atividd igor processos bioquimicos

Prévia do material em texto

IGOR ÓSCAR TEIXEIRA
 
 
 
 
 
IMOBILIZAÇÃO ENZIMÁTICA 
Existem diversos métodos da imobilização de enzimas, cada um apresentando 
vantagens e limitações: 
1- Encapsulação em membranas poliméricas; 
2- confinamento em matrizes poliméricas; 
3- adsorção em materiais insolúveis hidrofóbicos ou em resinas de troca 
iônica; 
4- encapsulação; 
5- ligação covalente a uma matriz insolúvel ou por reticulação. 
Não existe um único processo ou suporte de imobilização aplicadas a todas as 
enzimas, porque cada enzima apresenta uma característica físico-químicas 
diferentes. 
Segundo Krajewka (2004), as condições ótimas de imobilização para uma 
determinada enzima são determinadas empiricamente pelo processo de erro e 
acerto, a fim de se obter maior retenção da atividade enzimática, estabilidade 
operacional e durabilidade. 
 Para escolher um bom método de imobilização alguns parâmetros devem ser 
levados em consideração, tais como: 
- Atividade global do biocatalisador; 
- Características de regeneração e inativação; 
- Custo do procedimento de imobilização; 
- Toxicidade dos reagentes de imobilização; 
- Estabilidade operacional; 
- Propriedades hidrodinâmicas e características finais desejadas para a 
enzima imobilizada. 
Escolhendo os métodos para ter uma eficiência de imobilização os fatores 
fundamentais devem ser vistos, como: 
 
1- Cálculo da concentração de proteína imobilizada (PI) 
Que é um cálculo que permite quantificar em forma de porcentagem a proteína 
imobilizada, levando em conta as concentrações de proteínas no tempo inicial e 
final. 
2- Cálculo da atividade recuperada (AR) 
É um calculo também em porcentagem que permite calcular a relação entre a 
atividade hidrolítica aparente do derivado, o produto da atividade inicial oferecida 
e a concentração enzima imobilizada. 
3- Cálculo do fator de estabilidade (FE) 
Um fator que pode ser determinada pela relação entre o tempo de meia vida da 
enzima mobilizada e solúvel. 
4- Cálculo do rendimento de imobilização (RI) 
Calculo em porcentagem que permite saber o rendimento de imobilização 
através da relação entre a atividade enzimática imobilizada pela atividade 
inicialmente oferecida ao suporte de imobilização. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
USO DE IMOBILIZAÇÃO ENZIMÁTICA NA INDÚSTRIA 
Imobilizar a enzima é uma técnica bastante utilizada na indústria como forma de 
viabilizar e ampliar a produção e sobretudo, reutilizar os biocatalizadores em uma 
outra reação tornado a produção mais viável economicamente. Por isso, ela tem 
sido caracterizada como técnica promissora para tornar competitiva a aplicação 
de enzimas em larga escala. Ressaltando ainda, que esta técnica pode ser 
utilizada em conjunto com avanços na área de estabilização de proteínas 
alcançados pela engenharia de proteína, biologia molecular e biologia 
computacional. 
Segundo Fernández-Lorente (2007) Existem, hoje, diferentes protocolos de 
imobilização que se diferenciam quanto ao tipo de suporte e eficiência. Apesar 
da grande diversidade de métodos desenvolvidos, não há um método aplicável 
para todas as enzimas conhecidas, sendo indispensável o conhecimento prévio 
das características do suporte e do efeito dos métodos empregados para 
selecionar a técnica de imobilização a ser utilizada para uma determinada 
finalidade. Sendo assim, para cada aplicação de um biocatalisador imobilizado 
é ideal escolher o procedimento mais simples e barato. 
Ao contrário de Enzimas imobilizadas temos a enzima solúveis que apresentam 
alguns problemas como alto custo de produção e purificação, instabilidade da 
estrutura tridimensional quando isoladas do seu ambiente natural e perda de 
atividade devido às condições do processo ou inibição pelo substrato ou produto. 
O Krajewska (2004) reforça ainda que muitas enzimas atuam na forma solúvel 
em meio aquoso (catálise homogênea), na qual contaminam o produto desejado 
e não podem ser recuperadas do meio reacional na forma ativa. 
Além disso o Mateo et al (2007), acrescenta que a imobilização é um termo 
genérico empregado para descrever a retenção de uma biomolécula no interior 
de um reator ou de um sistema analítico e que no caso das enzimas, a 
imobilização consiste no confinamento da proteína em um suporte sólido 
insolúvel em meio aquoso e em solventes orgânicos, e pode ser usada isolada 
ou em combinação com outras técnicas de estabilização de proteínas, 
considerada uma das ferramentas mais eficientes para alterar a especificidade, 
seletividade, atividade e estabilidade das enzimas. 
E em suma, podemos reforçar que as principais vantagens das enzimas 
imobilizadas em comparação com as enzimas solúveis nas indústrias são: 
possibilidade de reutilização do biocatalisador; facilidade de separação do 
catalisador e do produto da reação e de interrupção da reação, quando se atinge 
um determinado grau de conversão; além da possibilidade de conduzir 
processos contínuos 
 
