Предобработка тростника с помощью глубоких эвтектических растворителей для увеличения его гидролизуемости под действием целлюлаз

Обложка

Цитировать

Полный текст

Открытый доступ Открытый доступ
Доступ закрыт Доступ предоставлен
Доступ закрыт Доступ платный или только для подписчиков

Аннотация

Проведена предобработка тростника рядом глубоких эвтектических растворителей (ГЭР) на основе холина хлорида (ХХл) в качестве акцептора водородной связи. Среди доноров водородной связи наиболее эффективными были молочная (МК) и щавелевая кислоты (ЩК). Оптимизированы условия предобработки тростника (соотношение компонентов ГЭР, температура и время воздействия), приводящие к наибольшему выходу восстанавливающих сахаров (ВС) и глюкозы в ходе его гидролиза целлюлазным ферментным препаратом (ФП) на основе Penicillium verruculosum. Установлено, что при использовании смеси ХХл и МК (молярное соотношение компонентов 1 : 5) наиболее эффективна предобработка при температуре 80°С в течение 24 ч, а при использовании смеси ХХл и ЩК (молярное соотношение 1 : 1) – при 80°С в течение 6 ч. При этом глубина последующего ферментативного гидролиза предобработанного тростника после 48 ч выдерживания в присутствии ФП P. verruculosum В537 составляла 80 и 86% по сухой массе для выбранных смесей ХХл/МК и ХХл/ЩК соответственно.

Об авторах

М. В. Семенова

Федеральный исследовательский центр “Фундаментальные основы биотехнологии”
Российской академии наук (ФИЦ Биотехнологии РАН)

Автор, ответственный за переписку.
Email: margs@mail.ru
Россия, 119071, Москва

И. С. Васильева

Федеральный исследовательский центр “Фундаментальные основы биотехнологии”
Российской академии наук (ФИЦ Биотехнологии РАН)

Email: margs@mail.ru
Россия, 119071, Москва

А. И. Ярополов

Федеральный исследовательский центр “Фундаментальные основы биотехнологии”
Российской академии наук (ФИЦ Биотехнологии РАН)

Email: margs@mail.ru
Россия, 119071, Москва

А. П. Синицын

Федеральный исследовательский центр “Фундаментальные основы биотехнологии”
Российской академии наук (ФИЦ Биотехнологии РАН)

