Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico, Programa de Pós-Graduação em Engenharia de Alimentos, 2014. / Made available in DSpace on 2015-02-05T21:04:09Z (GMT). No. of bitstreams: 1 331967.pdf: 2546491 bytes, checksum: ae5dd718aed5b91d7ae9d46cf8925bf7 (MD5) Previous issue date: 2014 / Lipase B de Candida antarctica (CalB) apresenta um papel importante na indústria química e de alimentos. A imobilização desta enzima em um suporte inerte, de baixo custo, que aumente sua estabilidade em diferentes condições de processo, e que permita sua reutilização aparece como uma alternativa aos métodos de imobilização já existentes. Com o objetivo de selecionar o melhor método de interação entre a espuma de poliuretano e a lipase B de Candida antarctica (CalB) para aplicação na síntese do éster geranil propionato, diferentes métodos de imobilização foram estudados: adsorção ao suporte (PU-ADS), incorporação ao suporte (PU), ligação covalente utilizando revestimento por polietilenoimina (PU-PEI), ligação covalente utilizando revestimento por polietilenoimina e tratamento com glutaraldeído (PU-PEI-GA). A espuma utilizada como suporte foi produzida com tolueno diisocianato e poliol poliéter (5:3). A caracterização dos derivados enzimáticos imobilizados foi realizada por densidade aparente, microscopia eletrônica de varredura e análise de Espectroscopia de infravermelho com transformada de Fourier (EITF). A atividade enzimática foi medida por hidrólise utilizando p-NPP (p-nitro-fenil-palmitato) como substrato. A enzima livre e os preparados enzimáticos foram avaliados em diferentes pHs (5,0; 7,0 e 9,0) por 24 h, e nas temperaturas de 25, 40, 60 e 80 ºC por 48 h, e os parâmetros cinéticos (Km e Vmáx) foram avaliados. O derivado com mais alta atividade foi obtida com a imobilização pelo método PU (5,52 U/g). Os métodos que se destacaram em relação às estabilidades e aos parâmetros cinéticos foram o PU e PU-ADS. Os derivados obtidos por estes métodos de imobilização foram avaliados durante 60 dias de incubação e na aplicação na síntese do geranil propionato. Foram obtidas10conversões de 83,5% para PU e 95,9% para PU-ADS, em 24 horas de reação, utilizando óleo de citronela e ácido propiônico como substratos.<br> / Abstract : Lipase B from Candida antarctica (CalB) has an important role in chemical and food industry. The immobilization of the enzyme on an inert support, low cost, to increase its stability under different process conditions, and allows their reuse is an alternative to existing methods of immobilization. With the aim of selecting the best method to interact polyurethane foam and Candida antarctica lipase B (CalB) to application in the synthesis of geranyl propionate, different methods of Calb immobilization were studied: adsorption (PU-ADS), covalent (using polyethyleneimine) (PU-PEI), ionic exchange (with polyethyleneimine and glutaraldehyde) (PU-PEI-GA) and entrapment (PU). PU foam as support was synthesized using toluene diisocyanate and polyether in a molar ratio 5:3. The characterization of immobilized enzyme derivatives was performed by apparent density, Fourier transform infrared spectroscopy (FTIR). The enzymatic activity was measured by hydrolysis of p-NPP as substrate. The free enzyme and enzyme preparations were evaluated at different pHs (5.0, 7.0 and 9.0) during 24 h and at temperatures of 25, 40, 60 and 80 °C during 48 h, the kinetic parameters (Km and Vmáx) were evaluated. The highest enzyme activity was obtained in PU (5.52 U/g) method. The methods that stood out compared the stabilities and kinetic parameters were the PU and PU-ADS, so these were evaluated during 60 days of storage and application in the synthesis of geranyl propionate. Conversions of 83.5% and 95.9% for PU and PU-ADS were obtained, at 24h reaction, using citronella oil and propionic acid as substrates.

