Imobilização de ß-galactosidase em membrana nanofibrosa

Abstract

O objectivo deste trabalho consistiu no desenvolvimento de matrizes nanofibrosas por electrospinning para a imobilização da enzima - galactosidase. Para tal, foi utilizado álcool polivinílico (PVA), um polímero sintético solúvel em água, para a produção das matrizes. Para permitir a utilização destas matrizes em meio aquoso, as membranas sofreram crosslinking por imersão em glutaraldeído, sendo as fibras caracterizadas por microscopia electrónica de varrimento (SEM). A concentração de 100 mmol/L de glutaraldeído revelou ser eficiente para manter a morfologia das nanofibras após imersão em água durante várias horas. A percentagem de imobilização enzimática foi determinada espectrofotometricamente, obtendo-se um valor médio de 83%. Estes resultados permitiram fazer um estudo comparativo da actividade e estabilidade da -galactosidase livre e imobilizada. A actividade máxima da enzima imobilizada nas fibras foi de 3,86% em relação à enzima livre registando ainda uma retenção da actividade de aproximadamente 70% após 4 ciclos de reutilização. Tanto as matrizes nanofibrosas produzidas como os resultados de actividade e estabilidade enzimática obtidos mostram potenciais vantagens relativamente aos métodos enzimáticos tradicionais. No entanto, há ainda a necessidade de melhorar a actividade catalítica das formas imobilizadas para permitir uma aplicação rentável a nível industrial.

The aim of this work was the development of nanofibrous matrices by electrospinning for the entrapment of -galactosidase enzyme. Therefore, it was used polyvinyl alcohol (PVA), which is a water-soluble synthetic polymer, to electrospun the matrices. The nanofibrous membranes were crosslinked by immersion in glutaraldehyde in order to be used in an aqueous medium. Fibers were characterized by Scanning Electron Microscopy (SEM). A glutaraldehyde concentration of 100 mmol/L was efficient to maintain fibers morphology after water immersion during several hours. The enzymatic immobilization yield was spectrophotometricaly determined, with an average value of 83%. Based on these results, a comparative study between free and immobilized - galactosidase activity and stability was made. The maximum activity of the entrapped enzyme was 3.86% of the free form while retaining approximately 70% of the initial activity after 4 reutilization cycles. The nanofibrous matrices produced and the enzymatic stability and activity results show the potential advantages of this new method regarding the traditional enzymatic procedures. However, it is necessary to enhance the obtained catalytic activity for the immobilized enzyme forms in order to achieve a profitable industrial application.