Email: margs@mail.ru
Россия, 119071, Москва

Список литературы

  1. Гусаков А.В., Синицын А.П. // Химия биомассы: биотоплива и биопластики. М.: Научный мир. 2017. С. 789. ISBN 978-5-91522-451-2.
  2. Conde-Mejiaa C., Jimenez-Gutierreza A., El-Halwagi M. // Process Safety and Environmental Protection. 2012. V. 90. P. 189–202. https://doi.org/10.1016/j.psep.2011.08.004
  3. Eggeman T., Elander R.T. // Biores. Technol. 2005. V. 96. P. 2019–2025. https://doi.org/10.1016/j.biortech.2005.01.017
  4. Satlewal A., Agrawal R., Bhagia S., Das P., Ragauskas A.J. // Biofuels Bioprod. Biorefin. 2017. V. 12. № 1. P. 83–107. https://doi.org/10.1002/bbb.1818
  5. Abbott A.P., Boothby D., Capper G., Davies D.L., Rasheed R.K. // J. Am. Chem. Soc. 2004. V. 126. № 29. P. 9142–9147. https://doi.org/10.1021/ja048266j
  6. Gorke J.T., Srienc F., Kazlauskas R.J. // ACS Symposium Series. 2010. V. 1038. P. 169–180. https://doi.org/10.1021/bk-2010-1038.ch014
  7. Mbous Y.P., Hayyan M., Hayyan A., Wong W.F., Hashim M.A., Looi C.Y. // Biotechnol. Adv. 2017. V. 35. № 2. P. 105–134. https://doi.org/10.1016/j.biotechadv.2016.11.006
  8. Abbott A.P., Capper G., Davies D.L., Rasheed R.K., Tambyrajah V. // Chem. Commun. 2003. V. 1. P. 70–71. https://doi.org/10.1039/B210714G
  9. Martins M.A.R., Pinho S.P., Coutinho J.A.P. // J. Solut. Chem. 2019. V. 48. P. 962–982.https://doi.org/10.1007/s10953-018-0793-1
  10. Smith E.L., Abbott A.P., Ryder K.S. // Chemical Reviews. 2014. V. 114. P. 11060–11082. https://doi.org/10.1021/cr300162p
  11. Oliveira V.K.D., Gregory C., Francois J. // ChemCatChem. 2015. V. 7. № 8. P. 1250–1260. https://doi.org/10.1002/cctc.201500134
  12. Abo-Hamad A., Hayyan M., Alsaadi M.A., Hashim M.A. // Chem. Eng. J. 2015. V. 273. P. 551–567. https://doi.org/10.1016/j.cej.2015.03.091
  13. Bhagia S., Li H., Gao X., Kumar R., Wyman C.E. // Biotechnol. Biofuels. 2016. V. 9. № 1. P. 245. https://doi.org/10.1186/s13068-016-0660-5
  14. Dumitrache A., Tolbert A., Natzke J., Brown S.D., Davison B.H., Ragauskas A.J. // Green Chem. 2017. V. 19. № 9. P. 2275–2285.https://doi.org/10.1039/c7gc00346c
  15. Tang X., Zuo M., Li Z., Liu H., Xiong C., Zeng X. et al. // ChemSusChem. 2017. V. 10. № 13. P. 2696–2706. https://doi.org/10.1002/cssc.201700457
  16. Zhang C.-W., Xia S.-Q., Ma P.-S. // Biores. Technol. 2016. V. 219. P. 1–5. https://doi.org/10.1016/j.biortech.2016.07.026
  17. Количественный химический анализ растительного сырья. / Ред. В.И. Шарков, И.И. Куйбина, Ю.П. Соловьева, Т.А. Павлова. М.: Лесная промышленность, 1976. С. 63–64.
  18. Morozova V.V., Gusakov A.V., Andrianov R.M., Pravilnikov A.G., Osipov D.O., Sinitsyn A.P. // Biotechnol. J. 2010. V. 5. № 8. P. 871–880. https://doi.org/10.1002/biot.201000050
  19. Dotsenko G.S., Gusakov A.V., Rozhkova A.M., Korotkova O.G., Sinitsyn A.P. // Process Biochem. 2015. V. 50. P. 1258–1263. https://doi.org/10.1016/j.procbio.2015.05.008
  20. Синицын А.П., Черноглазов В.М., Гусаков А.В. Итоги науки и техники. М.: ВИНИТИ, Биотехнология. 1990. № 25. С. 148.
  21. Sinitsyn A.P., Osipov D.O., Rozhkova A.M., Bushina E.V., Dotsenko G.S., Sinitsyna O.A. et al. // Appl. Biochem. Microbiol. 2014. V. 50. № 8. P. 761.
  22. Kumar A.K., Parikh B.S., Pravakar M. // Environ. Sci. Pollut. Res. 2016. V. 23. № 10. P. 9265–9275. https://doi.org/10.1007/s11356-015-4780-4
  23. Jablonsky M., Škulcova A., Kamenska L., Vrška M., Šima J. // Biores. 2015. V. 10. № 4. P. 8039–8047. https://doi.org/10.15376/biores.10.4.8039-8047
  24. Wahlstrom R., Hiltunen J., Pitaluga De Souza Nascente Sirkka M., Vuoti S., Kruus K. // RSC Adv. 2016. V. 6. № 72. P. 68100–68110. https://doi.org/10.1039/C6RA11719H
  25. Lynam J.G., Kumar N., Wong M.J. // Biores. Technol. 2017. V. 238. P. 684–689. https://doi.org/10.1016/j.biortech.2017.04.079
  26. Francisco M., van den Bruinhorst A., Kroon M.C. // Green Chem. 2012. V. 14. № 8. P. 2153–2157. https://doi.org/10.1039/C2GC35660K
  27. Tian D., Chandra R.P., Lee J.-S., Lu C., Saddler J.N. // Biotechnol. Biofuels. 2017. V. 10. № 1. P. 157. https://doi.org/10.1186/s13068-017-0846-5
  28. Procentese A., Johnson E., Orr V., Garruto Campanile A., Wood J.A., Marzocchella A., et al. // Biores. Technol. 2015. V. 192. P. 31–36. https://doi.org/10.1016/j.biortech.2015.05.053

Дополнительные файлы

Доп. файлы
Действие
1. JATS XML
Скачать
2.

Скачать (91KB)
Метаданные

© М.В. Семенова, И.С. Васильева, А.И. Ярополов, А.П. Синицын, 2023