Sociedade Brasileira de Química ( SBQ)
Influência da Concentração Inicial de Substratos sobre a Velocidade
Inicial da Reação de Formação de Ésteres (Aromas) Catalisada por
Enzimas Lipozyme
Samuel Bucco (IC), Thiago Medeiros Bonetti (IC), Everton Skoronski (PG)*, Marilene Klug (PQ) e Jair
Juarez João (PQ). [email protected]
Universidade do Sul de Santa Catarina/GRUCENSO. Av. José Acácio Moreira, 787. CEP 88704-900. Tubarão/SC.
Palavras Chave: Ésteres, Enzimas, Concentração Inicial
Introdução
Nos últimos tempos, a produção de aromas por
processos biotecnológicos (fermentação ou síntese
enzimática) vem recebendo uma grande atenção pelo
fato de serem considerados aditivos naturais quando
sintetizados por via bioquímica1. Dentre os principais
aromas encontramos os ésteres, que dentre outras
formas, pode ser obtido por esterificação direta de
ácidos carboxílicos com álcoois.
O modelo cinético para reações envolvendo enzimas
foi primeiramente descrito por Michaelis e Menten e
modificado ao longo do tempo de forma a atender as
particularidades das diversas sínteses. Seu modelo
descreve a influência da concentração inicial de
substratos sobre a velocidade inicial da reação. Para
projetos de reatores que realizam a síntese em
questão, é fundamental o conhecimento da relação
entre as duas variáveis descritas acima.
O objetivo desse trabalho é avaliar a influência da
concentração inicial de substratos sobre a velocidade
inicial de reações de esterificação para a síntese de
ésteres alifáticos.
Resultados e Discussão
Como reação modelo, foi utilizada a síntese do
octanoato de n-pentila obtido a partir da esterificação
direta do ácido n-octanóico com n-pentanol. A enzima
utilizada na biocatálise foi a
Lipozyme TL IM,
adicionada na reação na concentração de 10% (m/m)
em relação a massa do substrato. Foram preparadas
soluções equimolares de álcool/ácido, dissolvidas em
n-hexano, com concentrações variando de 0,1a
0,9mol.L-1. As reações foram conduzidas em banhomaria tipo DUBNOFF a 30ºC sob agitação de 70rpm.
Amostras foram retiradas em intervalos de 10min. A
conversão de ácido em éster foi determinada por
titulação do ácido remanescente, utilizando solução
alcoólica de KOH 0,2mol.L-1 2. A velocidade inicial da
reação foi obtida traçando-se a tangente da curva no
ponto inicial de cada cinética obtida para as várias
concentrações dos substratos. Os resultados obtidos
estão representados na figura 1.
Figura 1. Influência da concentração inicial dos
substratos sobre a velocidade inicial da reação de
formação do octanoato de n-pentila.
29a Reunião Anual da Sociedade Brasileira de Química
Através dos resultados obtidos podemos observar que
a velocidade da reação aumenta com o aumento da
concentração inicial dos substratos, atingindo um
valor máximo de 0,011mol.L-1.min-1 quando a
concentração inicial dos substratos é de 0,65mol.L-1
(figura 1). Em concentrações mais elevadas dos
substratos ocorre inibição da atividade catalítica da
enzima, não se observando reação quando a
concentração dos substratos atinge 1mol.L-1. Tal
efeito provavelmente ocorre por ligação dos
substratos a determinados grupos não catalíticos da
enzima, que acabam modificando a conformação
ativa, diminuindo sua atividade catalítica.
Conclusões
Através desse trabalho podemos concluir que a
enzima Lipozyme sofre inibição pelo ácido
noctanóico
e/ou
n-pentanol
em
elevadas
concentrações. Estudos posteriores devem ser
realizados, para verificar a influência individual de
cada substrato.
Agradecimentos
UNISUL e NOVOZYMES
1
GABELAN, A. Bioprocess Production of Flavor, Fragance, and
Color Ingredientes. New York: Wiley, 1994.
2
CASTRO, H. F.; PAULA, A. V.; BARBOZA, J. S. Química Nova.
v.8, n.5, 2005.