Lignocelulozna biomasa je važan obnovljivi izvor energije i koristi se kao sirovina u proizvodnji biogoriva druge generacije. Zbog vrlo složene strukture, učinkovita enzimska hidroliza ...lignoceluloznebiomase je ključni izazov današnjice. Litička polisaharidna monooksigenaza (LPMO) je nedavno otkrivena vrsta enzima koji sadrže bakar, a imaju značajnu ulogu u oksidativnoj razgradnji netopivih biljnih polisaharida i topivih oligosaharida. Stoga je prepoznat kao jedan od bitnih enzima u održivoj pretvorbi lignocelulozne biomase, a važnost ovog enzima potvrđena je brojnim istraživanjima. Nakon reduktivne aktivacije, LPMO cijepa supstrat i potiče razgradnju biomase hidrolitičkim enzimima. U ovom preglednom radu, opisana je uloga LPMO u razgradnji lignocelulozne biomase s naglaskom na strukturu LPMO i mehanizma djelovanja LPMO na celuloznim supstratima.
Lignocellulosic biomass is an important renewable energy source and is used as a feedstock for the production of second generation biofuels. Due to its very complex structure, efficient enzymatic hydrolysis of lignocellulosic biomass is a major challenge today. Lytic polysaccharide monooxygenase (LPMO) is a recently discovered type of copper-containing enzyme that plays a significant role in the oxidative degradation of insoluble plant polysaccharides and soluble oligosaccharides. Therefore, it is considered one of the essential enzymes for the sustainable conversion of lignocellulosic biomass, and its importance has been confirmed by numerous studies. After reductive activation, LPMO cleaves the substrate and promotes biomass degradation by hydrolytic enzymes. In this review, the role of LPMO in the degradation of lignocellulosic biomass is described, focusing on the structure of LPMO and the mechanism of action of LPMO on cellulosic substrates.
Proizvodnja nanoceluloze iz lignoceluloznih sirovina Rezić, Tonči; Drdić, Maria; Radić, Ines ...
Hrvatski časopis za prehrambenu tehnologiju, biotehnologiju i nutricionizam,
12/2022, Letnik:
17, Številka:
1-2
Journal Article, Paper
Odprti dostop
Nanoceluloza je prirodan i biorazgradiv materijal koji se dobiva iz obnovljivih lignoceluloznih sirovina kao sto su drvna biomasa, poljoprivredni ostaci i ostaci iz proizvodnje celuloze i papira. U ...posljednje vrijeme nanoceluloza kao zeleni materijal modernog doba zadobiva sve veći interes zbog svojih atraktivnih karakteristika kao što su izvrsna mehanička svojstva, velika površina te veliki broj hidroksilnih skupina koji omogućava veliki raspon modifikacija materijala. U ovome radu biti će opisani načini proizvodnje nanoceluloze iz lignoceluloznih sirovina korištenjem mehaničkih i fizikalno-kemijskih metoda, a poseban naglasak će bit dan na metode predobrade korištenjem enzima.
Nanocellulose is a natural and biodegradable material derived from renewable lignocellulosic raw materials such as wood biomass, agricultural residues, and residues from cellulose and paper manufacturing. Recently, nanocellulose has attracted increasing interest as a green material of the modern era due to its attractive characteristics such as excellent mechanical properties, large surface area, and large number of hydroxyl groups, which allow a wide range of material modifications. In this paper, the methods of producing nanocellulose from lignocellulosic raw materials using mechanical and physicochemical processes are described, with particular attention paid to pretreatment methods using enzymes
Poljoprivreda, šumarstvo i prehrambena industrija izvori su velike količine lignocelulozne biomase, koja može poslužiti kao lako dostupna i jeftina obnovljiva sirovina za dobivanje različitih ...bioproizvoda. Jedan od takvih proizvoda je i bioetanol. Ovaj rad daje pregled bakterija koje se koriste i/ili istražuju za proizvodnju bioetanola iz lignoceluloznih sirovina. U navedenim istraživanjima proizvodnje bioetanola pomoću bakterija primijenjuju se različiti pristupi kako bi se povećala ekološka i ekonomska efikasnost procesa. Pored uobičajenih bioprocesa, koji se provode u više faza i uz pomoć monokulture, razvijaju se i visokointegrirani (konsolidirani) bioprocesi uz primjenu mikrobnih kokultura.