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro de Ciências da Saúde. Programa de Pós-Graduação em Farmácia / Made available in DSpace on 2013-07-15T23:15:46Z (GMT). No. of bitstreams: 1 223016.pdf: 1153182 bytes, checksum: c7d551328a9bf4d360df884ecc2456ec (MD5) / Derivados n-alquil-ésteres do ácido gálico (galatos) têm ampla aplicação como antioxidante na indústria alimentícia, cosmética e farmacêutica. O ácido gálico também é empregado na indústria de tinturas para o desenvolvimento de cores. Em estudos recentes, foram demonstradas atividades biológicas de derivados do ácido gálico, como antiviral, antibacteriana, antitumoral e antioxidante. A porção ácida do ácido gálico foi esterificada com álcoois alifáticos, e cadeias alquílicas (C1 - C18) foram introduzidas na molécula. Estes derivados n-alquil-ésteres diferem entre si apenas no tamanho da cadeia alifática lateral, o que influencia nas respectivas lipofilicidades, definidas pelo Log P. Neste trabalho, foi realizado um estudo comparativo entre o tamanho da cadeia alifática lateral (e o Log P) dos galatos e a atividade antioxidante in vitro, bem como as respectivas toxicidades em tecido hepático de ratos. Os valores de Log P variaram entre 0,8918 e 7,6791. As IC50 variaram entre 8,46 e 41,93 M para inibição da atividade da mieloperoxidase (MPO); 3,0 e 29,6 M para a reatividade com HOCl; 21,7 e 140,0 M para proteção da lipoperoxidação induzida por ascorbil ("Asc); e 117,2 e 282,8 M para proteção da lipoperoxidação induzida por peroxinitrito (ONOO-). Nenhum dos compostos apresentou reatividade com óxido nítrico nem apresentaram toxicidade em tecido hepático de ratos. O tamanho da cadeia alifática influenciou na atividade da MPO, pois quanto menor o número de C maior foi a inibição da enzima. Por outro lado, os compostos com Log P próximos a 4 (C6 a C10) apresentaram maior proteção contra a lipoperoxidação induzida tanto por "Asc quanto por ONOO-. O galato mais ativo contra a lipoperoxidação (galato de octila) foi incorporado em lipossomos de fosfatidilcolina e aumentou a intensidade do efeito antioxidante. Em resumo, os compostos testados apresentaram potencial antioxidante, ressaltando-se o efeito contra a atividade da mieloperoxidase, uma enzima com papel importante nos processos inflamatórios. Adicionalmente, pode-se sugerir que os compostos também podem atuar como seqüestradores de espécies reativas além de interagir com as membranas lipídicas impedindo a propagação do processo de oxidação. Derivatives n-alquil-esters of gallic acid (gallates) have broad application as antioxidant in food, cosmetic and pharmaceutical industry. The gallic acid also is used in dye industry in colors development. In recent studies, were demonstrated several biological activities of gallic acid derivatives, such as antiviral, antibacteriana, antitumoral, antifungical and antioxidant. The acid function of gallic acid was esterified with aliphatic alcohols, in which alquilic chain (C1 - C18) was attached at the molecule. The compounds were different only at the size of their aliphatic side chain having influence on their lipophilicity, that was evaluated through their respective Log P. In these work, it was carried out a comparative study between the size side chain aliphatic (and the Log P) of the gallates and the antioxidant activity in vitro, as well as their toxicity in rat hepatic tissue. The Log P values varied between 0,8918 and 7,6791. The IC50 for myeloperoxidase (MPO) activity inhibition varied from 8,46 to 41,93 M; 3,0 to 29,6 M for reactivity with HOCl; 21,7 to 140, M for lipoperoxidation protection induced by ascorbyl ("Asc); and 117,2 to 282,8 M for lipoperoxidation protection induced by peroxynitrite (ONOO-). Anyone of the compounds showed reactivity with neither nitric oxide nor toxicity for rat hepatic tissue. The size of aliphatic side chain affected on the MPO activity, since the smaller the lateral aliphatic chain higher the inhibition of the enzyme. On the other hand, the compounds with Log P near 4 (C6 to C10) showed higher protection against lipoperoxidation induced by both "Asc or ONOO-. The more active compound against the lipoperoxidation (octyl gallate) was incorporated into liposomes and the intensity of antioxidant effect increased. Concluding, the analyzed compounds showed antioxidant potential in the interval mentioned concentration standing out the effect against MPO activity, an enzyme with important role in inflammatory process. Additionally, they were able to scavenge reactive species and to interact with the lipid membranes avoiding the propagation of the oxidation process.

