Realizado em Goiânia/GO, de 19 a 21 de Setembro de 2016.
ISBN: 978-85-85905-20-0
TÍTULO: IDENTIFICAÇÃO DE SOLUBILIDADE DE GALACTOSE EM LÍQUIDOS
IÔNICOS PRÓTICOS PARA APLICAÇÃO EM SÍNTESE ENZIMÁTICA DE
BIOSSURFACTANTES
AUTORES: Lima, K.L. (UFBA) ; Ferreira, G. (UFBA) ; Pereira, S. (UFBA) ; Iglesias, M. (UFBA)
RESUMO: Os ésteres graxos de carboidratos são biossurfactantes importantes para
aplicação na indústria por serem insípidos, atóxicos e biodegradáveis. Há um
grande interesse em encontrar substâncias ambientalmente amigáveis para o
processo de produção de biossurfactantes por rota enzimática visando a
substituição dos solventes orgânicos utilizados por líquidos iônicos, uma
vez que as lipases que catalisam reações de esterificação são mais
eficientes na presença de líquidos iônicos do que em meios orgânicos. Neste
trabalho é proposto investigar a solubilidade de galactose em cinco líquidos
iônicos próticos visando identificar um meio de reação para o processo de
síntese do biossurfactante oleato de galactose sem produzir
efeitos deletérios sobre a atividade catalítica das lipases.
PALAVRAS CHAVES: Líquidos Iônicos Próticos; Catálise Enzimática; Biossurfactantes
INTRODUÇÃO: Devido a preocupação com questões ambientais, tem-se buscado o
desenvolvimento de métodos bioquímicos eficientes no que se refere a
processos sustentáveis e ambientalmente seguros (Ruela et al., 2013).
Ainda que a literatura seja vasta para a síntese de ésteres graxos de
açúcares em solventes orgânicos, há comprometimento do poder catalítico das
enzimas ao tentar alcançar solubilidade favorável dos carboidratos nestes
solventes. Os carboidratos são solúveis em solventes orgânicos polares, os
quais geralmente são tóxicos, inflamáveis, além de desestabilizar a
conformação das enzimas, inativando-as.
Deu-se, então, início o emprego de líquidos iônicos (LIs), conhecidos como
solventes potenciais "verdes" que apresentam propriedades únicas em diversos
processos enzimáticos.
Já existem estudos com líquidos iônicos apróticos (LIAs) sendo utilizados
como solventes na síntese de ésteres graxos de açúcares (Lee et al., 2008;
Yang & Huang, 2012; Lin et al., 2015) mas, ainda não há na literatura
estudos investigando estas síntese usando líquidos iônicos próticos (LIPs)
que apresentam vantagens em relação aos LIAs, uma vez que são mais
econômicos, apresentam baixa toxicidade e potencial biodegrabilidade
(Iglesias et al., 2010; Alvarez et al., 2011; Achinivu et al., 2014; Cota et
al., 2014).
Este trabalho objetiva analisar a solubilidade da galactose em cinco LIPs
(2-Hidróxi Dietanolamina Formiato (2-HDEAF), 2-Hidróxi Dietanolamina Lactato
(2-HDEAL), 2-Hidróxi Dietanolamina Salicilato (2-HDEASa), 2-Hidróxi
Dietanolamina Oxalato (2-HDEAOx) e 2-Hidróxi Dietanolamina Maleato (2-
HDEAMa) ) a fim de validá-los como potenciais substitutos dos solventes
orgânicos tradicionais nas reações sintéticas do biossurfactante oleato de
galactose sem depreciar o poder catalítico dos biocatalisadores.
MATERIAL E MÉTODOS: Determinação da solubilidade da galactose
O processo de investigação da solubilidade da galactose em LIPs foi
realizado com a galactose fornecida pela empresa Dinâmica®.
Todo o procedimento foi realizado para cada um dos cinco líquidos iônicos
próticos em estudo, sendo estes: 2-Hidróxi Dietanolamina Formiato (2-HDEAF),
2-Hidróxi Dietanolamina Lactato (2-HDEAL), 2-Hidróxi Dietanolamina
Salicilato (2-HDEASa), 2-Hidróxi Dietanolamina Oxalato (2-HDEAOx) e o 2-
Hidróxi Dietanolamina Maleato (2-HDEAMa).
