O objetivo desta dissertaÃÃo foi sintetizar derivados de vitamina A por rota enzimÃtica, como alternativa à rota quÃmica, que à caracteristicamente mais agressiva ao meio ambiente. A sÃntese do palmitato de retinila resultaria em produto com melhor aceitaÃÃo de mercado, jà que à mais estÃvel do que o Ãster que foi utilizado como substrato, acetato de retinila. Jà a sÃntese de adipato de retinila, tinha como principal finalidade, disponibilizar um novo derivado de vitamina A. Para ambos, visava-se a aplicaÃÃo nas indÃstrias farmacÃutica, cosmÃtica e alimentÃcia. Nesse contexto, utilizou-se lipase de Candida antarctica tipo B imobilizada (Novozyme 435 com 571,48 UI/g  55,47) e os substratos acetato de retinila, Ãcidos palmÃtico e adÃpico. AlÃm destes, peneira molecular (PM) 3Ǻ tambÃm foi adicionada, jà que as reaÃÃes propostas liberam Ãgua para o meio reacional, desfavoredendo a sÃntese do Ãster desejado. Dois planejamentos foram realizados para se avaliar a sÃntese de palmitato de retinila, ambos em volume reacional total de 2 mL. No primeiro, trÃs variÃveis foram analisadas: proporÃÃo entre os substratos, solvente e temperatura. A quantidade de acetato de retinila foi mantida em 0,1 mmol e a do Ãcido palmÃtico variando entre 0,1 e 0,5 mmol. Levando em consideraÃÃo o coeficiente de partiÃÃo do Ãcido utilizado, foram testados tolueno e hexano. As temperaturas variaram entre 25 e 40ÂC, de acordo com o planejamento fatorial 23 blocado com ponto central. No segundo, estudou-se a influÃncia da quantidade de lipase (25, 50 e 75 mg) e PM (20, 50, 80 mg) em tolueno e hexano, conforme planejamento fatorial 32. Ensaios em maior escala foram realizados nÃo apenas para o palmitato, o qual foi submetido a teste de estabilidade tÃrmica, mas tambÃm para o adipato, que por nÃo ser comercializado precisou ser separado da reaÃÃo e identificado por ressonÃncia magnÃtica nuclear. Com uma anÃlise estatÃstica dos resultados, pÃde-se observar que os parÃmetros que tiveram efeito significativo no primeiro planejamento, foram a temperatura e a interaÃÃo desta com a razÃo molar entre os substratos. No segundo, tanto a enzima como a relaÃÃo quadrÃtica da PM foram significantes no rendimento de sÃntese com tolueno, e apenas a enzima, quando utilizado o hexano. A separaÃÃo do palmitato de retinila foi realizada em coluna de sÃlica C18, tendo sido avaliada em calorimetria exploratÃria diferencial (do inglÃs, differencial screening calorimetry - DSC) e observado eventos tÃrmicos por volta de 6,54ÂC. Quanto ao adipato de retinila, nenhum procedimento de separaÃÃo foi eficaz para a separaÃÃo da mistura formada entre o mesmo e o adipato de diretinila. / The main objective of this work was to synthesize vitamin A derivatives through an enzymatic route, as an alternative to chemistry route, more aggressive to the environment. The conversion of retinyl acetate into retinyl palmitate would result in a product with better market acceptance, since it is more stable than the ester used as substrate. Retinyl adipate synthesis, on the other hand, was studied in order to prepare a new vitamin A derivative. Both Vitamin A derivatives synthesized in this work were aiming the industrial production of cosmetics and foods. In this context, immobilized Candida antarctica type B lipase (Novozyme 435 with 571,48 UI/g  55,47) was used to catalyze the conversion of the substrates retinyl acetate, palmitic and adipic acids. In addition to these, molecular sieves was also added since the proposed reactions release water to the reaction media, which is not favorable to the desired ester synthesis. The retinyl palmitate synthesis was investigated by two factorial experimental design, using a total reactional volume of 2 mL. In the first, three variables were analyzed: rate between substrates, type of solvent and temperature. Retinyl acetate was kept in 0,1 mmol and palmitic acid varied between 0,1 and 0,5 mmol. Considering the acid partition coefficient, toluene and hexane were tested as solvents. The temperatures varied between 25 and 40ÂC, following a 23 factorial experimental design blocked with central points. In the second design, the influence of lipase (25, 50 e 75 mg) and molecular sieves (20, 50, 80 mg) amounts were studied using toluene or hexane as solvent, in accordance with a 32 factorial design. Experiments in a larger scale were performed not only to the produce retinyl palmitate, which was submitted to termic stability tests, but also to retinyl adipate, which is not commercially available and thereof it was recovered from the reactional media and identified by nuclear magnetic resonance. The statistical analysis of the results allowed the observation of significant effects. In the first planning, temperature and their interaction with the molar rate between the substrates were the significant variables. In the second, enzyme and the molecular sieves quadratic relation were significant in the yield of synthesis with toluene, but only the enzyme was significant when hexane was utilized. The retinyl palmitate separation was performed in silica C18 column and the purified sample was analyzed by differential scanning calorimetric â DS with a thermal event around 6.54ÂC. In the case of retinyl adipate, no separation procedure was effective since there is a mixture formed between retinyl and diretinyl adipates.

