Imobilização de lipases em suportes sólidos para a etanólise de óleo de girassol

Abstract

Imobilizaram-seas lipases produzidas pelos fungos Candida antarctidaB (CALB), Thermomyces lanuginosus(TLL) e Rhizomucor miehei(RML) e comercializadas pela Novozymes®, sobre suportes comerciais como Duolite A568, Lewatit 1600 (Lanxess) e Sepabeads EC (Mitsubish Resindion) e Octilagarose (Mitsubish Resindion). Também foram realizadas imobilizações de enzima lipase de Rhizopus oryzae comercial Amano FAP-15 em suporte de microesferas de celulose bacteriana por ligação covalente multipontual, utilizando-se como agente reticulante o EDC em concentrações de 0,25 % m/v e 0,50% m/v e foram investigados a imobilização em diferentes tampões de pH 5,0; 6,0; 7,0; 8,0; 9,0 e 10,0.A imobilização das enzimas foi realizada por adsorção e por funcionalização por reagente intrecruzante através da aminação e redução do suporte Sepabeads EC HG. Posteriormente foi avaliada a eficiência de cada sistema de imobilização na reação de óleo de girassol com etanol absoluto com co-solvente ciclohexano. A reação foi realizada em sistema batelada em frascos de vidro de 20 mL contendo 1,45 mL de óleo de girassol, 5 mL de ciclohexano, 10 mL de etanol absoluto e 0,1 g de derivado (enzima + suporte), em agitador orbital à temperatura de 45oC e 200 rpm. A reação de síntese foi realizada por 5 dias e os ésteres foram quantificados por HPLC. Os resultados mostraram que os derivados enzimáticos funcionalizados com enlaces covalentes tiveram mais estabilidade em reação com Sepabeads EC HG e por adsorção com Duolite A568 e consequentemente tiveram melhores valores de conversão de biodiesel.Quanto a produção de biodiesel em sistema de batelada utilizando os biocatalisadores que foram imobilizados em diversos suportes, os resultados foram os melhores para biocatalisadores de natureza que continham ligações covalentes multipontuais, com ligações covalentes muito fortes, e o melhor resultado foi para o biocatalisador Sepabeads EC-CALB em ciclohexano 10% solvente de naturezaapolar com razão molar de 9:1(etanol absoluto:óleo de girassol), à temperatura de 45 oC, os resultados de rendimento de cerca de 95 % em 100 horas de reação. E para os biocatalisadores de natureza hidrofóbica, imobilização por adsorção; Lewatit-TLL, Lewatit-RM e Lewatit-CALB com solvente ciclohexano 10% de caráter maisapolar na razão molar de 6:1 (etanol absoluto : óleo de girassol) à temperatura de 45 oC, os resultados foram de 100%em 150 horas de reação.

Abstract : The immobilization studies were conducted by using different commercial lipase, Candida antarcticaB (CALB) Thermomyces lanuginosus(TL), Rhizomucor miehei(RML) and Novozymes® lipase produced by Rhizopus oryzaein brackets Duolite A568, Lewatit 1600 (Lanxess) Sepabeads and EC (Mitsubish Resindion) and octylagarose (Mitsubish Resindion).Also lipase enzyme immobilizations Rhizopus oryzaecommercial Amano FAP-15 in support of bacterial cellulose microspheres by multipoint covalent bonding were carried out using EDC as the crosslinked agent in concentrations of 0.25% m/v and 0.50% m/v been investigated immobilization in different buffers pH 5.0; 6.0; 7.0; 8.0; 9.0 and 10.0.The immobilization of the enzymes was performed by adsorption and by functionalizing crosslinked reagent through amination and reduction of Sepabeads EC. The purpose of this study was to evaluate and compare the immobilization of two different processes of lipases and using the same process in the synthesis of biodiesel. Furthermore to study the efficiency of the reaction of sunflower oil with absolute ethanol in the presence of co-solvent, cyclohexane in molar ratios of 3/1 and 9/1. The reaction was conducted in batch systems in glass vials of 20 mL containing 1.45 mL of sunflower oil, 5 mL of cyclohexane, 10 mL of absolute ethanol and 0.1 g of (enzyme+support) derivative with Shakerorbital agitation at a temperature of 45 °C and agitated at 200 rpm. The synthetic reaction was carried out for 5 days and the esters were quantified through HPLC. The results showed that the enzyme with functionalized covalent bonds were more stable in the reaction with Sepabeads EC HGadsorption and Duolite A568 and hence had better degree of conversion of biodiesel.Regarding the production of biodiesel in a batch system using the biocatalysts that were immobilized in several supports, the results were the best for nature biocatalyststhat contained multipoint covalent bonds with very strong covalent bonds, and the best result was for the biocatalyst Sepabeads EC -ALB in cyclohexane 10% solvent of apolar nature with molar ratio of 9:1 (absolute ethanol: sunflower oil), at 45 oC, the yield results of about 95% in 100 hours of reaction. And for biocatalysts of hydrophobic nature, immobilization by adsorption; Lewatit-TLL, Lewatit-RM and Lewatit-CALB with cyclohexane solvent 10% morepolar in the molar ratio of 6:1 (absolute ethanol: sunflower oil) at 45 oC, the results were 100% in 150 hours of reaction.