Cellulose, present in renewable lig

Cellulose, present in renewable lignocellulosic material, is considered to be the most abundant organic substrate on earth for production of hexose and pentose sugars, feedstock for fuel, and for other chemicals. Research on cellulase has progressed very rapidly in the past few decades with an emphasis on enzymatic hydrolysis of cellulose to hexose sugars. The enzymatic hydrolysis of cellulose requires the use of cellulase [1,4-(1,3:1,4)-β-D-glucan glucanohydrolase, EC 3.2.1.4], a multiple enzyme system consisting of endo-1,4,-β-D-glucanases [1,4-β-D-glucanases (CMCase, EC 3.2.1.4)], exo-1,4,-β-D-glucanases [1,4-β-D glucan cellobiohydrolase, FPA, EC 3.2.1.91], and β—glucosidase (cellobiase) (β-D-glucoside glucanohydrolase, EC 3.2.1.21). Major impediments to exploit the commercial potential of cellulases are the economic yield, stability, specificity, and above all, the cost of production. In the last few years, emphasis has been devoted mainly to submerged fermentation and less attention has been given to solid state fermentation (SSF). SSF refers to the process whereby microbial growth and product fermentation occur on the surface of solid materials. This process occurs in the absence of “free” water, where the moisture is absorbed to the solid matrix. The direct applicability of the product, the high product concentration, lower production cost, easy product recovery, and reduced energy requirement make SSF a promising technology for cellulase production. This chapter covers the production of cellulase in SSF using various lignocellulosic substrates, the microorganisms involved, cultural conditions, process parameters (ie, moisture content and water activity, mass transfer processes: aeration and nutrients diffusion, substrate particle size, temperature, pH, surfactants, etc.), bioreactor designs, and the strategies to improve enzyme yield.

ผลลัพธ์ (ไทย) 1:

เซลลูโลส อยู่ในวัสดุหมุนเวียน lignocellulosic จะถือว่าเป็นพื้นผิวอินทรีย์อุดมสมบูรณ์มากที่สุดในโลกสำหรับการผลิตน้ำตาลเฮกโซสและ pentose วัตถุดิบ สำหรับน้ำมันเชื้อเพลิง และสารเคมีอื่น ๆ งานวิจัยเกี่ยวกับ cellulase มีความก้าวหน้าอย่างรวดเร็วในไม่กี่ทศวรรษเน้นเอนไซม์ย่อยเซลลูโลสให้น้ำตาลเฮกโซส เอนไซม์ย่อยสลายเซลลูโลสต้องใช้ cellulase [1,4-(1,3:1,4)-β-D-กลูแคน glucanohydrolase, EC 3.2.1.4], ระบบเอนไซม์หลายประกอบด้วยเอนโด 1, 4, -β - D-glucanases [1, 4-β-D-glucanases (CMCase, EC 3.2.1.4)], exo-1, 4, -β - D-glucanases [กลูแคน 1, 4-β-D cellobiohydrolase, FPA, EC 3.2.1.91], และβ-glucosidase (cellobiase) (β-D-glucoside glucanohydrolase, EC 3.2.1.21) อุปสรรคสำคัญทำลายศักยภาพเชิงพาณิชย์ของ cellulases มีผลตอบแทนทางเศรษฐกิจ ความเสถียร ความจำเพาะ และ ต้นทุนการผลิต ในช่วงไม่กี่ปี เน้นมีการทุ่มเทเพื่อแช่ในน้ำหมักส่วนใหญ่ และให้ความสนใจน้อยกว่าที่ทำให้สถานะของแข็งหมัก (SSF) SSF หมายถึงกระบวนการโดยเจริญเติบโตของจุลินทรีย์และผลิตภัณฑ์หมักเกิดขึ้นบนพื้นผิวของวัสดุแข็ง กระบวนการนี้เกิดขึ้นในกรณีที่ไม่มีน้ำ "อิสระ" ซึ่งการดูดซึมความชื้นกับเมทริกซ์แข็ง ความเกี่ยวข้องโดยตรงของผลิตภัณฑ์ ความเข้มข้นสูง ต่ำกว่าผลิตต้น ทุน ผลิตภัณฑ์ง่ายต่อการกู้คืน และลดลงทำให้ความต้องการพลังงาน SSF แนวโน้มเทคโนโลยีสำหรับการผลิต cellulase บทนี้ครอบคลุม cellulase ใน SSF ที่ใช้พื้นผิว lignocellulosic ต่าง ๆ จุลินทรีย์เกี่ยวข้อง วัฒนธรรมเงื่อนไข พารามิเตอร์กระบวนการผลิต (ie กิจกรรมเนื้อหาและน้ำความชื้น กระบวนการถ่ายโอนมวล: อากาศและสารอาหารแพร่ พื้นผิวขนาดอนุภาค อุณหภูมิ pH, surfactants ฯลฯ), การออกแบบถังปฏิกรณ์ชีวภาพ และกลวิธีในการปรับปรุงผลผลิตเอนไซม์