Conselho Nacional de Desenvolvimento CientÃfico e TecnolÃgico / O objetivo deste trabalho foi estudar a preparaÃÃo de biocatalisadores utilizando lipase de Candida antarctica tipo B (CALB) imobilizada covalentemente em quitosana, uma matÃria-prima abundante e de baixo custo no CearÃ, em quitosana-alginato e em agarose, com o intuito de utilizÃ-los na sÃntese de Ãsteres de vitamina A. Diversas estratÃgias de imobilizaÃÃo foram realizadas com o intuito de obter um derivado com elevada atividade enzimÃtica e com alta estabilidade tÃrmica e operacional. TrÃs tipos de suportes (agarose, quitosana e quitosana-alginato) foram preparados a partir de tais estratÃgias, sendo que um estudo aprofundado foi realizado com dois desses suportes (quitosana e quitosana-alginato). Apenas uma estratÃgia de imobilizaÃÃo foi realizada com agarose para testÃ-lo na sÃntese de palmitato de retinila, juntamente com dois derivados comerciais (lipase imobilizada de Thermomyces lanuginosus (Lipozyme TL IM) e lipase imobilizada de Mucor miehei (Lipozyme RM IM)), com o objetive de definir algumas condiÃÃes operacionais. Uma condiÃÃo avaliada que apresentou bons resultados na sÃntese foi o uso de peneira molecular para a retirada de Ãgua no meio reacional, sendo, portanto, utilizada nos estudos posteriores. ApÃs os estudos de imobilizaÃÃo e estabilidade tÃrmica a 60 ÂC, dois derivados (J8: quitosana ativada com glicidol seguido de etilenodiamina (EDA) e glutaraldeÃdo, e G10: quitosana-alginato ativada com glutaraldeÃdo) foram escolhidos, por apresentarem maiores atividades especÃficas (422,44 Â 50,4 U/g e 378,30 Â 34,7 U/g, respectivamente) e melhores estabilidades tÃrmicas (fatores de estabilizaÃÃo de 10,25 e 29,00, respectivamente), para estudos de estabilidade operacional de hidrÃlise e para sÃntese de palmitato de retinila. O derivado que apresentou melhor estabilidade tÃrmica a 60ÂC foi o G10, CALB imobilizada em quitosana-alginato, sendo aproximadamente 29 vezes mais estÃvel que a enzima solÃvel, e mais de 2 vezes mais estÃvel do que a enzima comercial Novozyme 435. PorÃm, o derivado J8 apresentou melhor estabilidade operacional de hidrÃlise, semelhante ao derivado comercial Novozyme 435. Um planejamento experimental 22 foi realizado para se avaliar a sÃntese de palmitato de retinila. Avaliou-se a influÃncia da temperatura (37 ÂC e 45 ÂC) e da razÃo entre os substratos, retinol:Ãcido palmÃtico (1:3 e 1:5), no rendimento de sÃntese, catalisada pelo derivado J8. Uma reaÃÃo utilizando o derivado G10 utilizando a melhor condiÃÃo do planejamento experimental foi realizada para ver o comportamento desse derivado. Com uma anÃlise estatÃstica dos resultados, pÃde-se observar que a razÃo entre os substratos teve efeito significativo no rendimento de sÃntese. Maiores foram obtidos quando a razÃo entre substratos foi igual a 1:5. Como os resultados nas temperaturas de 37 ÂC e 45 ÂC foram semelhantes, selecionou-se a temperatura de 37 ÂC para reaÃÃes posteriores, por necessitar de um menor gasto de energia para atingi-la / The objective of this work was to study the preparation of biocatalysts using lipase of Candida antarctica type B (CALB) covalently immobilized in agarose, chitosan, an abundant and low cost raw material, to be used in the synthesis of ester of Vitamin A. Several strategies of immobilization were studied in order to obtain a biocatalyst with good enzymatic activity and high thermal and operational stabilities. Three types of supports (agarose, chitosan and chitosanalginate) were activated by different strategies, but most of attention was given to the supports chitosan and chitosan-alginate. Only one derivative was prepared by immobilizing CALB in agarose and results of synthesis were compared to commercial derivatives (immobilized lipase of Thermomyces lanuginosus - Lipozyme TL IM - and immobilized lipase of Mucor miehei - Lipozyme RM IM), for the definition of some operational conditions. The operational condition that presented good results in the synthesis was used in further studies, such as removal of water from the reacional media by molecular sieves. After immobilization and thermal stabilities at 60 ÂC tests, two derivatives (J8: chitosan actived with glicidol follow by EDA and glutaraldehyde; G10: chitosan-alginate actived with glutaraldehyde) were selected: the ones that presented higher specific activities (422.44 Â 50.4 U/g and 378.30 Â 34.7 U/g, respectively) and best thermal stabilities (factors of stabilization of 10.25 and 29.0, respectively). Operational hydrolytic stabilities and the performance of these biocatalysts on the synthesis of retinyl palmitate were evaluated. One factorial design 22 was carried out to evaluate the synthesis of retinyl palmitate. The influence of the temperature (37 ÂC and 45 ÂC) and ratio between substrates concentration, retinol: palmitic acid (1:3 and 1:5), in the yield of synthesis, catalyzed for the J8 derivative, were evaluated. A statistical analysis of the results showed that the the most significant effect was the rate of substrates concentration. Higher yields of synthesis were obtained when the ratio of substrates concentration was equal to 1:5. Results of reaction yields at 37ÂC and 45 ÂC were very similar. Therefore, 37 ÂC was selected for further studies. Best results for thermal stability at 60ÂC were obtained for G10, CALB immobilized in chitosan-alginate, being approximately 29-fold more stable than soluble enzyme, and 2-fold more stable than the commercial enzyme (Novozyme 435). On the other hand, J8, CALB immobilized in chitosan, presented higher operational hydrolysis stability, with a similar deactivation profile to Novozyme 435