Elaboração e caracterização eletroanalítica de biossensores de alfa-amilase para aplicações biotecnológicas

Abstract

Os biossensores eletroanalíticos têm grande potencial para a detecção de biomoléculas em áreas clínicas, ambientais e industriais, oferecendo vantagens como alta sensibilidade, portabilidade e baixo custo em relação aos métodos tradicionais. Este estudo descreve o desenvolvimento de um biossensor baseado na imobilização adsortiva de alfa-amilase em matriz complexa, enzima responsável pela hidrólise do amido em açúcares redutores, visando a aplicação em monitoramento biotecnológico, principalmente na indústria cervejeira. Ensaios colorimétricos (Teste de Complexação Amido-Iodo (Lugol) e Teste do ácido 3,5 - dinitrossalicílico (DNS)) avaliaram a atividade catalítica da enzima, mostrando, no Lugol, uma redução significativa da coloração azul nos primeiros 10 minutos e, no DNS, uma relação linear entre a concentração de maltose e a intensidade de absorbância, possibilitando a construção de curvas de calibração confiáveis. As análises eletroquímicas, realizadas por voltametria cíclica e cronoamperometria, indicaram um comportamento hiperbólico da corrente de pico anódica até 20 minutos, refletindo a cinética da hidrólise enzimática e confirmando a correlação entre a concentração enzimática e a intensidade do sinal. Comparando métodos de imobilização de adsorção quiescente e adsorção física, o carbono vítreo teve resposta linear satisfatória, comprovada pelo valor de R², a pasta de carbono apresentou menor estabilidade catalítica, e os eletrodos de fase sólida (SPE - Screen-printed Electrode) se destacaram por maior reprodutibilidade e sensibilidade, com diferenças estatísticas significativas (teste de Tukey, p < 0,05). A validação do sistema foi realizada em mosturação de malte de cevada cervejeiro, onde o biossensor monitorou a conversão do amido em açúcares fermentáveis por 30 minutos, com resultados confirmados pelo teste de Lugol, que mostrou redução da coloração azul da amilose. Esses resultados confirmam a viabilidade da imobilização de alfa-amilase em eletrodos de fase sólida como uma estratégia eficaz e de baixo custo para o desenvolvimento de biossensores, com grande potencial para o controle de processos biotecnológicos e industriais, especialmente no setor de alimentos e bebidas, além de aplicações clínicas e ambientais.