Exportar este item: EndNote BibTex

Use este identificador para citar ou linkar para este item: https://tedebc.ufma.br/jspui/handle/tede/6004
Tipo do documento: Tese
Título: Transesterificação do óleo de coco ariri (Syagrus cocoides Martius) por catálise enzimática: uma abordagem teórica e experimental
Título(s) alternativo(s): Transesterification of ariri coconut oil (Syagrus cocoides Martius) by enzymatic catalysis: a theoretical and experimental approach
Autor: LIRA JUNIOR, Carlos Alberto 
Primeiro orientador: MACIEL, Adeilton Pereira
Primeiro membro da banca: MACIEL, Adeilton Pereira
Segundo membro da banca: LUZ, Rita de Cássia Silva
Terceiro membro da banca: RIBEIRO, Rachel Melo
Quarto membro da banca: OLIVEIRA, Marcelo Moizinho
Quinto membro da banca: FIGUEREDO, Gilvan Pereira de
Resumo: O estado do Maranhão possui diferentes espécies de plantas nativas que podem ser utilizadas como produtoras de óleos vegetais, dentre as quais a palmeira do coco ariri (Syagrus cocoides Martius). Seu óleo obtido a partir do seu fruto (coco), pode ser transesterificado com álcoois específicos e o produto aplicado nas mais diversas áreas da indústria. Diante desse potencial, este estudo tem como principal objetivo investigar a transesterificação do óleo de coco ariri utilizando as enzimas Amano Lipase PS, de Burkholderia cepacia e Amano lipase PS-IM (imobilizada em terra diatomácea) como biocatalisadores. Na busca por metodologias que trouxessem melhores rendimentos reacionais, realizou-se um estudo de revisão sobre as principais metodologias aplicadas às reações de transesterificação enzimática de óleos vegetais, com ênfase no uso de biocatalisadores. As lipases que se destacaram por sua seletividade e estabilidade em condições reacionais diversas, além de suas vantagens em relação a métodos químicos tradicionais, como menor impacto ambiental e maior pureza dos produtos. Paralelamente, foi realizada uma breve revisão dos principais métodos de química computacional utilizados na investigação da estabilidade e na eficiência de diferentes tipos de reações. Essa revisão permitiu que fosse utilizado o método correto para avaliar o comportamento de cada substrato dentro do meio reacional, de modo que simulações de dinâmica molecular (DM) em uma mistura de mecânica quântica/mecânica molecular (QM/MM) permitiram investigar, as interações entre o ácido láurico (principal componente do óleo de coco ariri) e os sítios ativos das lipases, envolto de diferentes tipos de álcoois. Ao final, ensaios experimentais avaliaram os efeitos das diferentes razões molares de óleo/etanol e das cargas catalíticas (2%, 5% e 10%) nos teores de ésteres obtidos. Os melhores resultados foram obtidos com a lipase imobilizada de Burkholderia cepacia, utilizando uma carga catalítica de 2% e uma razão óleo/etanol de 1:4, alcançando rendimentos de até 67,1%. Por outro lado, para a lipase na forma livre, os melhores rendimentos (62,8%) foram observados com uma carga catalítica de 10% e uma razão óleo/etanol de 1:6. Esses dados corroboram a adequação do óleo de coco ariri como um substrato promissor e sustentável para reações de transesterificação, evidenciando o papel estratégico das metodologias revisadas e das análises computacionais na otimização do processo.
Abstract: The state of Maranhão has several native plant species that can be used to produce vegetable oils, including the ariri coconut palm (Syagrus cocoides Martius). The oil obtained from its fruit (coconut) can be transesterified with specific alcohols and the product applied in the most diverse areas of industry. In view of this potential, the main objective of this study is to investigate the transesterification of coconut ariri oil using the enzymes Amano Lipase PS, from Burkholderia cepacia and Amano Lipase PS-IM (immobilized in diatomaceous earth) as biocatalysts. A review study was conducted to identify methodologies that yield enhanced reaction yields. The study examined the predominant methodologies employed in the enzymatic transesterification reactions of vegetable oils, with a particular focus on the utilization of biocatalysts. The lipases demonstrated notable selectivity and stability under varied reaction conditions were identified as being advantageous over conventional chemical methods due to their reduced environmental impact and enhanced product purity. Concurrently, a concise review was conducted of the predominant computational chemistry methods employed to assess the stability and efficiency of diverse reaction types. This review established the appropriate methodology for evaluating the behavior of each substrate within the reaction medium. Consequently, molecular dynamics (MD) simulations in a mixture of quantum mechanics/molecular mechanics (QM/MM) were employed to investigate the interactions between lauric acid (the primary component of coconut ariri oil) and the active sites of lipases, surrounded by various types of alcohols. Subsequently, experimental tests were conducted to assess the impact of varying oil-to-ethanol molar ratios and catalytic loads (2%, 5%, and 10%) on the ester content obtained. The optimal conditions for this process were determined to be an immobilized lipase from Burkholderia cepacia, a catalytic load of 2%, and an oil/ethanol ratio of 1:4, yielding a maximum of 67.1% of the desired product. Conversely, for lipase in free form, the optimal yields (62.8%) were attained with a catalytic load of 10% and an oil/ethanol ratio of 1:6. These findings underscore the viability of coconut ariri oil as a prospective, eco-friendly substrate for transesterification reactions, underscoring the efficacy of the revised methodologies and computational analyses in optimizing the process.
Palavras-chave: bioprocesso;
biocatalizadores imobilizados;
síntese de ésteres;
biotecnologia industrial;
Química verde;
bioprocess;
immobilized biocatalysts;
ester synthesis;
industrial biotechnology;
green Chemistry
Área(s) do CNPq: Química
Idioma: por
País: Brasil
Instituição: Universidade Federal do Maranhão
Sigla da instituição: UFMA
Departamento: DEPARTAMENTO DE QUÍMICA/CCET
Programa: PROGRAMA DE PÓS-GRADUAÇÃO EM BIOTECNOLOGIA - RENORBIO/CCBS
Citação: LIRA JUNIOR, Carlos Alberto. Transesterificação do óleo de coco ariri (Syagrus cocoides Martius) por catálise enzimática: uma abordagem teórica e experimental. 2025. 162 f. Tese (Programa de Pós-Graduação em Biotecnologia- RENORBIO/CCBS) - Universidade Federal do Maranhão, São Luís, 2025,
Tipo de acesso: Acesso Aberto
URI: https://tedebc.ufma.br/jspui/handle/tede/6004
Data de defesa: 14-Fev-2025
Aparece nas coleções:TESE DE DOUTORADO - PROGRAMA DE PÓS-GRADUAÇÃO EM BIOTECNOLOGIA/RENORBIO

Arquivos associados a este item:
Arquivo Descrição TamanhoFormato 
Carlos_Lira.pdfTese de Doutorado3,56 MBAdobe PDFBaixar/Abrir Pré-Visualizar


Os itens no repositório estão protegidos por copyright, com todos os direitos reservados, salvo quando é indicado o contrário.