Purificação simultânea de anidrase carbônica e C-ficocianina
Autor: Andressa Jantzen da Silva Lucas (Currículo Lattes)
Resumo
A biomassa microalgal é uma fonte potencialmente atrativa para obtenção de diversos bioprodutos, dentre eles a C-ficocianina e a anidrase carbônica. C-ficocianina é um pigmento fotossintético acessório da família das ficobiliproteínas e tem sido utilizada como corante natural na indústria de alimentos. A anidrase carbônica é uma metaloenzima que catalisa a hidratação reversível do dióxido de carbono (CO2) com alta eficiência, sendo utilizada para captação de CO2 através de sistemas biológicos. Os métodos de extração, separação, purificação e a qualidade da matéria-prima desempenham papéis importantes durante o processo. Muitos métodos podem ser aplicados para purificação de bioprodutos, tais como precipitação, ultrafiltração, sistema aquoso bifásico ou a combinação destes seguido de uma ou mais etapas cromatográficas. A precipitação utilizando sulfato de amônio é uma das técnicas mais adotadas, tanto em escala laboratorial como industrial. A ultrafiltração tem ganhado importância na purificação de bioprodutos, pois pode ser aplicada na produção em larga escala e é simples de ser realizada. Além disso, esta técnica é normalmente realizada à temperatura ambiente, o que minimiza o dano térmico ao produto. Neste estudo, as técnicas de precipitação com sulfato de amônio e ultrafiltração foram utilizadas para purificar simultaneamente C-ficocianina e anidrase carbônica a partir de biomassa úmida de Spirulina platensis LEB-52. No primeiro artigo, foi estudado a precipitação direta utilizando diferentes faixas de saturações de sulfato de amônio (40, 50 e 60%) e diferentes valores de pH (6, 7 e 8). Através de um delineamento fatorial 22 com pontos centrais verificou-se que para alcançar um maior fator de purificação para anidrase carbônica e C-ficocianina deve-se utilizar pH 8 e saturação de sulfato de amônio de 60%, obtendo-se fator de purificação de anidrase carbônica e C-ficocianina de 572,2 e 2,6 vezes, respectivamente, valores esses associados a uma elevada recuperação, 90% e 3233% para C-ficocianina e anidrase carbônica. Além disso, C-ficocianina com pureza de grau alimentar (0,71) foi obtida. Os dois bioprodutos foram separados, uma vez que C-ficocianina foi obtida na fração precipitada e anidrase carbônica na fração sobrenadante. A influência do sulfato de amônio na atividade enzimática da anidrase carbônica (U/mL) também foi avaliada, onde a atividade da anidrase carbônica (U/mL) aumentou conforme o incremento na concentração de sal. No segundo artigo, fez-se uso da precipitação fracionada com sulfato de amônio e também verificou-se que foi possível separar C-ficocianina e anidrase carbônica. Para purificação simultânea dos dois bioprodutos os melhores resultados obtidos foram utilizando pH 8 e fracionamento na faixa de 0-20% / 20-50% de saturação de sulfato de amônio. Nestas condições foram obtidos fator de purificação de 347,0 vezes e recuperação de 3049% para anidrase carbônica e fator de purificação de 2,0 vezes e recuperação de 85% para C-ficocianina com pureza de 0,75. Não foi possível purificar simultaneamente C-ficocianina e anidrase carbônica utilizando ultrafiltração. Ao utilizar tubos Vivaspin® 15 Turbo, pode-se concluir que a membrana de 50 kDa permitiu a passagem dos dois bioprodutos e a de 100 kDa reteve os dois bioprodutos devido à incrustação da membrana. Ao se utilizar membrana de 100 kDa na ultrafiltração com célula também pode-se perceber que tanto a C-ficocianina quanto a anidrase carbônica permaneceram na fração retida, fazendo com que estas condições não se apliquem ao processo de separação.