Biotecnologia Enzimática

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Luis António Paulino Passarinha
Código:
18378
Ano:
1
Semestre:
S1
Créditos ECTS:
6
Carga Horária:
PL(30H)/T(30H)
Área Científica:
Biotecnologia
Objectivos de Aprendizagem:
- Conhecer e descrever os principais métodos de imobilização enzimática.
- Compreender a relevância de aplicação de números adimensionais em sistemas imobilizados.
- Caracterizar e modular sistemas não convencionais (solventes orgânicos, líquidos iónicos, fluidos supercríticos).
- Dimensionar reatores imobilizados: equações de Projeto, tempo de residência normalizado e grau de conversão.
- Desenvolver modelos de cálculo da desativação enzimática.
- Adquirir manuseamento laboratorial na preparação de sistemas imobilizados com células.
- Efetuar, avaliar e comparar os parâmetros cinéticos intrínsecos de sistemas enzimáticos livres e imobilizados.
- Desenvolver a capacidade criativa, integradora e inovadora na resolução de problemas na área biotecnologia enzimática.
Conteúdos programáticos:
T: Métodos de imobilização de enzimas (retic., ads., ligação iónica, covalente, microencapsulação e oclusão). Efeitos conformacionais, estereoquímicos, partição. Transferência de massa (Damkhöler, Biot, fator de efetividade interna e externo, módulo Thiele e de substrato). Biocatálise em meios não convencionais: (1) solventes orgânicos (seleção, tox., perfis de concentração), (2) Líquidos iónicos (estrutura, propriedades químicas e físicas, extração com CO2-sc, aplic.), (3) Fluidos supercríticos (caracterização, difusividade, toxicidade, impacto ambiental, remoção), (4) Nanobiocatálise (Partículas de ouro). Modelação de reatores enzimáticos descontínuos, contínuos e de fluxo tipo pistão. Desativação enzimática. Imobilização enzimática na indústria alimentar e de aromas (Proteases, Aminoaciclases, Glucose isomerases). P: Imobilização Saccharomyces cerevisiae em microesferas de Alginato de sódio. Cinética hidrólise da sacarose. Imobilização Tirocinase para conversão Pyrocatecol em L-DOPA
Metodologias de Ensino e Critérios de Avaliação:
Teóricas em modelo presencial e com o peso de 65% na classificação final. Durante o período de ensino aprendizagem (CEA) a classificação mínima para aprovação na componente teórica é de 9,5 valores, após a média aritmética dos dois testes a realizar. A classificação mínima de admissão ao exame final é de 9,5 valores na componente prática. - Práticas em modo presencial tem o peso de 35% na classificação final. Avaliação oral (30%) e desempenho laboratorial (5%). É obrigatória a aprovação nas aulas práticas, com a nota mínima de 9,5 valores. Classificação Ensino Aprendizagem = 0,65 OT + 0,35 PL - Os exames avaliam toda a matéria lecionada, sendo contabilizada na nota final obtida, se superior ou igual a 9,5 valores, a ponderação da componente prática, exceto em situações de melhoria de nota.
Bibliografia principal:
1-”Engenharia Enzimática”, Joaquim M.S. Cabral, Maria Raquel Aires-Barros, Lidel, 2003.
2-”Biochemical Engineering”, Harvey W. Blanch, Douglas S. Clark MARCEL DEKKER 1997.
3- Principles of Fermentation Technology, 2nd Edition, Stanbury, Whitaker & Hall, BH 1995.
4- Homaei A. Enzyme Immobilization and its Application in the Food Industry. Advances in Food Biotechnology, 2016,
doi:10.1002/9781118864463.ch09.
5- Potdar MK, Kelso GF, Schwarz L, Zhang C, Hearn MTW. Recent Developments in Chemical Synthesis with Biocatalysts in Ionic Liquids, 2015, Molecules, 20: 16788-16816; doi:10.3390/molecules200916788.
6- Gomes et al., ”Tyrosinase immobilization in nickel-crosslinked gellan microspheres and conversion of L-DOPA to dopachrome”, Journal of Chemical Education, 2021.
7- Sojitra UV, Nadar SS, Rathod VK. A magnetic tri-enzyme nanobiocatalyst for fruit juice clarification, 2016, Food Chemistry, 213: 296-305.
Língua:
Português