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Dissertação de Mestrado
DOI
https://doi.org/10.11606/D.74.2019.tde-01102021-130051
Documento
Autor
Nome completo
Paulo Rodolfo Ramos
E-mail
Unidade da USP
Área do Conhecimento
Data de Defesa
Imprenta
Pirassununga, 2019
Orientador
Banca examinadora
Oliveira, Alessandra Lopes de (Presidente)
Batista, Eduardo Augusto Caldas
Conceiçao, Gelson José Andrade da
Dacanal, Gustavo Cesar
Título em português
Produção e aplicação da lipase de Geotrichum candidum obtida com soro de leite para reação de esterificação em meio supercrítico de dióxido de carbono (SC-CO2)
Palavras-chave em português
Biocatálise
CO2 supercrítico
Enzima lipolítica
Esterificação
Resumo em português
O intuito do estudo foi a produção e aplicação da lipase de Geotrichum candidum, produzida a partir do soro de leite, em reação de esterificação utilizando dióxido de carbono supercrítico como solvente meio reacional. Primeiramente foi feita a produção da lipase de Geotrichum candidum em fermentação submersa em frascos agitados a 200 rpm com temperatura de 30°C utilizando dois tipos de soro de leite diferente: soro de leite da produção do queijo minas frescal e soro de leite da produção de queijo tipo muçarela. A atividade enzimática máxima apresentada pela lipase de soro de minas frescal foi de 19,87 U/mL em 24 horas enquanto que a lipase de soro de muçarela apresentou atividade de 17,80 U/mL em 48 horas. Foi realizada a reação de esterificação do ácido oleico com o metanol em 3 diferentes meios (isento de solvente orgânico, com hexano como solvente e com dióxido de carbono supercrítico como solvente) utilizando as duas lipases produzidas como catalisador. A melhor condição para a reação de esterificação utilizando lipase de soro de minas frescal em meio isento de solvente foi na razão molar ácido:álcool de 1:3, concentração de lipase de 7,5 U/glipase liofilizada e 50 °C em que apresentou rendimento de 12,65 %. Com a lipase de soro de muçarela apresentou rendimento máximo de 10,51 % em condições de razão molar 1:3, concentração de lipase 7,5 U/glipase liofilizada e 30°C. Em meio reacional utilizando hexano e lipase de soro de minas frescal como catalisador a reação de esterificação apresentou rendimento de 11,20 U/glipase liofilizada em condições em que a razão molar foi de 1:3, a concentração de lipase de 7,5 U/glipase liofilizada e temperatura igual a 30°C. Já quando foi utilizado a lipase de soro de muçarela como catalisador, a reação teve rendimento de 10,10 % com razão molar ácido:álcool de 1:3, concentração de lipase em 2,5 U/glipase liofilizada e temperatura igual a 30°C. Em meio contendo dióxido de carbono supercrítico como solvente e lipase de soro de minas frescal como catalisador, o rendimento da reação de esterificação foi de 37,73% em condições com razão molar ácido:álcool de 1:3, concentração de lipase de 2,5 U/glipase liofilizada, pressão igual a 10MPa e temperatura igual 50°C. Com relação à reação de esterificação utilizando lipase de soro de muçarela como catalisador, em condições em que a razão molar ácido:álcool foi de 1:3, a concentração de lipase foi de 2,5 U/glipase liofilizada, a pressão foi de 10MPa e a temperatura foi de 50°C, o rendimento apresentado pela reação foi de 39,41%. A razão molar foi a variável com efeito significativo em todas as reações de esterificação estudadas. O rendimento da reação foi maior quando foi utilizado o dióxido de carbono supercrítico como solvente e meio reacional em comparação com o meio isento de solvente e com solvente orgânico, isso demonstra que o meio com CO2 supercrítico favoreceu a reação de esterificação.
Título em inglês
Production and application of Geotrichum candidum lipase with whey for esterification reaction in supercritical medium of carbon dioxide (SC-CO2)
Palavras-chave em inglês
Biocatalysis
Esterification
Lipolytic enzyme
Supercritical CO2
Resumo em inglês
The aim of the study was to produce and apply lipase from Geotrichum candidum, produced from whey, in the esterification reaction using supercritical carbon dioxide as the medium reaction solvent. Firstly, the production of Geotrichum candidum lipase in submerged fermentation was carried out in flasks shaken at 200 rpm with a temperature of 30°C using two types of different whey: milk whey from the production of fresh minas cheese and whey from the production of cheese type. The maximum enzyme activity presented by minas frescal whey lipase was 19.87 U/mL in 24 hours whereas the whey lipase of the muçarela presented activity of 17.80 U/mL in 48 hours. The esterification reaction was carried out in 3 different media (solvent free, with hexane as organic solvent and with supercritical carbon dioxide as solvent) using the two types of lipase produced as catalyst. The best condition for the esterification reaction using whey lipase from minas frescal in solvent free medium was in the molar ratio acid:alcohol of 1:3, lipase concentration of 7.5 U/g and 50°C in which it yielded 12.65%. On the other hand, the lipase from muçarela whey showed maximum yield of 10.51% under conditions of 1:3 molar ratio, lipase concentration of 7.5 U/g and 30 ° C. In a reaction medium using organic solvent hexane and lipase from minas frescal whey as catalyst the esterification reaction showed a yield of 11.20 U/g under conditions where the molar ratio was 1:3, the lipase concentration was 7.5 U/g of lyophilized lipase and temperature equal to 30°C. When the muçarela whey lipase was used as the catalyst, the reaction had 10.10% yield with acid:alcohol molar ratio of 1:3, lipase concentration at 2.5 U/g and temperature at 30 ° C. In medium containing supercritical carbon dioxide as the solvent and lipase of minas frescal as catalyst, the yield of the esterification reaction was 37.73% under conditions with acid:alcohol molar ratio of 1:3, lipase concentration of 2, 5 U/g, pressure equal to 10MPa and temperature equal 50 ° C. With respect to the esterification reaction using muçarela whey lipase as the catalyst, under conditions where the acid:alcohol molar ratio was 1:3, the lipase concentration was 2.5 U/g, the pressure was 10MPa and the temperature was 50°C, the yield of the reaction was 39.41%. The molar ratio was the variable with a significant positive effect in all the esterification reactions studied. The reaction yield was higher when the supercritical carbon dioxide was used as the solvent and the reaction medium in comparison to the solvent-free and organic solvent medium, this shows that the medium with supercritical CO2 favored the esterification reaction.
 
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ME5793071COR.pdf (1.62 Mbytes)
Data de Publicação
2021-10-20
 
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