Tese (doutorado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro de Ciências Físicas e Matemáticas, Programa de Pós-Graduação em Química, Florianópolis, 2013. / Made available in DSpace on 2013-07-16T21:15:34Z (GMT). No. of bitstreams: 1 317175.pdf: 3560187 bytes, checksum: bb98cd0a3fa0bf5e13f4194cc0658a86 (MD5) / Esta tese de doutoramento compreende: (i) Estudo das reações de deferoxamina (DFO) com 2,4-dinitrofenil fosfato (DNPP) e dietil 2,4-dinitrofenil fosfato (DEDNPP). Em comparação com as reações de hidrólise espontânea, DFO acelera aproximadamente 107 vezes a quebra do DEDNPP, em contraste com a reação do DNPP, acelerada modestamente por DFO. A elevada reatividade na quebra do DEDNPP foi também observada com o pesticida paraoxon metílico, sugerindo uma utilização adicional para o DFO: em casos de intoxicação por compostos organofosforados. (ii) Efeito de grupos espectadores na hidrólise de diésteres de fosfato. Os dados de hidrólise de quatro diésteres foram correlacionados como gráfico de Brønsted, que fornece um NLG igual a -0,031 a 100°C. Esses resultados trazem uma nova relação linear de energia livre à literatura, a qual indica que a sensibilidade à natureza dos grupos espectadores na hidrólise de diésteres de fosfato é mínima. (iii) Reatividade do bis-2-piridil fosfato (DPP). A constante de velocidade para a reação de hidrólise do DPP- é cerca de 10000 vezes maior do que o previsto para a hidrólise espontânea de um diéster de fosfato diarílico com grupo de saída de pKa similar, a 25ºC. As evidências computacionais e cinéticas mostram que a reação de hidrólise espontânea de DPP- ocorre com catálise básica-geral intramolecular pelo nitrogênio piridínico do grupo espectador.<br> / Abstract : This thesis includes: (i) Kinetic study of the reactions of the drug Deferoxamine (DFO) with phosphate esters 2,4-dinitrophenyl phosphate (DNPP) and diethyl 2,4-dinitrophenyl phosphate (DEDNPP). Compared with the spontaneous hydrolysis of the substrate, DFO promotes rate enhancements of about 107-fold in the dephosphorylation of DEDNPP, in contrast to the reaction with the monoester DNPP, which is only slightly promoted by DFO. The high reactivity in the dephosphorylation of the model triester DEDNPP was also observed in the reaction with pesticide methyl paraoxon (dimethyl 4-nitrophenyl phosphate), which suggests a possible additional use of drug DFO: reactivation of acetilcolinesterase in acute poisoning with organophosphorus compounds. (ii) Non-leaving group effect in phosphate diester hydrolysis. Two novel phosphate diesters were synthesized (2,4-dinitrophenyl phenyl phosphate and 2,4-dinitrophenyl 4-nitrophenyl phosphate) and hydrolyzed at 100ºC. Data for the hydrolysis of four phosphate diesters with the same leaving group (2,4-dinitrophenol) but different spectator groups (methyl, phenyl, 4-nitrophenyl and 2,4-dinitrophenyl) were analyzed in terms of a Brønsted relationship depending on the non-leaving group, and the bNLG obtained was -0,031 ± 0,001, at 100°C. The results introduce a new linear free energy relationship (LFER) into the literature and indicate a minimal dependence of phosphate diester hydrolysis upon the nature of the nonleaving group. (iii) Reactivity of di-2-pydridyl phosphate (DPP). The rate constant for the hydrolysis of the anionic species DPP-, at 25°C, is 10000 times higher than expected for the hydrolysis of a simple diaryl phosphate diester with a leaving group of similar pKa. Theoretical calculations and kinetic evidence (including the hydrolysis of phosphate monoester 2-pyridyl phosphate PP, and the reaction of DPP with hydroxylamine), combined with an accurate mechanistic study, show that DPP- hydrolysis occurs through an intramolecular general base catalysis promoted by the pyridyl nitrogen of the non-leaving group.

Tese (doutorado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro de Ciências Físicas e Matemáticas. Programa de Pós-Graduação em Química. / Made available in DSpace on 2012-10-20T22:24:29Z (GMT). No. of bitstreams: 0 / Estudos cinéticos, em valores de pH alcalinos, foram realizados para avaliar o efeito de íons La3+, Sm3+, Tb3+ e Er3+ na velocidade de hidrólise do diéster bis(2,4-dinitrofenil)fosfato, BDNPP. O tampão bis-Tris Propano BTP foi utilizado para estabilizar os íons Ln3+ em solução. Na reação de hidrólise do BDNPP foi observada a liberação de 2 equivalentes do íon 2,4-dinitrofenolato (DNP) por equivalente de BDNPP, com cinéticas de primeira ordem. A velocidade da reação é aumentada fortemente em valores de pH mais alcalinos, em que a formação de complexos Ln3+(OH)n, é favorecida. Os estudos potenciométricos mostram a formação de complexos dinucleares com valores de n variando em até 8 para todos os metais estudados. Assim, os grandes aumentos das kobs com o aumento do pH parecem não depender apenas de um único complexo reativo mas tem a influência de várias espécies hidróxidas formadas no meio. Os estudos da variação da concentração do Ln3+ mostram um efeito cooperativo dos íons Ln3+ na velocidade da reação. Os fatores catalíticos apresentados por La3+, Sm3+, Tb3+ e Er3+ na reação de hidrólise do BDNPP a pH 7,0, são da ordem de 5.300, 10.500, 10.500 e 52.600, respectivamente. O fenômeno da cooperatividade também é observado para os Ln3+ associados com H2O2 e que resultam em um efeito sinérgico na velocidade da reação. Os fatores catalíticos dos íons La3+, Sm3+, Tb3+ e Er3+ associados com H2O2, na reação de hidrólise do BDNPP a pH 7,0, são da ordem de 500.000, 900.000, 500.000 e 300.000, respectivamente. Estes efeitos extraordinários observados na reação hidrólise do BDNPP com os íons Ln3+ são atribuídos em grande parte, a ambos os fatores, ativação do nucleófilo e do grupo de saída pela coordenação destes com o íon metálico triplamente carregado.

