A review between whole-cells and immobilized lipases technologies for biodiesel and flavor esters production

Lipases are versatile enzymes that catalyze diverse reactions which allow their applications in various areas of the industry. However, biocatalysis faces an economical obstacle to be able to compete with conventional routes. Different strategies have been studied aiming to reduce the biocatalysts cost and to improve their catalytic activity and stability. Enzymatic immobilization is one of the most efficient strategies for making the enzyme application competitive on a large industrial scale, providing their continuous reuse, ease of separation of the reactional medium and higher process efficiency. Nevertheless, despite the technological advances achieved, biocatalysts are still costly for industrial uses due to enzyme recovery, purification, and immobilization steps. In this context comes the whole cells (WC) technology as a form of immobilization in which the cells themselves, usually grown on a support, are applied in the biotransformation process, containing the proteins of interest adhered to their surface, allowing easy separation, reuse and dispensing the purification step. Although whole cells technology has become a valuable tool for many biotransformation processes, there are some inherent drawnbacks associated that hindered its advance in industrial scale, and many studies have been performed aiming to optimize their performance. This paper presents a review between whole cells and immobilized lipases technologies, mainly related to biodiesel and flavor esters synthesis, since these are largely reported in literature. Keywords: Enzyme. Lipases. Immobilization. Whole cells biocatalysts. Biodiesel synthesis. Flavor esters. Uma revisao entre tecnologias de celulas integras e lipases imobilizadas para producao de biodiesel e esteres de sabor As lipases sao enzimas versateis que catalisam diversas reacoes e podem ser aplicadas em varias areas da industria. No entanto, a biocatalise enfrenta um obstaculo economico para poder competir com as rotas convencionais. Diferentes estrategias tem sido estudadas com o objetivo de reduzir o custo dos biocatalisadores e melhorar a atividade e estabilidade catalitica. A imobilizacao enzimatica e uma das estrategias mais eficientes para tornar a aplicacao de enzimas competitiva em larga escala industrial, proporcionando reutilizacao continua, facilidade de separacao do meio reacional e maior eficiencia do processo. No entanto, apesar dos avancos tecnologicos alcancados, os biocatalisadores ainda sao caros para usos industriais devido as etapas de recuperacao, purificacao e imobilizacao de enzimas. Nesse contexto, surge a tecnologia de celulas integras (CI) como uma forma de imobilizacao, na qual as proprias celulas, geralmente cultivadas em um suporte, sao aplicadas no processo de biotransformacao, contendo as proteinas de interesse aderidas a sua superficie, permitindo facil separacao, reutilizacao e dispensando a etapa de purificacao. Embora a tecnologia de celulas inteiras tenha se tornado uma ferramenta valiosa para muitos processos de biotransformacao, existem alguns inconvenientes inerentes, que impediram seu avanco em escala industrial, e muitos estudos foram realizados com o objetivo de otimizar seu desempenho. Este artigo apresenta uma revisao entre as tecnologias de celulas integras e de lipases imobilizadas, principalmente relacionadas as sinteses de biodiesel e de esteres de sabor, uma vez que estas sao amplamente relatadas na literatura. Palavras-chave: Enzima. Lipases. Imobilizacao. Biocatalisadores de celulas integras. Sintese de biodiesel. Esteres de sabor. Resumen Una revision entre las tecnologias de celulas enteras y lipasas inmovilizadas para la produccion de biodiesel y esteres de sabor Las lipasas son enzimas versatiles que catalizan diversas reacciones que permiten su aplicacion en diversas areas de la industria. Sin embargo, la biocatalisis se enfrenta a un obstaculo economico para poder competir con las rutas convencionales. Se han estudiado diferentes estrategias con el objetivo de reducir el costo de los biocatalizadores y mejorar su actividad catalitica y estabilidad. La inmovilizacion enzimatica es una de las estrategias mas eficientes para hacer que la aplicacion de enzimas sea competitiva en gran escala industrial, proporcionando su reutilizacion continua, facilidad de separacion del medio de reaccion y mayor eficiencia del proceso. Sin embargo, a pesar de los avances tecnologicos logrados, los biocatalizadores siguen siendo costosos para usos industriales debido a los pasos de recuperacion, purificacion e inmovilizacion de enzimas. En este contexto, surge la tecnologia de celulas enteras (WC) como una forma de inmovilizacion en la que las propias celulas, generalmente cultivadas sobre un soporte, se aplican en el proceso de biotransformacion, conteniendo las proteinas de interes adheridas  su superficie, permitiendo una facil separacion, reutilizacion y dispensar la etapa de purificacion. Mismo que la tecnologia de celulas enteras se ha convertido en una herramienta valiosa para muchos procesos de biotransformacion, existen algunos inconvenientes inherentes asociados que afectaron su avance a escala industrial, y se han realizado muchos estudios con el objetivo de optimizar su desempeno. Este articulo presenta una revision entre las tecnologias de celulas enteras y lipasas inmovilizadas, principalmente relacionadas con la sintesis de biodiesel y esteres de sabor, ya que estos estan ampliamente reportados en la literatura. Palabras clave: Enzima. Lipasas. Inmovilizacion. Biocatalizadores de celulas enteras. Sintesis de biodiesel. Esteres aromatizantes.