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Título: Aplicação de lacases na degradação de corantes sintéticos
Título(s) alternativo(s): Laccases application in the degradation of synthetic dyes
Autor(es): Rodak, Paola Cristina
Paulista, Priscila Fernanda
Orientador(es): Maciel, Giselle Maria
Palavras-chave: Corantes
Enzimas
Enzimas de fungos
Águas residuais - Purificação
Poluentes
Resíduos industriais
Fungos
Biodegradação
Química
Colorings matter
Enzymes
Fungal enzymes
Sewage - Purification
Pollutants
Factory and trade waste
Fungi
Biodegradation
Chemistry
Data do documento: 26-Jun-2017
Editor: Universidade Tecnológica Federal do Paraná
Câmpus: Curitiba
Referência: PAULISTA. Priscila Fernanda; RODAK, Paola Cristina. Aplicação de lacases na degradação de corantes sintéticos. 2017. 61 f. Trabalho de Conclusão de Curso (Graduação em Química) - Universidade Tecnológica Federal do Paraná, Curitiba, 2017.
Resumo: Lacases são enzimas, pertencentes à classe das oxirredutases, que podem ser encontradas em uma grande variedade de organismos, como bactérias, insetos, plantas, fungos, sendo os fungos da podridão branca os maiores responsáveis por sua produção. Estas enzimas possuem grande variedade de substratos e, por isso, apresentam ampla gama de aplicações tecnológicas, que envolvem desde o biobranqueamento de polpa de celulose, o branqueamento de fibras texteis e o tratamento de águas residuárias até a utilização em alimentos e síntese orgânica. Os corantes são uma classe de substratos de grande interesse pois são substâncias que podem ser recalcitrantes, tóxicas, mutagênicas e carcinogênicas. Estas substâncias são em geral de difícil degradação, mantendo-se estáveis à ação da luz, da temperatura e de produtos químicos. Contudo, as lacases são capazes de degradar alguns corantes pois oxidam grupos fenólicos contidos em sua estrutura. Porém, em muitos casos, é necessária a presença de mediadores que auxiliam indiretamente a enzima no processo de degradação do substrato, fazendo a transferência dos elétrons na reação enzimática de oxidação, aumentando, assim, o número de compostos sobre os quais a enzima atua. Neste sentido, o presente trabalho teve como objetivo produzir lacases por cultivo líquido utilizando o fungo Trametes sp., que se mostrou eficiente em meio de cultivo Ágar Extrato de Malte e em cultivo líquido contendo resíduos ligninocelulósicos,e a aplicação dessas enzimas em processos de degradação dos corantes sintéticos Azul Marinho reativo e Cristal Violeta, bem como avaliar a influência do mediador químico redox HBT no processo de degradação. Foram determinadas as atividades das enzimas espectrofotometricamente no comprimento de onda de 420 nm para a lacase, 310 nm para a lignina peroxidase e em 270 nm para a atividade de manganês peroxidase. O processo de degradação dos corantes foi determinado em espectofotometro , fazendo-se uma varredura na região entre 400 e 800 nm, sendo que o corante Azul Marinho Reativo apresentou comprimento de onda de maior absorção em 610 nm e o corante Cristal Violeta em 584,5 nm e os experimentos de biodegradação foram realizados para cada corante em seu maior comprimento de onda. A degradação dos corantes pelo extrato em presença do mediador foi eficiente. Para efeitos comparativos, foi utilizada paralelamente uma lacase comercial proveniente do fungo Pleurotus ostreatus, e os resultados de degradação foram semelhantes aos obtidos pela aplicação do extrato bruto de Trametes sp., sendo que ambos atingiram valores superiores a 70% de remoção em todos os experimentos, comprovando-se a ação principal de lacases fúngicas no processo de biodegradação e admitindo-se que a lacase produzida in vitro pode ser utilizada na degradação de corantes.
Abstract: Laccases are enzymes belonging to the class of oxirredutases, which do not require hydrogen peroxide as a co-substrate. It can be found in a wide variety of organisms, such as bacteria, insects, plants, fungus. Where the white rot fungus is the most responsible for its production. These enzymes have a wide variety of substrates and then, have a wide range of technological applications ranging from pulping of cellulose pulp, bleaching of textile fibers and wastewater treatment to food use and organic synthesis. Dyes are one of these substrates of great interest because they are substances that can be recalcitrant, toxic, mutagenic and carcinogenic. These substances are generally difficult to degrade, being stable to the action of light, temperature and chemicals. However, laccases are capable to degrade some dyes because they oxidize phenolic groups contained in their structure. Although, in many cases, it is necessary the presence of mediators to indirectly help the enzyme in the substrate degradation process by transferring the electrons to the oxidation enzymatic reaction, increasing the number of compounds where the enzyme acts. Thus, the objective of this paper was to produce laccases by liquid culture using the Trametes sp., that was efficient in culture medium Agar Extract of Malt and in liquid culture containing residues ligninocelulosicos the application of these enzymes in degradation processes of the Reactive Navy Marine and Violet Crystal, which are synthetic dyes, and evaluate the influence of the chemical redox mediator HBT in its degradation. The activities of the enzymes were determined spectrophotometrically at the wavelength of 420 nm for the laccase, 310 nm for the lignin peroxidase and at 270 nm for the activity of manganese peroxidase. The dye degradation process was determined in a spectrophotometer, with a scan in the region between 400 and 800 nm, and the Reactive Navy Marine dye showed the highest absorption wavelength at 610 nm and the Violet Crystal dye at 584,5 nm and the biodegradation experiments were performed for each dye at its highest wavelength. The degradation of the dyes by the extract in the presence of the mediator was efficient. For comparison purposes, a commercial laccase from Pleurotus ostreatus fungus was used in parallel, and the degradation results were similar to those obtained by the application of Trametes sp. crude extract, both of which reached values above 70% of removal in all experiments , proving the main action of fungal laccases in the process of biodegradation and assuming that the laccase produced in vitro can be used in the degradation of dyes.
URI: http://repositorio.roca.utfpr.edu.br/jspui/handle/1/10004
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