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro de Ciências Físicas e Matemáticas. Programa de Pós-graduação em Química / Made available in DSpace on 2012-10-21T19:24:54Z (GMT). No. of bitstreams: 1 273018.pdf: 1275050 bytes, checksum: fe240b60ad2b69058e240ae7c2f135af (MD5) / O número de agentes antifúngicos úteis é relativamente pequeno quando comparado aos agentes antibacterianos. A razão desta discrepância reside na estreita relação entre os fungos patogênicos e seus hospedeiros mamíferos. Muitas vias bioquímicas, que servem como importantes alvos para agentes antibacterianos, simplesmente estão ausentes nos fungos e as vias existentes, as quais poderiam atuar como alvos são partilhadas pelo hospedeiro. Por essas razões, muitos compostos exibem atividade antifúngica significativa in vitro não podem ser utilizados terapeuticamente em virtude de sua toxicidade para o hospedeiro. O principal alvo dos agentes quimioterápicos é a membrana do fungo. A maioria dos fungos contém ergosterol como principal esterol da membrana. Os fungos também são responsáveis por perdas incalculáveis na agricultura, em alimentos, bem como causadores de doenças em animais. Diante da necessidade de novos agentes antifúngicos com maior atividade e menor toxicidade para os hospedeiros, propõe-se a síntese de derivados do ácido gálico, um produto natural obtido pela hidrólise de taninos, como modelo para o desenvolvimento de novas moléculas que atuem sistematicamente na terapêutica antifúngica. Os compostos derivados do ácido gálico foram testados contra: Cândida albicans, Cândida tropicalis, Sacharomyces cerevisiae, Cryptococcus neoformans, Aspergillus fumigatus, Aspergillus flavus, Aspergillus niger, Microsporum canis, Microsporum gypseum, Epidermophyton flocossum, Trichophyton rubrum e Trichophyton mentagrophytes. Os resultados das Concentrações Inibitórias Mínimas (CIM's) foram relacionados com valores do Coeficiente de partição (Log P) e demonstraram claramente haver uma relação polinômica entre tamanho da cadeia alquílica dos ésteres e os resultados das CIM's para os fungos testados. Estes dados indicam que a atividade antifúngica para os compostos: galato de heptila, octila e decila, apresentam um desvio positivo na correlação. Logo, podemos dizer que a atividade não é governada apenas por fatores ligados a lipofilicidade (Log P), mais provavelmente inibindo alguma enzima no microorganismo.

Tese (doutorado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro de Ciências Físicas e Matemáticas. Programa de Pós-Graduação em Química. / Made available in DSpace on 2012-10-19T21:42:29Z (GMT). No. of bitstreams: 1 191338.pdf: 1309653 bytes, checksum: 416d539a24e1aac50f6a62f6a85f477c (MD5) / A busca por fontes alternativas de energia tem sido tema de interesse em diversos setores da sociedade e da comunidade científica. Neste trabalho estudou-se a transformação do óleo de soja refinado, degomado e oxidado termicamente (usado em frituras e aquecido em laboratório), em ésteres alquílicos, biodiesel, através da reação de transesterificação enzimática usando lipases comerciais e álcoois de cadeias curtas, metanol e etanol hidratado. As etapas do trabalho compreenderam a caracterização física e química dos óleos utilizados; imobilização das lipases de Candida rugosa (CRL) e Lipolase por adsorção em carvão ativo de casca de coco, de pinus, bauxita ativada, e por aprisionamento em gel de ágar. Foram também realizadas análises da decomposição térmica dos suportes e da CRL, através de análises termogravimétricas. A eficiência do biocatalisador (CRL imobilizada), antes da utilização nas reações de transesterificação dos óleos, foi verificada na reação de esterificação do ácido láurico com n-pentanol, e os melhores resultados foram obtidos com o sistema CRL/gel. A transesterificação dos óleos com metanol e etanol foi realizada com a CRL e a Lipolase imobilizadas em carvão de coco e gel de ágar. Os resultados foram comparados com os obtidos com a Lipozyme imobilizada em resina aniônica, onde foi também, avaliada a reutilização dos biocatalisadores. As características dos ésteres obtidos por via enzimática, foram comparadas com as dos mesmos obtidos por via química, através de análises de RMN 1H e medidas de viscosidade utilizando-se curvas de calibração. Os resultados das reações de transesterificação dos óleos, mostraram que os suportes (carvão de coco, de pinus e bauxita), apesar de possuirem grandes áreas superficiais, não foram adequados para a imobilização das lipases. O gel de ágar foi um bom suporte, sendo que as conversões foram superiores aos obtidos com as lipases livres, especificamente com a Lipolase, incluindo a reutilização da mesma. Por outro lado, na reutilização da Lipozyme na etanólise dos óleos, os ésteres etílicos foram obtidos com conversão inferior a 5 %.