 
Referências 
- Fernández-Lorente G, Palomo JM, Cabrera Z, Guisán JM, Fernández-Lafuente 
R. Specificity enhancement towards hydrophobic substrates by immobilization of 
lipases by interfacial activation on hydrophobic supports. Enzyme Microb 
Technol. 2007 
- Mateo C, Palomo JM, Fernandez-Lorente G, Guisan JM, Fernandez-Lafuente 
R. Improvement of enzyme activity, stability and selectivity via immobilization 
techniques. Enzyme Microb Technol. 2007 
- Krajewska B. Application of chitin- and chitosan-based materials for enzyme 
immobilizations: a review. Enzyme Microb Technol. 2004 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
PRODUÇÃO DE BIODIESEL E ETANOL INDUSTRIAL 
Biodiesel e etanol, são dois tipos de biocombustíveis produzidos de forma mais 
limpa comparando com os combustíveis derivados de petróleo como a gasolina 
e o diesel. Apresentam menor impacto ambiental por provir de biomassa e são 
combustíveis que vem reforçando e contribuindo para a sustentabilidade da 
humanidade. 
Aqui no Brasil a indústria de produção de biocombustíveis, como por exemplo o 
etanol é muito forte e vem aumentando com o decorrer dos anos devido ao 
aumento de plantio de cana-de-açúcar, como podemos ver na figura 1 abaixo: 
 
O brasil é o segundo maior produtor de etanol no mundo ficando apenas atrás 
do EUA que utiliza o milho como matéria prima de produção. Porém, a cana de 
açúcar apresenta um potencial de produção muito melhor em comparação ao 
milho e outras biomassas. 
Em termos da produção de etanol temos duas tecnologias, que é a tecnologia 
da primeira e segunda geração. A tecnologia de primeira geração utiliza-se o 
caldo de cana para a produção enquanto e tecnologia de segunda geração 
utiliza-se a palha e o bagaço de cana. 
Uma vantagem enorme disso é que pode ser integrado essas tecnologias na 
produção a fim de aumentar a eficiência e produtividade reaproveitando os 
resíduos descartados como bagaço e utilização da palha de cana. 
A produção de biodiesel em maior porcentagem utiliza-se a soja como matéria 
prima e segundo a figura 2 abaixo podemos observar o quanto essa produção 
vem aumentado com o decorrer dos anos. 
 
