Sílica Texturizada contendo GPTMS para Imobilização de Lipase

Enzimas são amplamente conhecidas como excelentes catalisadores por serem versáteis e apresentarem uma elevada seletividade catalítica. Reações catalisadas por enzimas podem ser realizadas em condições brandas de síntese quando comparadas com as reações conduzidas por catalisadores químicos. Elas demonstram também elevada seletividade, reagindo com determinados grupos funcionais do substrato, e especificidade, respeitando a estereoquímica do substrato e dos produtos. Contudo, o elevado custo das enzimas implica na necessidade de sua recuperação e reuso para viabilizar economicamente a sua aplicação industrial. Neste contexto, a técnica de imobilização de enzimas em matrizes inorgânicas, apresenta-se como uma solução promissora à este desafio. Além disso, a imobilização pode resolver problemas como estabilidade da enzima e a redução de sua atividade produzida por subprodutos ou pelo substrato. Uma matriz interessante para imobilização são as sílicas obtidas pelo método sol-gel de síntese, que envolve hidrólise e condensação de alcoxisilanos, em geral tetraetilortosilicato (TEOS). Esse método de síntese permite um controle das propriedades texturais dessas matrizes, como área superficial e distribuição de tamanho poros. Assim, o objetivo do trabalho foi sintetizar uma sílica mesoporosa com propriedades texturais adequadas, funcionalizá-la com 3-(glicidoxipropil)trimetoxisilano (GPTMS) e imobilizar lipase para aplicação na produção de biodiesel por rota etílica. A matriz de sílica foi sintetizada através do método sol-gel e funcionalizada com diferentes concentrações de GPTMS 0,5 e 1,0 mmol. Para a imobilização da enzima foram testadas três cargas diferentes 10, 50 e 500 mg. Os materiais foram caracterizados por análise termogravimétrica (TGA), análise elementar de carbono, hidrogênio e nitrogênio (CHN) e isotermas de adsorção e dessorção de nitrogênio. Óleo de soja foi utilizado para a produção de biodiesel. A matriz de sílica apresentou uma área superficial específica de 140 m2g-1 e os materiais funcionalizados com GPTMS com 0,5 e 1,0 mmol apresentam uma área superficial de 112 e 114 m2g-1 respectivamente. O volume de poros foi de 0,89 cm3g-1, 0,59 e 0,60 cm3g-1 para a matriz de sílica e para as amostras com 0,5 e 1,0 mmol de GPTMS, respectivamente. A matriz de sílica apresentou um máximo na curva de distribuição de poros próximo de 23 nm. Após a funcionalização com GPTMS e imobilização da enzima, esse e máximo se desloca para 20 nm. Os materiais se mostraram eficientes como catalisadores na síntese do biodiesel sendo que o melhor resultado foi obtido para a amostra contendo 50 mg de enzima imobilizada, com rendimentos de 45 e 50 %.