Selection of lipases from Yarrowia lipolytica for the production of phytosterol esters - Souza, Aline Habibe de (UFRJ, 2024)
[PT] As lipases são biocatalisadores versáteis e verdes amplamente empregados nas indústrias farmacêutica, cosmética e alimentícia. Eles oferecem uma alternativa mais sustentável aos métodos químicos tradicionais e têm demonstrado notável sucesso na síntese de vários compostos industrialmente relevantes. A revisão sistemática realizada no presente estudo destaca o seu papel fundamental na síntese de ésteres de fitoesterol, conhecidos pelos seus benefícios para a saúde. As lipases de Candida rugosa dominam este campo, aparecendo em mais de 50% dos estudos. As condições ideais de síntese geralmente envolvem temperaturas de 30 a 101ºC e durações que variam de 1 a 72 horas, produzindo ésteres superiores a 90%. Por outro lado, Yarrowia lipolytica, uma levedura aeróbica, produz diversos tipos de lipases, que podem ser imobilizadas com técnicas emergentes para aumentar sua estabilidade e custo-benefício. Foi estudada a produção de lipase naturalmente imobilizada em debris celular (LipImDebri) de Y. lipolytica geneticamente modificada para produzir apenas lipases intracelulares (JMY1108). O azeite de oliva se apresentou como um indutor melhor, quando comparado ao óleo de fritura residual, OFR (atividade máxima da lipase: 9,3 U/g para azeite e 3,3 U/g para OFR) e a enzima detectada no tampão de lavagem celular foi a que apresentou maior atividade lipásica (181,4 U/L para azeite e 50,7 U/L para OFR). O estudo também avaliou atividade de síntese e hidrólise de lipases de Y. lipolytica IMUFRJ 50682 (selvagem), de Y. lipolytica JMY1108 e de Candida rugosa (lipase comercial), revelando maior potencial de síntese para a lipase comercial.Apesar de algumas lipases de Y. lipolytica terem apresentado atividade de síntese em ácido láurico e p-nitrofenol maiores que a lipase comercial, quando testada na síntese de oleato de β-sitosterol a lipase extracelular de Y. lipolytica imobilizada por gelificação iônica não apresentou nenhum conversão, apenas com a lipase comercial de Candida rugosa. O estudo demonstra que as lipases de Y. lipolytica apresentam maior aplicação em reações de hidrólise, mas também podem ser testadas em reações de síntese dependendo do substrato utilizado.[EN] Lipases are versatile and green biocatalysts widely used in the pharmaceutical, cosmetic and food industries. They offer a more environmentally friendly alternative to traditional chemical methods and have demonstrated remarkable success in synthesizing several industrially significant compounds. The review presented in this study highlights its fundamental role in the synthesis of phytosterol esters, known for their health benefits. Lipases from Candida rugosa dominate this field, appearing in more than 50% of studies. Ideal synthesis conditions generally involve temperatures of 30 to 101ºC and durations ranging from 1 to 72 hours, producing esters greater than 90%. On the other hand, an aerobic yeast, produces several types of lipases with emerging immobilization techniques for stability and cost-effectiveness. The production of cellular debris (LipImDebri) was studied, in which olive oil was a better inducer when compared to RFO (maximum lipase activity: 9.3 U/g for olive oil and 3.3 U/g for RFO) and the enzyme protected against cell washing radiation was the one with the highest lipase activity (181.4 U/L for olive oil and 50.7 U/L for RFO). The study also evaluates synthesis and hydrolysis activity of lipases from Y. lipolytica together with lipases from Candida rugosa, revealing greater synthetic potential in the latter, although with generally lower synthesis activities in all enzymes compared to hydrolysis activities. Extracellular lipase from Yarrowia lipolytica immobilized by ionic gelation showed high hydrolytic activity (223 U/g), but for the synthesis of β-sitosterol oleate no conversion was achieved with this enzyme, only with commercial lipase from Candida rugosa.