Velika količina lignoceluloznog otpada, kojeg čine uglavnom celuloza, hemiceluloza i lignin, nastaje u šumarstvu, poljoprivredi i prehrambenoj industriji. Obzirom na dostupne količine ovih jeftinih i ...obnovljivih sirovina u Republici Hrvatskoj, važno je razmotriti mogućnosti njihove primjene u proizvodnji bioetanola i raznih drugih biotehnoloških proizvoda. Lignocelulozni hidrolizati su složene smjese heksoza i pentoza te drugih spojeva od kojih neki mogu djelovati kao inhibitori fermentacije. U ovom radu dan je pregled kvasaca koji se koriste i/ili istražuju za proizvodnju etanola iz lignoceluloznih hidrolizata.
Povećanje emisije stakleničkih plinova, energetska ovisnost i nestabilnost isporuke energenata posljedica su ubrzane potrošnje fosilnih goriva zbog ubrzanog rasta svjetske populacije i ...industrijalizacije. Bioetanol je postao atraktivno zamjensko biogorivo jer se proizvodi iz obnovljivih sirovina i ekološki je prihvatljiv. Upotrebljava se kao pogonsko gorivo i to kao hidrirani (96 %) ili bezvodni (u mješavinama s benzinom). Bioetanol se proizvodi fermentacijom s kvascem S. cerevisiae ili nekim drugim mikroorganizmom iz ugljikohidrata kao što su jednostavni šećeri, škrob i celuloza. Nakon fermentacije, bioetanol se izdvaja i pročišćava destilacijom i dehidracijom. Sastav je propisan specifikacijama za primjenu u motornim gorivima. Uobičajeni usjevi, kao što su kukuruz, šećerna repa i trska, zasad su osnovne sirovine za proizvodnju bioetanola. Međutim, proizvodnja bioetanola iz ovih sirovina ne može zadovoljiti globalne potrebe za bioetanolom, zbog njihove primarne uloge u prehrani ljudi i životinja. Lignoceluloza je pogodna sirovina za proizvodnju bioetanola jer je široko rasprostranjena, obnovljiva i ne upotrebljava se u prehrani. Proizvodnja bioetanola iz lignoceluloznih sirovina je složen proces, koji se u mnogim aspektima razlikuje od proizvodnje iz šećernih ili škrobnih sirovina.
U ovom radu prikazane su dosadašnje i nove tehnologije u proizvodnji bioetanola uključujući primjenu različitih sirovina, postupaka proizvodnje i radnih mikroorganizama. Nadalje, navedene su mogućnosti integracije osnovnih koraka u bioprocesima proizvodnje s ciljem povećanja produktivnosti i smanjenja troškova proizvodnje.
Acta Scientiarum Polonorum. Biotechnologia 10
Streszcz., słowa kluczowe oraz podpisy pod ryc. i tab. również w jęz. ang.
Acta Scientiarum Polonorum. Biotechnology 10
Streszcz.Keywords and signatures ...in Figure and tab. Also in a moan. English
Scientific Notebooks of Wrocław University of Life Sciences 546
Tekst gł. część. w jęz. pol. i ang.; streszcz. pol. i ang.