As etapas seguintes do processo de produção de etanol são a 
1- Sulfitação; 
2- Calagem; 
3- Fermentação; 
4- desidratação 
Segundo CBIE, A sulfitação tem como objetivo inibir as reações de 
escurecimento do açúcar e auxiliar na clarificação do caldo. Consiste em queimar 
o enxofre (S) em um forno cilíndrico rotativo a fim de produzir o gás sulfuroso 
(SO2) que será então misturado ao caldo. É importante ressaltar que existem 
limites do teor de dióxido de enxofre no açúcar, portanto, a dosagem de enxofre 
no caldo deve ser realizada com máximo controle de pH. A calagem corrige a 
acidez do caldo, neutralizando os efeitos tóxicos de elementos como o alumínio 
e o manganês ao adicionar cálcio e magnésio até atingir os teores adequados. 
Só então o caldo segue para fermentação, onde a matéria-prima é transformadapor microrganismos, usualmente leveduras capazes de converter os açúcares 
do caldo em álcool e gás carbônico, dentro de determinadas condições. Em 
média, a fermentação do açúcar da cana leva de 8 a 12 horas. Durante o 
processo, a recuperação de células de levedura para sua reciclagem no 
processo fermentativo é feita por decantação. 
O etanol é processado em colunas de destilação, onde é aquecido até evaporar. 
Na evaporação e posterior condensação, o etanol com grau de mais de 95% de 
pureza é separado. O último processo pelo qual o etanol passa é a desidratação, 
onde se retira o resto de água do combustível para atingir um grau de quase 
100%. Armazenado em grandes tanques, este etanol está pronto para ser 
vendido ou para a indústria de distribuição de combustíveis ou outros usos. 
TECNOLOGIAS DE PRODUÇÃO DE BIODIESEL 
Existem três processos conhecidos para a produção do biodiesel: a 
transesterificação, o craqueamento térmico e a esterificação. 
Na transesterificação acontece a obtenção de um estér (substância obtida da 
reação química entre um álcool e um ácido carbolixílico) a partir de outro. 
O método é o mais utilizado, pois, acontece em apenas uma etapa, onde o 
composto orgânico se processa na presença de um catalisador. 
No craqueamento, ou pirólise, é provocada a quebra das moléculas por 
aquecimento, resultando em uma mistura de compostos químicos semelhante 
ao diesel de petróleo. Para compreender a esterificação, primeiro é preciso saber 
que os estéres estão entre os compostos mais comuns encontrados na natureza 
e são associados ao aroma agradável. Durante esse processo, os compostos 
são sintetizados em temperatura ambiente ou acelerados através de um 
catalisador. 
Em todos os métodos é criada uma reação química de óleo e álcool estimulada 
por um catalisador. O processo é conduzido em um reator com agitação enérgica 
que resulta na formação de sabão, a reação é considerada completa quando 
retorna à sua coloração original. 
 
ETAPAS DE PRODUÇÃO DE BIODIESEL 
A produção do biodiesel começa com o pré-tratamento da matéria-prima, ou 
seja, é feita uma filtragem dos óleos, seja ele alimentar ou puro. Em ambos os 
casos a filtragem remove contaminações sólidas e elimina o máximo de água 
para evitar a hidrólise, processo responsável por originar um glicerol e três 
moléculas de ácidos graxos. 
Na segunda etapa é feita a determinação e o tratamento dos ácidos graxos livres, 
ou seja, a amostra de óleo puro vira a base padronizada da mistura e no óleo 
residual é feita uma análise para determinar a quantidade de ácidos graxos 
presentes na amostra. Os ácidos encontrados são esterificados e os glicerídeos 
são removidos através da neutralização. 
Na terceira etapa são realizadas as reações, a base padronizada é adicionada 
lentamente a um excesso de metanol, ou etanol, e agitada até dissolver. O álcool 
é adicionado em excesso para aumentar o rendimento de estéres, permitindo 
assim, a formação da fase do processo que separa biodiesel do glicerol. 
Na quarta e última etapa acontece a purificação do biodiesel, onde é feita a 
remoção dos produtos gerados durante a sua fabricação. Entre eles estão: 
glicerina, água residual e estéres metílicos. 
https://biodieselbrasil.com.br/voce-sabe-o-que-e-biodiesel/