Recent progress in magnetic nanoparticles and mesoporous materials for enzyme immobilization: an update / Progresso recente em nanopartículas magnéticas e materiais mesoporosos para imobilização de enzimas: uma atualização

Enzymes immobilized onto substrates with excellent selectivity and activity show a high stability and can withstand extreme experimental conditions, and their performance has been shown to be retained after repeated uses. Applications of immobilized enzymes in various fields benefit from their unique characteristics. Common methods, including adsorption, encapsulation, covalent attachment and crosslinking, and other emerging approaches (e.g., MOFs) of enzyme immobilization have been developed mostly in recent years. In accordance with these immobilization methods, the present review elaborates the application of magnetic separable nanoparticles and functionalized SBA-15 and MCM-41 mesoporous materials used in the immobilization of enzymes.

Enzimas imobilizadas em substratos com excelente seletividade e atividade apresentam alta estabilidade e podem suportar condições experimentais extremas, e seu desempenho foi mantido após repetidos usos. As aplicações de enzimas imobilizadas em vários campos se beneficiam de suas características únicas. Métodos comuns, incluindo adsorção, encapsulamento, ligação covalente e reticulação, e outras abordagens emergentes (por exemplo, MOFs) de imobilização de enzima, foram desenvolvidos principalmente nos últimos anos. De acordo com esses métodos de imobilização, a presente revisão elabora a aplicação de nanopartículas magnéticas separáveis e materiais mesoporosos funcionalizados SBA-15 e MCM-41 usados na imobilização de enzimas.

Recent progress in magnetic nanoparticles and mesoporous materials for enzyme immobilization: an update

Abstract Enzymes immobilized onto substrates with excellent selectivity and activity show a high stability and can withstand extreme experimental conditions, and their performance has been shown to be retained after repeated uses. Applications of immobilized enzymes in various fields benefit from their unique characteristics. Common methods, including adsorption, encapsulation, covalent attachment and crosslinking, and other emerging approaches (e.g., MOFs) of enzyme immobilization have been developed mostly in recent years. In accordance with these immobilization methods, the present review elaborates the application of magnetic separable nanoparticles and functionalized SBA-15 and MCM-41 mesoporous materials used in the immobilization of enzymes.

Resumo Enzimas imobilizadas em substratos com excelente seletividade e atividade apresentam alta estabilidade e podem suportar condições experimentais extremas, e seu desempenho foi mantido após repetidos usos. As aplicações de enzimas imobilizadas em vários campos se beneficiam de suas características únicas. Métodos comuns, incluindo adsorção, encapsulamento, ligação covalente e reticulação, e outras abordagens emergentes (por exemplo, MOFs) de imobilização de enzima, foram desenvolvidos principalmente nos últimos anos. De acordo com esses métodos de imobilização, a presente revisão elabora a aplicação de nanopartículas magnéticas separáveis e materiais mesoporosos funcionalizados SBA-15 e MCM-41 usados na imobilização de enzimas.

Recent progress in magnetic nanoparticles and mesoporous materials for enzyme immobilization: an update / Progresso recente em nanopartículas magnéticas e materiais mesoporosos para imobilização de enzimas: uma atualização

Enzymes immobilized onto substrates with excellent selectivity and activity show a high stability and can withstand extreme experimental conditions, and their performance has been shown to be retained after repeated uses. Applications of immobilized enzymes in various fields benefit from their unique characteristics. Common methods, including adsorption, encapsulation, covalent attachment and crosslinking, and other emerging approaches (e.g., MOFs) of enzyme immobilization have been developed mostly in recent years. In accordance with these immobilization methods, the present review elaborates the application of magnetic separable nanoparticles and functionalized SBA-15 and MCM-41 mesoporous materials used in the immobilization of enzymes.

Enzimas imobilizadas em substratos com excelente seletividade e atividade apresentam alta estabilidade e podem suportar condições experimentais extremas, e seu desempenho foi mantido após repetidos usos. As aplicações de enzimas imobilizadas em vários campos se beneficiam de suas características únicas. Métodos comuns, incluindo adsorção, encapsulamento, ligação covalente e reticulação, e outras abordagens emergentes (por exemplo, MOFs) de imobilização de enzima, foram desenvolvidos principalmente nos últimos anos. De acordo com esses métodos de imobilização, a presente revisão elabora a aplicação de nanopartículas magnéticas separáveis e materiais mesoporosos funcionalizados SBA-15 e MCM-41 usados na imobilização de enzimas.

Imobilização da pancreatina em carvão ativado e em alumina para o preparo de hidrolisados de soro de leite / Immobilization of pancreatin in activated carbon and in alumina for preparing whey hydrolysates

Tendo como objetivo a redução de custos do processo de fabricação de hidrolisados protéicos, estudou-se neste trabalho a imobilização da pancreatina, por adsorção, em carvão ativado e em alumina. Para isso, foram testadas diferentes condições de imobilização (30, 60 e 90min a 25°C, e 12h a 5°C). Para verificar a taxa de imobilização, determinou-se indiretamente a enzima não adsorvida nos suportes. Ao se utilizar o carvão ativado, não foi observada diferença significativa entre as condições testadas, tendo-se obtido 100% de imobilização enzimática. Para a alumina, a melhor condição foi a de 90min, na qual se obteve 37% de imobilização. A medida do grau de exposição da fenilalanina, pela espectrofotometria derivada segunda, foi empregada para a determinação da estabilidade operacional da enzima, tendo sido mostrado que a imobilização em carvão ativado e em alumina permitiu a reutilização da pancreatina por até 5 vezes e 2 vezes, respectivamente.

Immobilization of pancreatin in activated carbon and in alumina was studied for producing protein hydrolysates, in order to reduce the process costs. Different immobilization conditions were tested (30, 60 and 90min at 25°C, and 12h at 5°C). For estimating the immobilization rate the amount of the non-adsorbed enzyme on the supports was indirectly determined. When activated carbon was used, no significant difference was observed among the tested conditions, obtaining 100% of enzymatic immobilization. In case of alumina, the best condition showed to be the 90min treatment which produced 37% of immobilization. The evaluation of the degree of exposition of phenylalanine, by second derivative spectrophotometry, was used for the determination of the enzyme operational stability, and showed that the immobilization in activated carbon and in alumina allowed the reusability of the pancreatin for 5 times and 2 times, respectively.