Multi-walled carbon nanotubes as lipase carriers for organic synthesis: current trends and recent update

Abstract

Lipase-catalyzed organic reactions have been widely practiced in the past three decades. Especially interesting are insoluble/immobilized forms due to providing a possibility of facile use and recyclability, thus reducing process costs, and making the procedure more environmentally friendly. Carbon-based supports have been extensively exploited for this purpose, because of neutral and biodegradable nature and thermal and chemical stability. Their high specific surface area, characteristic surface morphology and lower mass transfer resistances play a vital role in the performance of the attached enzyme. This review paper presents an overview of the main aspects of lipase immobilized on multi-walled carbon nanotubes (MWCNTs). Moreover, different immobilization strategies to achieve a biocatalyst with improved performances are discussed. Furthermore, as lipases are considered to have high commercial worth for synthesis of valuable organic molecules, the second part of the paper is dedicated to the overview of the most important industrial sectors in which these nanobiocatalysts have been used. In specific, applications in biodiesel production, flavour ester synthesis and racemization are summarized.

Lipaze su poslednjih decenija široko rasprostanjeni katalizatoriu raznovrsnim organskim reakcijama. Posebno su interesantne u imobilisanom/nerastvornom obliku jer je na ovaj način olakšana njihova upotreba uz mogućnost recikliranja i ponovne upotrebe čime se smanjuju troškovi samog procesa i postupak je ekološki prihvatljiviji. Kao nosači za vezivanje nanomaterijali na bazi ugljenika, posebno ugljenične nanocevi, su našli primenu zbog svojih izuzetnih fizičkih, mehaničkih i hemijskih svojstava. Njihova velika specifična površina, karakteristična površinska morfologija i smanjen otpor prenosu mase igraju vitalnu ulogu u performansama vezanog enzima. Ovaj pregledni rad predstavlja prikaz glavnih aspekata lipaze imobilisane na višeslojne ugljenične nanocevi i različitih strategija imobilizacije za dobijanje biokatalizatora sa poboljšanim svojstvima. Takođe, kako su lipaze enzimi od velikog komercijalnog značaja za organsku sintezu i primenu u biotehnologiji, drugi deo rada posvećen je pregledu najvažnijih industrijskih sektora u kojima su ovi nanobiokatalizatori našli primenu. Shodno tome, dat je pregled proizvodnje biodizela, mirisnih estara i racemizacije