Tese (doutorado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro de Ciências Físicas e Matemáticas. Programa de Pós-Graduação em Química. / Made available in DSpace on 2012-10-19T15:07:19Z (GMT). No. of bitstreams: 1 190480.pdf: 2386699 bytes, checksum: 16697c30e43653cbfaa531ced0f4b4ba (MD5) / Os químicos, procurando sintetizar substâncias enantiopuras, dependem da disponibilidade de materiais de partida quirais. Neste trabalho foi pesquisada a obtenção de ácidos, ésteres, aminas e amidas enantiomericamente puros, através da resolução de ácidos e aminas racêmicos. Dentre as resoluções de ácidos racêmicos, o mais explorado foi o ácido hidroxi(fenil)acético por possuir um grupo hidroxila e um grupo carboxílico. Para obter seus enantiômeros oticamente puros, foram realizadas reações de esterificação do grupo carboxílico e acilação da hidroxila. As reações de esterificação com 1-pentanol forneceram uma conversão em éster de 10 % usando lipase de Pseudomonas sp. imobilizada em gel de ágar (PSL/ágar) após 336h e de 26 % utilizando lipase de Candida antarctica (CAL) após 840h a 25 °C. As reações de acilação foram realizadas após derivatização prévia do ácido em seu éster metílico. O éster foi acilado usando acetato de vinila, PSL livre ou imobilizada em filme de poli(óxido)etileno (PSL/PEO) ou em gel de ágar, em vários solventes orgânicos. Excelentes resultados foram obtidos usando PSL/PEO e éter isopropílico como solvente. Para este sistema, os excessos enantioméricos (ee) para o substrato e produto foram > 99% com conversão de 50%. A enantiosseletividade (E) alcançada foi excelente (E = 1057) contra um E de 230 usando PSL livre, com enantiopreferência para o isômero S. Os demais ácidos submetidos à resolução enzimática através de reação de esterificação com álcoois aquirais foram 2 e 3-alquilalcanóicos e 2-bromoalcanóicos. Neste processo empregaram-se lipases livres e imobilizadas. Os resultados alcançados para a resolução destes ácidos foram modestos, com E variando 1,2 a 10. Também foi avaliada a aminólise biocatalítica de (R,S)-hidroxi(fenil)acetato de metila e (R,S)-2-(4-clorofenoxi)propanoato de metila com 1-butilamina e 1-octilamina catalisada pela CAL. As correspondentes amidas foram obtidas com E variando de 1,2 a 2,7, sendo o enantiômero R, o mais reativo. Na resolução das aminas racêmicas (1-etilpentilamina, 1-metilheptilamina, 1-metilhexilamina, 1-feniletilamina, 1,2-dimetilpropilamina, 2-etilhexilamina) através da aminólise catalisada por CAL, observou que o grau de enantiosseletividade foi dependente da amina de partida e que R foi o enantiômero mais reativo. As aminas discriminadas enantiomericamente foram a 1-metilheptilamina, 1-metilhexilamina, 1-feniletilamina e 1,2-dimetilpropilamina, com valores de E variando 24 a 79. Além disso, alguns compostos racêmicos (ácidos, ésteres e amidas) e enantiomericamente puros (amidas) foram avaliados em teste farmacológico. Os ácidos 2-bromoalcanóicos, hidroxi(fenil)acetato de metila e seus derivados amidas, administrados por via intraperitoneal foram capazes de reduzir significativamente a nocicepção causada pelo ácido acético em camundongos.

