An overview of cell disruption methods for intracellular biomolecules recovery

Abstract

Batteri, lieviti e microalghe sono fonti di biomolecole come enzimi, lipidi, pigmenti, acidi organici e proteine per applicazioni industriali. Queste biomolecole ad alto valore aggiunto sono spesso bioaccumulate intracellulari e il loro recupero comporta diversi processi a valle, in cui la fase più cruciale è la rottura della parete cellulare. La scelta del metodo influenza le ulteriori fasi a valle e, di conseguenza, la sua complessità e costo. In questa recensione, i metodi severi e delicati attualmente utilizzati per l’interruzione o la permeabilizzazione di batteri, lieviti e microalghe sono stati discussi in base al loro principio, applicazione e fattibilità. Inoltre, sono stati presentati recenti studi riguardanti la rottura delle cellule microbiche al fine di facilitare la scelta del metodo più efficace. Alcuni fattori come la composizione della parete cellulare, la natura della biomolecola, il grado di purezza, la scalabilità e l’input di energia sono necessari per essere considerati nella scelta del metodo di interruzione più appropriato. I metodi severi, quali l’alta pressione-omogeneizzazione e l’ultrasonicazione presentano il più alto rendimento, il più a basso costo e la fattibilità per scalare-su una volta confrontati ai metodi delicati. Tuttavia, al fine di ottenere un rendimento di recupero più elevato, ulteriori studi devono concentrarsi sull’ottimizzazione dei parametri operativi e sulla combinazione di metodi severi e delicati.