Células microbianas imobilizadas em titânia e reticuladas para aplicação na síntese enzimática de fruto-oligosacarídeos

Abstract

Os fruto-oligossacarídeos (FOS) são açúcares prebióticos, cuja produção ocorre pela reação de transfrutosilação da sacarose catalisada pela enzima frutosiltransferase (FTase; EC 2.4.1.9), sintetizada pelo fungo Aspergillus oryzae IPT-301. Este trabalho teve por objetivo produzir e caracterizar suportes porosos de óxido de titânio (TiO₂) e avaliar as propriedades bioquímicas (pH e temperatura) de células de A. oryzae IPT-301 nele imobilizadas e reticuladas com glutaraldeído, visando à síntese de FOS. Os suportes foram confeccionados pela técnica de réplica, partindo-se de uma espuma de poliuretano com porosidade de 40 ppi impregnada com barbotina de titânia (55%), seguida de secagem e sinterização a 1500 °C durante 2 h; o pó de partida foi caracterizado por difração de raios X (DRX) e por área de superfície específica (método de B.E.T.). As células foram produzidas e imobilizadas por cultivo submerso em meio sintético (30 °C, 200 rpm, 32 h) e, em seguida, reticuladas com glutaraldeído 25% em tampão tris-acetato, com posterior redução por borohidreto de sódio. A influência do pH e da temperatura sobre a atividade de transfrutosilação foi avaliada por meio de DCCR 2², com três pontos centrais e quatro pontos axiais, e os dados foram analisados por análise de variância (ANOVA), superfícies de resposta e gráfico de Pareto no software Protimiza Experimental Design (nível de significância α = 10%). A caracterização do suporte por DRX confirmou a presença predominante da fase rutilo (estrutura tetragonal, grupo espacial P4₂/mnm) e área de superfície específica de 10,9456 m² g⁻¹. O maior valor experimental de atividade de transfrutosilação (237,07 ± 18,57 U g⁻¹) foi obtido a 40 °C e pH 6,91, enquanto a análise da superfície de resposta indicou uma atividade máxima de 292,99 ± 67,95 U g⁻¹ na condição de 55,9 °C e pH 6,57. Observou-se um efeito linear positivo da temperatura e um efeito quadrático negativo do pH, com o biocatalisador mantendo-se estável em ampla faixa de pH (5,5 a 6,9). Conclui-se que o suporte de óxido de titânio, associado à reticulação com glutaraldeído, constitui uma alternativa promissora e estável para a imobilização celular voltada à produção de fruto-oligossacarídeos.