Remediação de Compostos Fenólicos em Águas Residuárias a partir de Enzimas Oxidativas Extraídas de Cabeça de Camarão, Engenharia Química.Prof. M.Sc. Everton Skoronski e Prof. Dr. Jair Juarez João .Grupo de Pesquisas em Catálise Enzimática e Síntese Orgânica – GRUCENSO. Curso de Engenharia Química, Campus Sul, Unidade de Tubarão. PUIP.

IntroduçãoOs métodos utilizados para a remediação de fenol

encontrados em rejeitos industriais são diversos. Dentre os principais, podemos citar a remoção por adsorção em carvão ativado e as oxidações biológicas e químicas. Entretanto, os métodos utilizados atualmente apresentam desvantagens como alto custo de operação, baixa eficiência de remoção e geração de subprodutos com maior grau de toxicidade frente ao fenol.

Diante desse quadro, surge a necessidade de busca por novos processos que efetuem a remoção do contaminante, com eficiência e reduzido custo de operação. A oxidação de fenol, catalisada por enzimas oxidativas, vêm, recentemente, apresentando resultados promissores com relação à remoção do fenol em águas residuárias . O processo envolve a oxidação dos compostos aromáticos efetuada por oxigênio ou peróxido de hidrogênio dissolvido no meio, mediada por enzimas oxidativas.

Os resíduos de camarão gerados em significativa quantidade na região sul de Santa Catarina são também é uma fonte de obtenção de enzimas oxidativas. No camarão, as enzimas fenoloxidases são responsáveis pelo aparecimento da cor marrom no crustáceo. Essa enzima está relacionada com a biosíntese de melanina, que é um mecanismo de defesa contra microrganismos invasores.

Dessa forma, o objetivo geral desse trabalho foi avaliar a eficiência de obtenção de extratos enzimáticos a partir de resíduos de camarão, ricos em enzimas oxidativas, que aumentem a taxa de oxidação de fenol e compostos fenólicos em reatores enzimáticos.

MetodologiaExtração das enzimas

Os extratos foram obtidos através da mistura, sob agitação por 60 segundos a 4ºC, dos resíduos de camarão (50g) imersos em 100 mL de cada solução tampão contendo as seguintes composições:Os extratos obtidos foram centrifugados a 15000 rpm por 30 minutos a 4ºC e o sobrenadante foi coletado e armazendado sob refrigeração para medida da atividade enzimática. Determinação da concentração de fenol  A concentração de fenol foi determinada pelo método colorimétrico direto (APHA, 1992), empregando o regente 4-aminoantipirina como agente complexante. Amostras de 5 mL de solução de fenol foram diluídas com água deionizada gerando um volume de 100 mL. A partir disso foram adicionados 2mL de solução tampão amônia pH=10, 2mL de solução 2% de 4-aminoantipirina e 2mL de solução 8% de ferrocianeto de potássio. As soluções resultantes foram analisadas em espectrofotômetro UV-VIS a 504 nm. Determinação da atividade

Para determinação da atividade enzimática foram preparados em erlenmeyers de 250 mL soluções contendo 100 mL de solução de fenol (10, 25, 50 e 100 ppm), peróxido de hidrogênio na proporção molar de fenol:peróxido de 1:8, extrato enzimático (10, 20, 30% em base volumétrica). As reações eram mantidas sob agitação constante em Banho-Maria tipo DubNoff durante 60 minutos sob agitação constante (40 rpm) e temperatura controlada (20, 30, 40 e 50ºC). O pH (4,0 – 9,0) do meio também era ajustado com solução hidróxido de sódio 0,1M ou ácido clorídrico 0,1M dependendo do experimento utilizado. A atividade enzimática era determinada medindo-se a concentração de fenol no início da reação e após 60 minutos de oxidação. Uma unidade de atividade foi definida como sendo a quantidade de enzima necessária para oxidar 1 mmol de fenol em 1 hora.

Resultados

ConclusõesAtravés dos resultados obtidos podemos perceber

que é possível obtermos enzimas oxidativas de fenol a partir de resíduos da cabeça de camarão. O pH ótimo para máxima atividade é entre 6,0 e 7,0 a temperatura ótima é de 40ºC e a adição de PEG no extrato enzimático favorece a obtenção de extrato com maior atividade. A remoção de fenol observada ainda é beixada não ultrapassando 20%.

Bibliografia•Durán, N., Esposito, E.. Potential aplications of oxidative enzymes and phenoloxidase-like compounds in wastewater and soil treatment: a review. Aplied Catalysis. 2000:83-99.•Whiteley, C. G., Lee, D. J.. Enzyme technology and biological remediation. Enzyme and Microbial Technology. 2006:291-316.•Marshal, M.. Phenoloxidase from shrimp: purification and some properties. Journal Agric. Food Chemistry. 1987:918-921.

Apoio Financeiro: Unisul

Trituração 4ºC, 1min.

50g

100 mL

Extrato BrutoH2O2 : Fenol

8:1

Alíquotas para determinação fenol

(4-AAP) após 60min.

Concentração

de fenol (ppm)

Temperatura

(°C)

Atividade (U)

10 20 0,05

25 20 0,16

50 20 0,18

100 20 0,27

10 30 0,12

25 30 0,45

50 30 0,88

100 30 1,03

10 40 1,01

25 40 1,76

50 40 1,81

100 40 2,01

10 50 0,41

25 50 0,56

50 50 0,82

100 50 1,01

Reações (20-50ºC) e (10-100ppm)

10-30%