Orientador : Profª Drª Nadia Krieger / Co-orientadores : Profª Drª Gisella Maria Zanin / Tese (doutorado) - Universidade Federal do Paraná, Setor de Ciências Biológicas, Programa de Pós-Graduação em Ciências : Bioquímica. Defesa: Curitiba, 04/05/2015 / Inclui referências : f. 140-158 / Resumo: Neste trabalho, uma nova lipase isolada de uma biblioteca metagenômica, LipC12, foi imobilizada e sua aplicação na síntese de ésteres foi estudada. Inicialmente, LipC12, que contém uma cauda composta de 6 histidinas (cauda His) em sua estrutura, foi purificada em coluna de níquel e imobilizada por adsorção em polipropileno em pó (Accurel MP-1000) e em sílica em pó (Celite 545), e por ligação covalente em um copolímero acrílico (Immobead 150) e em uma membrana de polipropileno funcionalizada com glutaraldeído. Preparações com cargas de proteína de 10 mg g-1 (proteína/suporte) foram utilizadas na síntese do oleato de etila em n-hexano, utilizando etanol e ácido oleico numa razão molar (RM) de 3:1. LipC12 imobilizada no Immobead 150 proporcionou uma maior conversão em éster (95% em 4 h). Isto levou à investigação da imobilização de LipC12 diretamente do extrato bruto (EB) no Accurel MP-1000 e Immobead 150. No entanto, Accurel MP-1000 não proporcionou imobilização seletiva de LipC12, sendo a eficiência de imobilização (E) muito baixa (29%), provavelmente devido à imobilização de outras proteínas do EB no suporte. Estudos de saturação do suporte Immobead revelaram que, com carga de proteína de 200 mg g-1 de suporte, o preparado imobilizado (Ibead-EBLipC12) utilizado na síntese do oleato de etila em n-hexano (RM 3:1, 40 °C, 250 rpm) proporcionou conversão em éster de 99% em 60 min. Ibead-EBLipC12 foi reutilizada em 10 ciclos sucessivos de 60 min na mesma reação, obtendo-se conversões acima de 90%. Em seguida, Ibead-EBLipC12 foi utilizada para catalisar reações em sistemas livres de solvente, e na síntese do oleato de etila com RM de 1:1, uma reação modelo para a síntese de ésteres do biodiesel, obteve-se uma conversão de aproximadamente 30%, mas toda a atividade foi perdida em 12 h. No entanto, quando a reação foi repetida com a adição do etanol em seis alíquotas iguais durante a reação, foi encontrada uma conversão em éster de 85% em 48 h. Por outro lado, na síntese do caprilato de etila, um éster de aroma, a conversão foi de apenas 6% após 96 h, mesmo com a adição do etanol em etapas. Na reação de síntese de um lipídio estruturado, utilizando ácido caprílico e azeite de oliva (RM 2:1, 40 °C, 250 rpm) Ibead-LipC12 promoveu a inserção de 23% de ácido caprílico nas posições sn-1 e sn-3 dos triacilgliceróis do azeite de oliva, tornando-o um lipídio estruturado do tipo MLM (ácidos graxos de cadeia média nas posições sn-1,3 e ácido graxo de cadeia longa na posição sn-2). Estes resultados mostram que Ibead-EBLipC12 tem um bom potencial para ser utilizada na síntese enzimática de biodiesel e de lipídios estruturados. Além disso, a possibilidade de imobilizar LipC12 diretamente a partir do extrato bruto de proteínas, evita a necessidade de purificá-la antes da imobilização. Palavras-chave: metagenômica, lipases, LipC12, imobilização, síntese de ésteres, biodiesel, lipídeos estruturados, aromas. / Abstract: In this work, a new metagenomic lipase, LipC12, was immobilized and its characterization and application in the synthesis of esters was studied. Initially, LipC12, which contains a histidine tag (His-tag) in its structure, was purified on a nickel column and immobilized by adsorption on the supports Accurel MP-1000 and Celite 545, and by covalent bonding on Immobead 150 and on a functionalized polypropylene membrane. Preparations obtained with 10 mg of protein per gram of support were compared with respect to the synthesis of ethyl-oleate in n-hexane, using an ethanol to oleic acid molar ratio of 3:1. LipC12 gave a better conversion of oleic acid when immobilized on Immobead 150 (95% in 4 h). This led us to investigate the immobilization of His-tagged LipC12 directly from the crude extract on Immobead 150 and Accurel MP-1000. However, Accurel MP-1000 did not provide selective immobilization of LipC12, and probably due to immobilization of other proteins of the EB in support, the immobilization efficiency (E) was too low. At a protein loading of 200 mg g-1, the immobilized preparation ("Ibead-CELipC12") gave a conversion of oleic acid of 99% in 60 min, for reactions performed in n-hexane (molar ratio 3:1, 40 °C, 250 rpm) and could be reused in successive cycles of 60 min in the same reaction to give conversions above 90%. When Ibead-CELipC12 was used to catalyze the esterification of oleic acid with ethanol in a solvent-free system (standard reaction for the synthesis of esters biodiesel) at an ethanol to oleic acid molar ratio of 1:1, all activity was lost within 12 h, with a conversion of oleic acid of around 30%. However, when the reaction was repeated with the addition of ethanol in six equal aliquots during the course of the reaction, a conversion of oleic acid of 85% in 48 h was achieved. Moreover, in the synthesis of ethyl caprylate, an aroma ester, the conversion was only 6% after 96 h, even with the addition of ethanol in aliquots. In the synthesis of a structured lipid, using caprylic acid and olive oil (molar ratio 2:1, 40 °C, 250 rpm), Ibead-CELipC12 promoted the insertion of 23% of caprylic acid in the sn-1 and sn-3 positions of the triacylglycerols of the olive oil, making it a structured lipid MLM, i.e a triacylglycerol containing medium-chain fatty acids (M) at positions sn-1 and sn-3 and a long-chain fatty acid (L) at position sn-2. These results demonstrate that LipC12 has good potential to be used in the enzymatic synthesis of biodiesel and structured lipids. The results are particularly encouraging because it was possible to immobilize His-tagged LipC12 directly from the crude extract, thereby avoiding the need to purify the enzyme prior to immobilization. Keywords: metagenomic, lipases, LipC12, immobilization, ester synthesis, biodiesel, structured lipids, aroma.

