Enzimas EQB353 Microbiologia Industrial Escola de Química / UFRJ

Transcrição

1 Enzimas

2 Enzimas de relevância industrial Origem Aplicação CARBO HIDROLAS ES α, β amilase cereais germinados cervejaria, licores, panificação α amilase fungo filamentoso panificação, confeitaria α amilase bactéria edulcorantes, têxtil, cervejaria, confeitaria glucoamilase fungo filamentoso edulcorantes, cervejaria pectinase fungo filamentoso vitivinícola, frutícola celulase fungo filamentoso farmacêutica, alimentícia, têxtil lactase fungo filamentoso e laticín ios bactéria α galactosidase fungo filamentoso açúcar invertase levedura edulcorantes, confeitaria PROTEAS ES papaína vegetal cervejaria, carnes, farmacêutica bromelina vegetal farmacêutica pepsina animal farmacêutica, panificação renina animal, fungo queijaria protease fúngica fungo filametoso panificação protease alcalina bactéria detergentes, pesqueira O UTRAS HIDROLASES penicilina acilase bactéria farmacêutica am inoacilase batéria alim entos fortificados lipase bactéria, fungo laticínios, panificação, farmacêutica pancreatina animal farmacêutica, curtumes O XIDOREDUTASES glicose oxidase fungo filamentoso alimentos preservados, bebidas catalase bactéria latínicios ISOMERASES glicose isomerase bactéria edulcorantes

3 Aplicações terapêuticas convencionais Enzima Origem Função pancreatina pâncreas suíno auxiliar digestivo pepsina mucosa estomacal de auxiliar digestivo porcos amilase Aspergillus sp. auxiliar digestivo papaína mamão (papaia) auxiliar digestivo celulase Aspergillus sp. auxiliar digestivo lipase pâncreas suíno auxiliar digestivo tripsina pâncreas bovino anti-inflamatório α-quimotripsina anti-bronquite bromelina abacaxi (ananás) anti-inflamatório peptidase Serratia sp. anti-inflamatório dextranase Penicillium funiculosum tratamento cáries dentárias estreptoquinase Streptococcus sp. agente trombolítico uroquinase agente trombolítico colagenase Clostridium hystolyticum tratmento de queimaduras cutâneas lisozima clara de ovo oftalmologia, potenciador de antibióticos

4 Aplicações de enzimas na forma extra-corpórea Enzima Enfermidade Tipo de reator enzimático α-galactosidase mal de fabry empacotado com sepharose arginase hiperargininemia fibra oca bilirrubina oxidase interícia empacotado com sepharose heparinase remoção de heparina empacotado com sepharose enzimas microsomales falha hepática empacotado com agarose φ alanina amônio liase fenilcetonúria fibra oca UDP glucuronil transferase falha hepática empacotado com agarose

5 Aplicações de enzimas na forma intra-corpórea Enzima Enfermidade Suporte α-glicosidase glucogenose albumina arginase hiperargininemia polietilenoglicol asparaginase câncer poliacrilamida, liposomas α-glucoronidase mucopolissacaridose eritrócitos vazios catalase acatalasemia colódio fibrinolisina trombose sephadex protease bacteriana cistite aminoetilcelulose φ-alanina amônio liase fenilcetonúria polietilenoglicol uricase gota polietilenoglicol uroquinase trombose agarose

6 Classificação: Quanto à sua origem: Endocelulares Exocelulares. Quanto ao seu modo de ação: Endoenzimas Exoenzimas Quanto ao seu uso Enzima como produto (lactase, colagenase, proteases): Matéria prima Enzima Enzima catalisando a reação principal (amilase, glicose-isomerase, invertase): Matéria prima Enzima Produto Enzima catalisando reações secundárias do processo produtivo (proteases): Matéria prima Produto Enzima Enzima Enzima

7

8 Constituintes de Meios de Produção Industrial de Enzimas Carboidratos farinha de soja (Fonte de Carbono e Energia) batata farelo de trigo farelo de arroz melaço Nitrogênio Orgânico farinha de peixe gelatina caseína farinha de soja peptonas resíduos soluvéis Fatores de Crescimento extrato de lêvedo Elementos Traços resíduos de milho farelos de cereais óleos vegetais óleos de sementes

9 Condições Ótimas de Produção Condições Ótimas de Ação Concentração inicial de amido: Concentração Proteica: 1.3 mg/l 40 g/l Concentração inicial de esporos: Tempo de reação: 15 min. 2 x 10 7 /ml ph ph - 7 a 7.5 Temperatura - 30 o C Temperatura - 55 o C

10

11 Cinética de Produção - Exemplo

12 Reatores para Sistemas Sólidos

13 Custos associados à purificação da enzima

14 Recuperação Separação das células: centrifugação (métodos de separação sólido - filtração líquido) Rompimento celular congelamento/descongelamento Métodos Físicos: moagem com abrasivos (esforços mecânicos) cisalhamento líquido Métodos Químicos: tratamento com bases choque osmótico tratamento com detergentes tratamento com solventes orgânicos Métodos Enzimáticos: digestão da parede celular lisozima (bactérias) glucanase e proteas (leveduras) Concentração: ultrafiltração secagem à vácuo precipitação com sais, solventes, polímeros Purificação: cromatografia de adsorção troca iônica gel-filtração eletroforese