Avaliação da potencialidade de aplicação de lipase comercial livre em reações de esterificação

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1 Avaliação da potencialidade de aplicação de lipase comercial livre em reações de esterificação Guzzo, Maria Eduarda 1 ; Erig, Cátia Lohmann 1 ; Bonissoni, Camila 1 ; Soligo, Andressa 1 ; Dalla Rosa, Andréia 1 ; Dors, Giniani Carla 1 ; Feltes, Maria Manuela Camino 2 1 Instituto Federal Catarinense, Concórdia/SC, 2 Instituto Federal Catarinense, Brusque/SC INTRODUÇÃO Há interesse crescente na produção de biodiesel devido às vantagens ambientais e econômicas deste biocombustível quando comparado aos combustíveis tradicionais. No Brasil, a produção e a comercialização de biodiesel possuem importantes vantagens devido à grande disponibilidade de matéria-prima para sua produção, a saber: óleos e gorduras de origem vegetal e animal (OLIVEIRA et al., 2006). O processo mais utilizado para a obtenção do biodiesel é através da alcoólise de óleos e gorduras (reação de transesterificação). A catálise química é um método bem estabelecido e difundido comercialmente para a produção de biodiesel. A utilização de catalisadores enzimáticos ainda é pouco explorada quando se trata do uso de gorduras animais como substrato para obter o biodiesel (ARYEE et al., 2011; FELTES et al., 2009). Este processo, entretanto, tem algumas limitações, que podem ser contornadas mediante a aplicação de lipases. O processo enzimático permite a aplicação de temperaturas amenas, a preservação da qualidade do óleo e a obtenção de produtos mais puros. Um dos biocatalisadores mais utilizados nestas reações é a Novozym 435, lipase obtida de Candida antarctica, e disponível comercialmente na forma imobilizada. Apesar de sua versatilidade para catalisar reações de modificação de lipídios, seu alto custo limita sua aplicação, o que motiva a procura por fontes alternativas de lipase. Com base nestas considerações, o objetivo da presente pesquisa foi avaliar a potencialidade de aplicação, em reações de esterificação, da Lipozyme TL 100 L Trabalho financiado com apoio do CNPq e IFC

2 (Novozymes, Brasil), de Thermomyces lanuginosus, comercializada na forma livre, comparado com o desempenho da Novozym 435 (Novozymes, Brasil) comercializada na forma imobilizada. MATERIAL E MÉTODOS As lipases utilizadas foram a Lipozyme TL 100 L, na forma livre, e a Novozym 435, na forma imobilizada. Estas enzimas, gentilmente cedidas pelo Laboratório de Biocatálise do Instituto de Química da Universidade Federal de Santa Catarina, são da empresa Novozymes (Brasil). Os solventes utilizados foram de grau analítico. Para a determinação da atividade de esterificação das lipases, foi montado um sistema composto por um reator encamisado de 100 ml com tampa, conectado a um banho ultratermostatizado, ajustado a uma temperatura pré-determinada. A enzima na forma líquida Lipozyme TL 100 L foi avaliada a 40 C e 60 ºC, e a enzima Novozym 435 apenas a 60 ºC. As condições da análise tomaram como base estudos anteriores (FELTES, 2011; SANTOS et al., 2013). Como substratos, utilizou-se ácido oleico e propanol, adicionados na proporção de 1:1 (mol/mol), totalizando 9 ml (aproximadamente 7,8 g) de meio reacional. Após cerca de 2 min de agitação magnética destes substratos no reator, foram retiradas três amostras do meio reacional de 150 μl cada, constituindo a triplicata do tempo zero de reação (sem a enzima). Este volume foi transferido para um béquer contendo 20 ml de solução acetona:etanol 95% (1:1, v/v), para avaliar o meio ainda sem a enzima. Após, foi adicionada a enzima a ser avaliada, na proporção de 3% (m/m) em relação aos substratos, iniciando-se novamente a agitação magnética e acionando-se o cronômetro. A atividade de esterificação das enzimas foi avaliada nos tempos de 10 min, 20 min, 40 min e 120 min, com amostras retiradas em triplicata e também transferidas para um béquer contendo 20 ml de solução acetona:etanol 95% (1:1 v/v) para posterior titulação. Para a lipase na forma líquida (Lipozyme TL 100 L), a massa necessária para adição ao meio reacional foi transformada em volume (ml) e a medição, realizada com micropipeta. 2

3 A titulação das amostras foi realizada com solução de NaOH 0,01 mol L -1, sob agitação magnética, até que a amostra atingisse ph 11, com a realização de um branco em paralelo. A atividade de esterificação foi obtida a partir do coeficiente angular da parte linear do gráfico do teor de ácido oleico ao longo do tempo de reação. Uma unidade de atividade enzimática (U) foi definida como micromol de ácido oleico/min/g de preparado enzimático. RESULTADOS E DISCUSSÃO Durante a reação, que foi conduzida durante 2 h, observou-se o consumo do ácido oleico durante os tempos de coleta de amostra pré-determinados, como observado na Figura 1. Figura 1 - Consumo de ácido oleico ao longo do tempo de reação de esterificação. Ao final da reação, a atividade de esterificação encontrada para a Lipozyme TL 100L foi inferior à obtida para a Novozym 435, indicando que aquele catalisador não é atrativo para as reações de esterificação, nas condições testadas. Na Figura 2, estão apresentados os resultados da atividade de esterificação encontrados para as lipases. 3

4 A Lipozyme TL 100L pode ser imobilizada em trabalhos futuros, para incrementar sua atividade e permitir sua recuperação após o processo. Para ser usada em reações de etanólise, é necessário um estudo mais aprofundado das potencialidades de aplicação desta enzima como catalisador. Figura 2 - Atividade de esterificação das lipases (micromol/min/g preparado enzimático). CONCLUSÕES A lipase Lipozyme TL 100L não apresentou um atividade de esterificação atrativa, nas condições testadas no presente estudo, quando comparada à Novozym 435. Outros estudos deverão ser realizados para a avaliar a potencialidade de aplicação daquele catalisador em reações de etanólise. REFERÊNCIAS ARYEE, A. N. A. et al. Enzymatic transesterification of fats and oils from animal discards to fatty acid ethyl esters for potential fuel use. Biomass & Bioenergy, v.35, p ,

5 FELTES, M.M.C. Produção de monoacilgliceróis e diacilgliceróis ricos em ácidos graxos ômega-3 a partir da glicerólise enzimática de óleo de peixe Tese (Doutorado em Engenharia de Alimentos). Universidade Federal de Santa Catarina, Florianópolis, FELTES, M. M. C. et al. Lipase-catalyzed synthesis of biodiesel via ethanolysis of chicken fat from processing by-products. New Biotechnology, v.25s, p.s277, IAL (INSTITUTO ADOLFO LUTZ). Métodos físico-químicos para análise de alimentos. 4 ed. São Paulo: IAL, p. OLIVEIRA, L. B. et al. Analysis of te sustainability of using wastes in the Brazilian Power industry. Renewable & Sustainable Energy Reviews, v.12, n.3, p , SANTOS, Joanna Silva et al. Glicerólise de óleo de peixe catalisada por lipase comercial de Rhizomucor miehei em meio com surfactante de grau alimentício. Química Nova [online], v.36, n.1, pp