Desenvolvimento e otimização de agregados enzimáticos reticulados (cleas) de ꞵ-glicosidase de Aspergillus niger para hidrólise da celobiose em modos descontínuos e contínuos

Abstract

O objetivo deste trabalho foi no primeiro capítulo apresentar um artigo de revisão dos diferentes tipos de CLEAs – convencional, magnético, poroso e combi-CLEAs – destacando características e diferenças, com ênfase nos CLEAs porosos. E no segundo capítulo apresentar um artigo experimental com o intuito de avaliar o processo de imobilização da enzima β-glicosidase obtida a partir do fungo Aspergillus niger por meio de fermentação em substrato semissólido à base de farelo de trigo, na forma de CLEAs utilizando na imobilização o 2-propanol como agente precipitante e o glutaraldeído como agente reticulante, além de diferentes concentrações de amido, e outras proteínas espaçadoras, observando sua influência na atividade enzimática e comparando-as ao CLEAs convencional e à enzima livre. Embora ainda não exista muitos trabalhos publicados nos últimos 20 anos sobre a imobilização de β-glicosidase por CLEAs, a revisão realizada no primeiro capítulo mostrou que essa técnica pode ser uma abordagem promissora para a β-glicosidase, uma vez que contribui para o aumento da estabilidade, facilidade de recuperação e reutilização da enzima, além de se tratar de uma técnica simples, versátil e de fácil aplicação em processos industriais. No segundo capítulo, os resultados revelaram que a incorporação de amido aumentou a atividade recuperada em até 5,3 vezes mais (53%) ao obtido sem amido, além de melhorar a dispersibilidade do biocatalisador. O uso de proteínas espaçadoras ocasionou a formação de aglomerados. Além disso, os CLEAs com 0,8% (m/v) de amido apresentaram estabilidade térmica superior à enzima livre, com aumento expressivo do tempo de meia-vida e fatores de estabilização superiores a 8 nas temperaturas de 50 e 60 °C, preservando cerca de 23% de atividade residual a 60 °C após 12 h de incubação, enquanto a enzima solúvel foi completamente inativada após 5 h de reação. Na aplicação catalítica, o biocatalisador imobilizado demonstrou maior eficiência na hidrólise da celobiose, alcançando máxima conversão em menor tempo no sistema descontínuo e maior rendimento e estabilidade no sistema contínuo, mantendo produção estável de glicose por períodos prolongados. Os CLEAs também apresentaram elevada estabilidade operacional, preservando atividade residual superior a 100% após 15 ciclos consecutivos de reutilização. Dessa forma, a obtenção de CLEAs utilizando o amido como molécula espaçadora resultou em melhorias na estabilidade, reutilização e eficiência catalítica na conversão de celobiose em glicose, ampliando suas perspectivas de aplicação em processos biotecnológicos.