Desenvolvimento de membranas de afinidade para a separação de bromelina
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Editor
Universidade Federal de Minas Gerais
Descrição
Tipo
Dissertação de mestrado
Título alternativo
Primeiro orientador
Membros da banca
Kátia Cecília de Souza Figueiredo
Érika Cristina Cren
Luzia Sergina França Neta
Érika Cristina Cren
Luzia Sergina França Neta
Resumo
Existe um grande interesse nos processos de separação e concentração de proteínas, pois as
etapas de purificação correspodem a 70-90% dos custos de produção totais. A bromelina é uma
enzima que pode ser obtida a partir do abacaxi, incluindo suas partes consideradas como
resíduos e apresenta alto valor comercial. Os processos de separação por membranas aparecem
como um método atrativo, como é o caso das membranas de afinidade, que combinam alta
seletividade com a alta produtividade associada às membranas de filtração. No entanto, apesar
dessas vantagens, pouco se tem estudado a respeito da aplicação dessa membrana na separação
da bromelina. O objetivo desse trabalho foi produzir membranas de afinidade porosas através
da modificação superficial de membrana comercial de policarbonato e produzir membranas de
afinidade densa através da modificação superficial de membranas densas de poli (álcool
vinílico) (PVA) sintetizadas em laboratório. Ambas foram aplicadas na separação da
bromelina e da albumina de soro bovino (BSA), proteína modelo. Para isso, foram investigados
os parâmetros para o desenvolvimento dessas membranas, como temperatura de secagem de
PVA, concentração de glutaraldeído (GA), temperatura de imobilização de adsorvente (azul de
Coomassie brilhante), assim como os processos de adsorção e dessorção. Os resultados de
permeabilidade hidráulica e adsorção de BSA deram indícios da modificação superficial,
mostrando que a rota proposta apresenta potencial para ser utilizada no desenvolvimento de
membranas de afinidade. No caso da BSA, foi possível comprovar que a modificação
superficial aumentou em 76% a adsorção dessa proteína na membrana densa, com dessorção de
76%. Na membrana porosa em sistema contínuo, foi possível adsorver 67,71 mg de BSA por
grama de membrana. No caso da bromelina, em pH 6,5, obteve-se a adsorção de 61,07 mg de
bromelina por grama de membrana porosa e 6 % dela foi dessorvida em membrana densa com
aumento expressivo na atividade enzimática específica de 76,7 para 989,1 U/mg.
Abstract
There is a great deal of interest in protein separation and concentration processes, as purification
steps correspond to 70-90% of total production costs. Bromelain is an enzyme that can be
obtained from pineapple, including its parts considered as residues and has high commercial
value. The membrane separation processes appears as an attractive method, as is the case of
affinity membranes, which combine high selectivity with high productivity associated with
filtration membranes. However, despite these advantages, little has been studied regarding the
application of this membrane in the separation of bromelain. The objective of this work was to
produce porous affinity membranes through the surface modification of commercial
polycarbonate membrane and to produce dense affinity membranes by surface modification of
dense polyvinyl alcohol (PVA) membranes synthesized in laboratory. Both were applied in the
separation of bromelain and bovine serum albumin (BSA), model protein. For this, the
parameters for the development of these membranes, such as PVA drying temperature,
glutaraldehyde concentration (GA), adsorbent immobilization temperature (Coomassie blue
brilliant), as well as the adsorption and desorption processes were investigated. The results of
hydraulic permeability and adsorption of BSA gave evidence of surface modification, showing
that the proposed route has potential to be used in the development of affinity membranes. In
the case of BSA, it was possible to prove that the surface modification increased the adsorption
of this protein by 76% in the dense membrane, with 76% desorption. In the porous membrane
in a continuous system, it was possible to adsorb 67.71 mg of BSA per gram of membrane. In
the case of bromelain at pH 6.5, 61.07 mg of bromelain per gram of porous membrane was
obtained and 6% of it was desorbed on a dense membrane with an expressive increase in
specific enzyme activity from 76.7 to 989.1 U / mg.
Assunto
Engenharia química, Bromelina, Separação de membrana, Adsorção
Palavras-chave
Bromelina, Membrana, Afinidade, Adsorção