of the magnetic field. Static and recirculation field conditions were tested. The field effect was not significant for NS-40116 in any of the static-mode treatments. However, the activity increment of 22% was observed in the recirculation condition of 1.34 T. The static magnetic field had a positive effect for a CalB, and it was higher at 0.7 T. The intensity of 0,7 T was fixed, and the influence of the pH of the solution, medium temperatures (25, 45 and 65 ° C) and the induction time (2, 3 or 4 h) were tested. The best activity increase condition was 134% for a CalB lipase, diluted in pH 7 buffer (1: 5), 65 ° C, 2 hours. To investigate an influence of the field on the structure of the molecule, characterization studies were conducted in zeta potential, infrared and fluorescence spectroscopy techniques. The results suggest the increase of the field action by the increase of the surface loads in the optimum condition of the increase of the activity.