Remediação de Compostos Fenólicos em Águas
Residuárias a partir de Enzimas Oxidativas Extraídas de
Cabeça de Camarão, Engenharia Química.
Prof. M.Sc. Everton Skoronski e Prof. Dr. Jair Juarez João .Grupo de
Pesquisas em Catálise Enzimática e Síntese Orgânica – GRUCENSO.
Curso de Engenharia Química, Campus Sul, Unidade de Tubarão. PUIP.
Introdução
Os métodos utilizados para a remediação de fenol
encontrados em rejeitos industriais são diversos. Dentre os principais,
podemos citar a remoção por adsorção em carvão ativado e as oxidações
biológicas e químicas. Entretanto, os métodos utilizados atualmente
apresentam desvantagens como alto custo de operação, baixa eficiência de
remoção e geração de subprodutos com maior grau de toxicidade frente ao
fenol.
Diante desse quadro, surge a necessidade de busca
por novos processos que efetuem a remoção do contaminante, com
eficiência e reduzido custo de operação. A oxidação de fenol, catalisada por
enzimas oxidativas, vêm, recentemente, apresentando resultados
promissores com relação à remoção do fenol em águas residuárias . O
processo envolve a oxidação dos compostos aromáticos efetuada por
oxigênio ou peróxido de hidrogênio dissolvido no meio, mediada por
enzimas oxidativas.
Os resíduos de camarão gerados em significativa
quantidade na região sul de Santa Catarina são também é uma fonte de
obtenção de enzimas oxidativas. No camarão, as enzimas fenoloxidases
são responsáveis pelo aparecimento da cor marrom no crustáceo. Essa
enzima está relacionada com a biosíntese de melanina, que é um
mecanismo de defesa contra microrganismos invasores.
Dessa forma, o objetivo geral desse trabalho foi
avaliar a eficiência de obtenção de extratos enzimáticos a partir de resíduos
de camarão, ricos em enzimas oxidativas, que aumentem a taxa de
oxidação de fenol e compostos fenólicos em reatores enzimáticos.
Metodologia
Extração das enzimas
Os extratos foram obtidos através da mistura, sob
agitação por 60 segundos a 4ºC, dos resíduos de camarão (50g) imersos
em 100 mL de cada solução tampão contendo as seguintes composições:
Os extratos obtidos foram centrifugados a 15000 rpm por 30 minutos a 4ºC
e o sobrenadante foi coletado e armazendado sob refrigeração para medida
da atividade enzimática.
Determinação da concentração de fenol
A concentração de fenol foi determinada pelo
método colorimétrico direto (APHA, 1992), empregando o regente 4aminoantipirina como agente complexante. Amostras de 5 mL de solução de
fenol foram diluídas com água deionizada gerando um volume de 100 mL. A
partir disso foram adicionados 2mL de solução tampão amônia pH=10, 2mL
de solução 2% de 4-aminoantipirina e 2mL de solução 8% de ferrocianeto
de potássio. As soluções resultantes foram analisadas em
espectrofotômetro UV-VIS a 504 nm.
Determinação da atividade
Para determinação da atividade enzimática foram
preparados em erlenmeyers de 250 mL soluções contendo 100 mL de
solução de fenol (10, 25, 50 e 100 ppm), peróxido de hidrogênio na
proporção molar de fenol:peróxido de 1:8, extrato enzimático (10, 20, 30%
em base volumétrica). As reações eram mantidas sob agitação constante
em Banho-Maria tipo DubNoff durante 60 minutos sob agitação constante
(40 rpm) e temperatura controlada (20, 30, 40 e 50ºC). O pH (4,0 – 9,0) do
meio também era ajustado com solução hidróxido de sódio 0,1M ou ácido
clorídrico 0,1M dependendo do experimento utilizado. A atividade enzimática
era determinada medindo-se a concentração de fenol no início da reação e
após 60 minutos de oxidação. Uma unidade de atividade foi definida como
sendo a quantidade de enzima necessária para oxidar 1 mmol de fenol em 1
hora.
100 mL
50g
Trituração 4ºC,
1min.
Extrato Bruto
H2O2 : Fenol
8:1
10-30%
Alíquotas para
determinação fenol
(4-AAP) após 60min.
Reações (20-50ºC)
e (10-100ppm)
Resultados
Concentração
Temperatura
Atividade (U)
de fenol (ppm)
(°C)
10
20
0,05
25
20
0,16
50
20
0,18
100
20
0,27
10
30
0,12
25
30
0,45
50
30
0,88
100
30
1,03
10
40
1,01
25
40
1,76
50
40
1,81
100
40
2,01
10
50
0,41
25
50
0,56
50
50
0,82
100
50
1,01
Conclusões
Através dos resultados obtidos podemos perceber
que é possível obtermos enzimas oxidativas de fenol a partir de resíduos
da cabeça de camarão. O pH ótimo para máxima atividade é entre 6,0 e
7,0 a temperatura ótima é de 40ºC e a adição de PEG no extrato
enzimático favorece a obtenção de extrato com maior atividade. A remoção
de fenol observada ainda é beixada não ultrapassando 20%.
Bibliografia
•Durán, N., Esposito, E.. Potential aplications of oxidative enzymes and phenoloxidase-like compounds in wastewater and soil
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•Whiteley, C. G., Lee, D. J.. Enzyme technology and biological remediation. Enzyme and Microbial Technology. 2006:291-316.
•Marshal, M.. Phenoloxidase from shrimp: purification and some properties. Journal Agric. Food Chemistry. 1987:918-921.
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