Orientador : Prof. Dr. Luiz Pereira Ramos / Coorientador : Prof. Dr. Marcos Lúcio Corazza / Dissertação (mestrado) - Universidade Federal do Paraná, Setor de Ciências Exatas, Programa de Pós-Graduação em Química. Defesa: Curitiba, 27/05/2013 / Inclui referências : f. 79-84 / Resumo: As microalgas têm se apresentado como uma alternativa promissora para a produção de biocombustíveis, pois além da possibilidade de apresentarem maiores teores de extrato lipídico, possuem um ciclo de vida curto, necessitando de menores extensões de terra para o seu cultivo e utilizam como insumo para a fotossíntese o CO2 oriundo de diversas atividades, antrópicas ou não. No entanto, para uso como matéria-prima para a produção de biodiesel, é necessário otimizar a etapa de extração de lipídios. Este trabalho teve como objetivo determinar o teor de lipídios e o perfil graxo da microalga marinha Nannochloropsis oculata, em comparação com a microalga dulcícola Pseudochlorella pyrenoidosa, e também avaliar a eficiência de dois sistemas distintos para as extrações de suas respectivas frações lipídicas, a extração em Soxhlet e o desenvolvimento de um sistema baseado no uso de solventes pressurizados. Ao se realizar a transesterificação diretamente nas microalgas in natura, a espécie P. pyrenoidosa apresentou 10,47 g de éster por 100 g de biomassa seca, sendo que os componentes majoritários, na forma de ésteres metílicos, foram os derivados dos ácidos linolênico (C18:3), linoléico (C18:2), palmítico (C16:0) e palmitoléico (C16:1), enquanto que a microalga N. oculata dessalinizada apresentou 13,9 g de éster por 100 g de biomassa seca, com predominância dos ésteres dos ácidos palmítico (C16:0), palmitoléico (C16:1), oléico (C18:1) e eicosapentaenóico (C20:5). As extrações em Soxhlet foram realizadas utilizando etanol absoluto, clorofórmio:metanol (2:1, v/v) e nhexano como solventes, em extrações isoladas e independentes. Dentre os solventes avaliados, o etanol foi o mais eficiente no processo de extração, produzindo 3,25 g de éster por 100 g de biomassa nos extratos da microalga dulcícola e 4,53 g/100 g no extrato de amostras salinizadas da microalga marinha, equivalentes a 11,33 g/100 g de biomassa seca da microalga dessalinizada. As extrações com fluido pressurizado foram realizadas com a utilização de propano ou CO2 como solvente e etanol absoluto como cossolvente. A microalga P. pyrenoidosa foi utilizada para a definição das condições ideais de temperatura e pressão para extração. Em seguida, estas condições foram aplicadas para as extrações de N. oculata e os melhores rendimentos foram obtidos a 200 bar e 80°C, empregando propano como solvente e com a adição de cossolvente, resultando em 7,53 g de éster por 100 g de biomassa dessalinizada. Ao se substituir o solvente para dióxido de carbono nestas mesmas condições, o rendimento final em ésteres foi de 4,08 g por 100 g de biomassa dessalinizada. No entanto, mesmo nas melhores condições utilizadas neste estudo, a extração com fluido pressurizado não extraiu mais de 54,2 % do material lipídico das microalgas, demonstrando que o processo ainda deverá ser otimizado, particularmente no que diz respeito ao design do reator, para melhorar o processo de transferência de massas. Apesar destas limitações, foi possível verificar uma redução significativa na quantidade de solvente utilizada, quando comparada ao sistema de extração em Soxhlet convencional. Palavras-chave: microalgas, Pseudochlorella pyrenoidosa, Nannochloropsis oculata, extração, fluidos pressurizados, ésteres graxos. / Abstract: Microalgae have emerged as a promising alternative for the production of biofuels because, in addition to its high levels of lipid accumulation, they have a short life cycle, requiring smaller tracts of land for their cultivation, and are able to use as input for photosynthesis the CO2 originated from various activities, anthropogenic or not. However, to be used as feedstock for biodiesel production, it is necessary to optimize the lipid extraction step. This study aimed to determine the lipid content and fatty acid profile of the marine microalgae Nannochloropsis oculata, to compare the results with those of the freshwater microalgae Pseudochlorella pyrenoidosa, and to evaluate the effectiveness of two different systems for the extraction of their respective lipid fractions: solvent extraction in a Soxhlet apparatus and extraction with pressurized solvents. When performing the direct conversion of the native microalgae into fatty acid methyl