Imobilização de papaína e bromelina em nanofolhas de óxido de grafeno para a degradação de antibióticos

Abstract

Os contaminantes emergentes apresentam um risco no tratamento de águas residuárias devido ao fato de serem produtos sem estatuto regulamentar cujos efeitos sobre o meio ambiente e a saúde humana são desconhecidos. Nesse sentido, a utilização de enzimas imobilizadas apresenta-se como uma solução promissora para a problemática dos contaminantes emergentes em efluentes. Este estudo objetiva a utilização das enzimas papaína e bromelina, livres e imobilizadas química e fisicamente em óxido de grafeno para a degradação do antibiótico tetraciclina. O óxido de grafeno foi sintetizado, como suporte, pelo método de Hummers modificado. Utilizou-se a liofilização ao invés da filtração à vácuo como na síntese original. Caracterizou-se o OG utilizando espectroscopia UV-visível com picos em 232 e 303 nm característicos do material, análise elementar por EDX, comprovando a presença de apenas carbono (82%) e oxigênio (17%) em sua estrutura. Análises microscópicas eletrônicas de varredura (MEV) e de transmissão (MET) possibilitaram a visualização das nanofolhas enrugadas e aglomeradas. O potencial zeta não apresentou ponto isoelétrico, atingindo o maior potencial em -41mV a pH aproximadamente 7,5. As enzimas livres apresentaram maior atividade enzimática em toda a faixa de temperatura estudada, seguida das enzimas imobilizadas quimicamente, exceto para a papaína à temperatura de 50ºC, na qual a imobilização física apresentou atividade maior que a imobilização química. Quanto à degradação enzimática, foram realizados testes com a enzima papaína em concentrações de 100 mg∙L-1 de tetraciclina (TC) em até 24 h. Dentre as condições analisadas para sistemas em batelada, a papaína em pH 9,3 foi a melhor em relação à porcentagem de degradação da tetraciclina, degradando 93% do fármaco em 24 h. As imobilizações física e química da bromelina atingiram resultados promissores de aproximadamente 98% de carregamento após 30 min, enquanto que, para a papaína, atingiu-se 100% e 91% para a física e química respectivamente.