De princípio, foi pesada uma massa de aproximadamente 2,0 g de cada LIP em
tubos de ensaio e posteriormente foi adicionada massas de galactose,
inicialmente cerca de 10% do valor da massa de LIP foi agregada até a
obtenção de uma mistura saturada de LIP + carboidrato. As misturas
preparadas foram agitadas manualmente por alguns minutos e colocadas em um
banho termostático, previamente aquecido a 60 °C, para repouso por um
período de 9 horas (as massas do carboidrato eram adicionadas a mistura à
medida que a mesma solubilizava). Após o período de nove horas de agitação e
solubilização obteve-se uma mistura saturada de galactose em cada LIP nos
tubos de ensaio. Posteriormente essas misturas foram submetidas a uma
filtração à vácuo fazendo uso de álcool etílico para separação da fase
sólida (galactose não solubilizada) e líquida, uma vez que este carboidrato
é pouco miscível em etanol (Montañés et al., 2007).
Após a realização da filtração, a massa da galactose na mistura saturada,
separada do LIP por filtração, foi pesada sendo possível o cálculo da
solubilidade da mesma para cada LIP.
RESULTADOS E DISCUSSÃO: O estudo realizado com os seguintes LIPs: 2-Hidróxi Dietanolamina Formiato
(2-HDEAF), 2-Hidróxi Dietanolamina Lactato (2-HDEAL), 2-Hidróxi
Dietanolamina Salicilato (2-HDEASa), 2-Hidróxi Dietanolamina Oxalato (2-
HDEAOx) e o 2-Hidróxi Dietanolamina Maleato (2-HDEAMa) apresentou bons
resultados comparado com dados de solubilidade da galactose em LIAs no
trabalho de Mohan et al. (2015).
Na sequência (Tabela 23), têm-se os resultados dos testes de solubilidade
realizados. Destaque para o líquido iônico 2-Hidróxi Dietanolamina Formiato
(2-HDEAF), o qual foi o LIP que mais solubilizou a galactose, alcançando um
percentual mássico de 20,44%. A título de comparação, na literatura o estudo
da solubilidade da galactose no LIA, 1-Ethyl-3-methylimidazolium
ethylsulfate – [emim][EtSO4], apresentou um percentual mássico de 14% (a 55
⁰C, temperatura encontrada mais próxima da temperatura de estudo) de acordo
com o trabalho de Carneiro et al., (2012). Segundo Mohan et al (2015), em
seu trabalho, a solubilidade da galactose nos LIs, 1-Ethyl-3-
methylimidazolium thiocyanate [EMIM][SCN] e o Tris(2-
hydroxyethyl)methylammonium methylsulfate [TMA][MeSO4], a 60 ⁰C, são em %
mássico, 11,94 e 2,20 respectivamente. Com isso, é possível classificar os
resultados de solubilidade da galactose nos LIPs obtidos neste trabalho, a
60 ⁰C, como bons.
Tabela Solubilidade
Solubilidade da galactose (% mássico) em LIPs a
60ºC.
CONCLUSÕES: A aplicação do método gravimétrico para obtenção de resultados do teste de
solubilidade da galactose em LIP mostrou que os LIPs, de forma geral, podem
ser potenciais substitutos dos solventes orgânicos tradicionais, pois além das
vantagens ambientais e econômicas, os valores de solubilidade são
relativamente adequados e não interferiria na atividade dos biocatalisadores.
Ainda baseado nos resultados, o 2-HDEAF foi o LIP escolhido como mais provável
a ser utilizado como solvente para a síntese enzimática do oleato de
galactose, o que trará incrementos de conversão no bioproduto desejado.
AGRADECIMENTOS: À FAPESB pela bolsa de iniciação científica de Karine Souza.
À PROPCI e à PROGRAD pelo financiamento para apresentação do trabalho no 9º
ENTEQUI.
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