Repositorio
Institucional

Ciudad, Gustavo

Reyes, Isaac

Azocar, Laura

Briones, Reinaldo

Jorquera, Milko

Wick, Lukas Y.

Navia, Rodrigo

Innovative approaches for effective selection of lipase-producing microorganisms as whole cell catalysts for biodiesel production

ELSEVIER

NEW BIOTECHNOLOGY

en

The high cost of commercial lipases limits their industrial application in the production of biodiesel or fatty acid methyl esters (FAME). This disadvantage has encouraged the search for lipase-producing microorganisms (LPMs) as potential whole cell catalysts for FAME production. The aim of this study, therefore, was to evaluate innovative procedures for easy selection and testing of LPMs as a low-cost whole cell catalyst, based on catalytic performance, methanol tolerance and physico-chemical cell surface properties. The latter (in particular the cell surface hydrophobicity and charge) were analyzed because of their crucial role in microbial adhesion to surfaces and the concomitant increase in cell immobilization and bioavailability of hydrophobic substrates. Biocatalysis experiments performed in the presence of nutrient, rapeseed oil and methanol were an effective tool for studying and identifying, in just two experiments, the capacity of different LPMs as biocatalysts in organic media, as well as the methanol tolerance of the cell and the lipase. This indicates the potential for using live microorganisms for FAME production. Another finding was that the inhibitory effect of methanol is more significant for lipase activity than LPM growth, indicating that the way in which alcohol is supplied to the reaction is a crucial step in FAME production by biocatalysts. According to these results, the application of these innovative assessments should simplify the search for new strains which are able to effectively catalyze the FAME production process.#El elevado coste de las lipasas comerciales limita su aplicación industrial en la producción de biodiésel o ésteres metílicos de ácidos grasos (FAME). Esta desventaja ha impulsado la búsqueda de microorganismos productores de lipasa (MPL) como potenciales catalizadores de células enteras para la producción de FAME. Por lo tanto, el objetivo de este estudio fue evaluar procedimientos innovadores para la fácil selección y prueba de MPL como catalizador de células enteras de bajo coste, basándose en el rendimiento catalítico, la tolerancia al metanol y las propiedades fisicoquímicas de la superficie celular. Estas últimas (en particular, la hidrofobicidad y la carga de la superficie celular) se analizaron debido a su papel crucial en la adhesión microbiana a las superficies y el consiguiente aumento de la inmovilización celular y la biodisponibilidad de sustratos hidrofóbicos. Los experimentos de biocatálisis realizados en presencia de nutrientes, aceite de colza y metanol resultaron una herramienta eficaz para estudiar e identificar, en tan solo dos experimentos, la capacidad de diferentes MPL como biocatalizadores en medios orgánicos, así como la tolerancia al metanol de la célula y la lipasa. Esto indica el potencial del uso de microorganismos vivos para la producción de FAME. Otro hallazgo fue que el efecto inhibidor del metanol es más significativo para la actividad de la lipasa que para el crecimiento de LPM, lo que indica que la forma en que se suministra el alcohol a la reacción es un paso crucial en la producción de FAME mediante biocatalizadores. Según estos resultados, la aplicación de estas evaluaciones innovadoras debería simplificar la búsqueda de nuevas cepas capaces de catalizar eficazmente el proceso de producción de FAME.

artículo original

This research was sponsored by CONICYT Project 79090009, PIA Project DI10-7001, Chilean FONDECYT Projects 3080021 and 1090382 and Chilean PBCT-CONICYT Project TPI-16.

Esta investigación fue patrocinada por el Proyecto CONICYT 79090009, el Proyecto PIA DI10-7001, los Proyectos chilenos FONDECYT 3080021 y 1090382 y el Proyecto chileno PBCT-CONICYT TPI-16.

10.1016/j.nbt.2011.03.009

pdf

biomass support particles

fuel production

acinetobacter-calcoaceticus

pseudomonas-fluorescens

serratia-marcescens

bacterial adhesion

carbon-sources

oil

biocatalysts

transesterification

Partículas de soporte de biomasa

producción de combustible

Acinetobacter calcoaceticus

Pseudomonas fluorescens

Serratia marcescens

adhesión bacteriana

fuentes de carbono

petróleo

biocatalizadores

transesterificación

biomass support particles

fuel production

acinetobacter-calcoaceticus

pseudomonas-fluorescens

serratia-marcescens

bacterial adhesion

carbon-sources

oil

biocatalysts

transesterification

Partículas de soporte de biomasa

producción de combustible

Acinetobacter calcoaceticus

Pseudomonas fluorescens

Serratia marcescens

adhesión bacteriana

fuentes de carbono

petróleo

biocatalizadores

transesterificación

Biotecnología Industrial#Tecnología de Bioprocesamiento, Biocatálisis y Fermentación

Innovative approaches for effective selection of lipase-producing microorganisms as whole cell catalysts for biodiesel production

NEW BIOTECHNOLOGY

hibrida

verde

restringido

restringido

PMID 21458602

en

artículo original

versión publicada

ANID CONICYT FONDECYT 79090009

ANID CONICYT PIA Project DI10-7001

ANID CONICYT FONDECYT 3080021#ANID CONICYT FONDECYT 1090382

ANID PBCT-CONICYT TPI-16

ANID CONICYT FONDECYT 79090009

ANID CONICYT PIA Project DI10-7001

ANID CONICYT FONDECYT 3080021

ANID CONICYT FONDECYT 1090382

ANID PBCT-CONICYT TPI-16

ELSEVIER

1871-6784

375

381

Biochemical Research Methods

Biotechnology & Applied Microbiology

Métodos de investigación bioquímica

Biotecnología y microbiología aplicada

pdf

WOS:000292717500012