BIOCATALIZADORES BASADOS EN NANOCOMPUESTOS DE ÓXIDO DE HIERRO Y QUITOSANO

PAULA NICOLÁS; V. LASSALLE; MARÍA LUJÁN FERREIRA

Workshop; I Workshop en Polímeros Biodegradables y Biocompuestos.; 2013

BIOCATALIZADORES BASADOS EN NANOCOMPUESTOS DE ÓXIDO DE HIERRO Y QUITOSANO P. NICOLÁS 1 , M.L. FERREIRA 1 , V. L. LASSALLE 2 1 Planta Piloto de Ingeniería Química, Universidad Nacional del Sur-CONICET, Argentina. 2 Instituto de Química del Sur, Universidad Nacional del Sur-CONICET, Argentina. veronica.lassalle@uns.edu.ar INTRODUCCIÓN La principal limitación en la aplicación de enzimas como catalizadores se asocia a su manipulación, ya que se solubilizan o dispersan en los medios de reacción dificultando su remoción, reuso y contaminando los productos. En este sentido, se han propuesto diferentes estrategias para solucionar este inconveniente; entre las cuales la inmovilización aparece como la más efectiva [1].Los soportes con propiedades magnéticas resultan especialmente atractivos para estos fines debido a que permiten separar el biocatalizador del medio de la reacción de manera ?limpia? mediante la aplicación un campo magnético externo [2]. El objetivo del presente trabajo es inmovilizar la lipasa B de Candida Antarctica (CALB) sobre nanopartículas de magnetita (MAG) y quitosano (QUIT) usando amino propil trietoxi silano(APTS ) y glutaraldehído (GLUT), como agentes acoplantes. Mediante un diseño experimental se evaluó la influencia de la presencia y concentración de los acoplantes y de la lipasa sobre la eficiencia de inmovilización y sobre la efectividad de los biocatalizadores preparados en la síntesis de oleato de etilo sin solvente a temperatura ambiente. MATERIALES Y MÉTODOS La síntesis del soporte (SOP) fue reportada en [3]. Para la modificación de los SOPs con los agentes acoplantes se dispersaron 400 mg en 4 mL de etanol con 0, 200 o 400 mg de APTS, por 24 horas a T ambiente. La activación con GLUT se realizó sobre 300 mg de sólido con APTS, dispersos en 5 ml de agua destilada conteniendo 0, 100 o 200 mg de GLUT, por 3 horas a 45 °C. Para inmovilizar la lipasa, determinados volúmenes de caldo comercial se diluyeron a 25 ml con agua destilada y agitaron durante 30 minutos para desagregar la proteína. Luego, se inco rporaron 200 mg del SOP activado, llevando el volumen final a 50 ml. Esta dispersión se agitó 7 horas. Todos los procesos se realizaron bajo agitación magnética, lavando el producto 3 veces con el mismo solvente usado en la reacción y secando a 37 °C con vacío. La síntesis de etiloleato se realizó a partir de 1 g de ácido oleico, 200 mg de agua y 150 µl de etanol; en presencia de 30 mg de biocatalizador. RESULTADOS Y DISCUSIÓN Los datos de la caracterización de los soportes y catalizadores mediante FTIR-DRIFTS permiten verificar la incorporación de la lipasa a partir de la presencia de nuevas bandas a 1650, 1475 y 1080cm -1 .La incorporación de APTS, GLUT y CALB modifica sustancialmente la carga superficial de los soportes. Los tamaños de los biocatalizadores preparados oscilan entre 700 y 1600nm, dependiendo de las proporciones relativas de APTS, GLUT y CALB. En la figura 1 la se compara la conversión (X%) obetenida en la síntesis de oleato de etilo para catalizadores con distintas cantidades nominales de aditivos y lipasa. Fig. 1. %X según relaciones nominales mg APTS/GLUT/CALB Del estudio de cribado surgió que la eficiencia depende principalmente de la masa nominal de APTS y las interacciones APTS-lipasa?Glut. Se están desarrollando estudios para evaluar la capacidad de reuso de los biocatalizadores preparados y optimizados. REFERENCIAS [1] Cao L, Comprehensive Biotechnology Vol.2: Engineering Fundamentals of Biotechnology (2 a ed.) 2011, p. 461?476. [2] Talekar S et al.,Bioresource Technology 123 (2012), p. 542?547. [3] Nicolás P, Lassalle V, Ferreira ML, Bioprocess and Biosystems Engineering, 2013. DOI 10.1007/s00449-013-1010-7.