esters, the species P. pyrenoidosa gave 10.47 g ester per 100 g dry biomass, with the major components being derived from linolenic (C18: 3), linoleic (C18: 2), palmitic (C16:0) and palmitoleic (C16:1) acids. By contrast, the microalgae N. oculata after dessalination presented 13.9 g ester per 100 g dry biomass, with predominance of the esters derived from palmitic (C16:0), palmitoleic (C16:1), oleic (C18:1) and eicosapentaenoic (C20:5) acids. The Soxhlet extractions were carried out using absolute ethanol, chloroform:methanol (2:1, v/v) and n-hexane as solvents in extractions that were carried out separately and independently. Among the evaluated solvents, ethanol was the most efficient in the extraction procedure, yielding 3.25 g ester per 100 g biomass in the freshwater microalgae extracts and 4.53 g per 100 g in the marine microalgae extract, which was equivalent to 11.33 g per 100 g dry biomass in microalgae after dessalination. Extractions with pressurized fluids were carried out using propane or carbon dioxide (CO2) as solvents and absolute ethanol as cosolvent. The microalgae P. pyrenoidosa was used to define the ideal conditions of temperature and pressure for extraction. Then, these conditions were applied for the extraction of N. oculata. The best yield was obtained at 200 bar and 80 °C using subcritical propane as solvent in the presence of ethanol as cosolvent, resulting in a 7.53 g per 100 g of desalted biomass. By replacing the solvent by CO2 under the same experimental conditions, the final ester yield was 4.08 g per 100 g desalted biomass. However, even under the best conditions used in this study, pressurized fluid extraction did not draw more than 54.2% of the microalgae lipid material, demonstrating that the process has to be optimized, especially with regard to the design of extraction vessel that would improve both heat and mass transfer phenomena. Despite these limitations, a significant reduction in the required amount of solvent was observed, compared to conventional Soxhlet extraction system. Keywords: Microalgae, Pseudochlorella pyrenoidosa, Nannochloropsis oculata, extraction, pressurized fluid, fatty esters.

Orientador: Marineide Rosa Vieira / Coorientador: Maurício Boscolo / Banca: Antonio Carlos Lofego / Banca: Reinaldo José Fazzio Feres / Resumo: Visando analisar a atividade acaricida de ésteres de sacarose em organismos presentes em seringueiras, foram estudados os ácaros fitófagos Calacarus heveae (Eriophyidae), Tenuipalpus heveae (Tenuipalpidae) e Eutetranychus banksi (Tetranychidae), e predadores Euseius concordis, Euseius citrifolius e Iphiseiodes zuluagai (Phytoseiidae). Os resultados obtidos são promissores, pois as concentrações de ésteres de sacarose testadas foram capazes de controlar e alterar o ciclo de desenvolvimento dos fitófagos estudados. Houve diminuição da viabilidade dos ovos e alta taxa de mortalidade de larvas e indivíduos adultos. Quanto aos predadores, as concentrações de sucroésteres que foram eficientes para o controle dos fitófagos, não afetaram de forma significativa o seu desenvolvimento, porém causaram sua dispersão. Além de serem produtos biodegradáveis e de baixo impacto ambiental, os ésteres de sacarose mostraram-se eficientes no controle dos fitófagos sem causar alta mortalidades aos predadores estudados, o que viabiliza a utilização desses produtos em programas de manejo integrados de pragas. / Abstract: Aiming to investigate the acaricid activity of sucrose esters in rubber trees organisms, the present study analyzed the phytophagous mites Calacarus heveae (Eriophyidae), Tenuipalpus heveae (Tenuipalpidae) and Eutetranychus banksi (Tetranychidae), and the predators Euseius concordis, Euseius citrifolius e Iphiseiodes zuluagai (Phytoseiidae). The results obtained were promising, since the tested concentrations of sucrose esters controlled and altered the developmental cycle of the phytophagous mites studied. The viability of the eggs was reduced and the mortality of larvae and adult individuals was high. The sucrose esters concentrations that were efficient to control the phytophagous mites didn’t affect significantly the development of the predator ones, although the product caused their dispersion. Apart from being biodegradable products with low environmental impact risks, the sugar esters showed to be efficient to phytophagous mites control, without causing high mortalities to the predator ones, what viabilyzes the use of these products in integrated pests management program. / Mestre