Zeszyty Naukowe Uniwersytetu Przyrodniczego we Wrocławiu 546
Ovo je istraživanje usmjereno na proizvodnju nanofibrilirane lignoceluloze (NFLC) umjesto nanofibrilirane celuloze (NFC). Ta bi se celuloza (NFLC) mogla proizvesti s manje energije i moglo bi se ...očekivati da će imati sličnu uporabu kao NFC, osobito u područjima gdje transparentnost nije osobito važna. Ispitan je i učinak potrošnje energije potrebne za proizvodnju NFLC-a, kao i utjecaj metode proizvodnje pulpe na svojstva proizvedene lignoceluloze. Rezultati istraživanja pokazali su da je mehaničkim oplemenjivanjem i uz različit broj prolazaka kroz mikrofluidizator prosječni promjer NFLC-a pao s oko 19 000 nm na 36 nm. NFLC filmovi od natronske pulpe pri određenoj su potrošnji energije u rafinatoru i mikrofluidizatoru imali veću debljinu i manju hrapavost u usporedbi s onima od MEA pulpe. Optimalna razina potrošnje energije za postizanje najboljega vlačnog indeksa NFLC filmova za obje vrste pulpe bila je 258 kWh/t, uz tri prolaska kroz mikrofluidizator. Povećanje broja prolazaka i tlaka rezultiralo je samo povećanjem potrošnje energije bez ikakva pozitivnog učinka na poboljšanje indeksa kidanja. Maksimalni indeksi kidanja NFLC filmova od pulpe dobivene natronskim i MEA postupkom bili su 113,5 odnosno 119,86 N·m/g. Indeks prskanja od 8,5 kP·m2/g i potrošnja energije od 458 kWh/t dobiveni su prolaskom pulpe kroz mikrofluidizator pet puta. S porastom broja prolazaka uzoraka natronske i MEA pulpe kroz mikrofluidizator smanjila se neprozirnost, ali se povećala transparentnost uzoraka.
Studies were conducted to determine the effect of semi-continuous hydrolysis and fermentation of polysaccharides contained in rapeseed straw on the production efficiency of ethanol in the SSF system. ...Rapeseed straw after alkaline pretreatment was detoxified by flushing water twice. After 24 and 48 hours of simultaneous hydrolysis and fermentation, the substrate undergoing pretreatment and drying was added to the test, each time in the amount of 25% of the initial content of the substrate in suspension. Comparatively simultaneous hydrolysis and fermentation were carried out without additional substrate (control) power supply. The effects of the fermentation process are expressed by the amount of ethanol produced in the post-fermentation medium. In the control experience of hydrolysis and fermentation, 1.60% (v/v) of ethanol was obtained in the medium. However, in a semi-continuous system the amount of alcohol obtained was 1.81% (v/v), which means an increase in ethanol concentration by 13%. Considering the concentration of raw material in the reactionary medium, it can be concluded that the modification of the simultaneous process of hydrolysis and fermentation did not improve the efficiency of bioconversion.
Przeprowadzono badania, których celem było określenie wpływu zastosowania półciągłego systemu hydrolizy i fermentacji polisacharydów zawartych w słomie rzepakowej na wydajność produkcji etanolu w systemie SSF. Słomę rzepakową po alkalicznej obróbce wstępnej poddano detoksykacji poprzez dwukrotne przepłukanie wodą. Po 24 i 48 h jednoczesnej hydrolizy i fermentacji do prób dodawano substrat poddany obróbce wstępnej i suszeniu, każdorazowo w ilości 25% początkowej zawartości substratu w zawiesinie. Porównawczo przeprowadzono symultaniczną hydrolizę i fermentację bez dodatkowego zasilania substratem (kontrolną). Efekty procesu fermentacji wyrażono ilością wytworzonego etanolu w medium pofermentacyjnym. W kontrolnym doświadczeniu hydrolizy i fermentacji uzyskano 1,60% (v/v) etanolu w medium. Natomiast w półciągłym systemie ilość uzyskanego alkoholu wynosiła 1,81% (v/v), co oznacza zwiększenie stężenia etanolu o 13%. Biorąc pod uwagę stężenie surowca w medium reakcyjnym, można stwierdzić, że zastosowana modyfikacja procesu symultanicznej hydrolizy i fermentacji nie wpłynęła na poprawę wydajności procesu biokonwersji.
PDF