ผลลัพธ์ (ไทย) 2:

เซลลูโลสในปัจจุบันวัสดุลิกโนเซลลูโลสทดแทนจะถือเป็นสารตั้งต้นอินทรีย์ที่อุดมสมบูรณ์ที่สุดในโลกสำหรับการผลิตของ hexose และน้ำตาล pentose วัตถุดิบเชื้อเพลิงและสารเคมีอื่น ๆ งานวิจัยเกี่ยวกับเซลลูเลสที่มีความก้าวหน้าอย่างรวดเร็วในช่วงไม่กี่ทศวรรษที่ผ่านมาโดยเน้นการย่อยโปรตีนของเซลลูโลสเพื่อ hexose น้ำตาล การย่อยของเอนไซม์เซลลูโลสต้องใช้เซลลูเลส [1,4- (1,3: 1,4) glucanohydrolase -β-D-Glucan, EC 3.2.1.4] ระบบเอนไซม์หลายประกอบด้วย Endo-1,4, -β-D-glucanases [1,4-β-D-glucanases (CMCase, EC 3.2.1.4)] EXO-1,4, -β-D-glucanases [1,4-β-D cellobiohydrolase กลูแคน, FPA , EC 3.2.1.91] และβ-glucosidase (cellobiase) (β-D-glucoside glucanohydrolase, EC 3.2.1.21) อุปสรรคที่สำคัญในการใช้ประโยชน์จากศักยภาพในเชิงพาณิชย์ของเซลลูมีอัตราผลตอบแทนทางเศรษฐกิจความมั่นคงความจำเพาะและเหนือสิ่งอื่นต้นทุนการผลิต ในช่วงไม่กี่ปีที่ผ่านมาเน้นการได้รับการอุทิศส่วนใหญ่จะจมอยู่ใต้น้ำหมักและให้ความสนใจน้อยได้รับการหมักของรัฐที่มั่นคง (SSF) SSF หมายถึงกระบวนการที่เจริญเติบโตของจุลินทรีย์และการหมักสินค้าเกิดขึ้นบนพื้นผิวของวัสดุที่เป็นของแข็ง กระบวนการนี้จะเกิดขึ้นในกรณีที่ไม่มีน้ำ "ฟรี" ที่ความชื้นจะถูกดูดซึมไปยังเมทริกซ์ที่เป็นของแข็ง การบังคับโดยตรงของผลิตภัณฑ์ที่เข้มข้นของผลิตภัณฑ์สูงต้นทุนต่ำกว่าการผลิต, การกู้คืนสินค้าที่ง่ายและความต้องการพลังงานที่ลดลงทำให้ SSF เทคโนโลยีที่มีแนวโน้มในการผลิตเซลลูเลส ในบทนี้จะครอบคลุมการผลิตเซลลูเลสใน SSF ใช้พื้นผิวลิกโนเซลลูโลสต่างๆจุลินทรีย์ที่เกี่ยวข้องกับเงื่อนไขทางวัฒนธรรมพารามิเตอร์กระบวนการ (เช่นความชื้นและกิจกรรมทางน้ำกระบวนการถ่ายโอนมวล: อากาศและสารอาหารที่แพร่ขนาดพื้นผิวของอนุภาคอุณหภูมิค่า pH ลดแรงตึงผิว ฯลฯ ), การออกแบบเครื่องปฏิกรณ์ชีวภาพและกลยุทธ์ในการเพิ่มผลผลิตของเอนไซม์

ผลลัพธ์ (ไทย) 3:

เซลลูโลสที่มีอยู่ในวัสดุ lignocellulosic ทดแทน ถือว่าเป็นวัสดุอินทรีย์ที่มีมากที่สุดบนโลกนี้สำหรับการผลิตน้ำตาลเฮกโซส และนาคร สารตั้งต้นสำหรับเชื้อเพลิงและสารเคมีอื่น ๆ งานวิจัยเกี่ยวกับเซลมีความก้าวหน้าอย่างรวดเร็วในไม่กี่ทศวรรษที่ผ่านมาโดยเน้นการย่อยเอนไซม์เซลลูโลสกับเฮกโซสน้ำตาล การย่อยสลายเซลลูโลสด้วยเอนไซม์เซลลูเลสที่ต้องใช้ [ 1 , 4 - ( 1,3:1,4 ) - บีตา - d-glucan glucanohydrolase EC 3.2.1.4 ] หลายระบบเอนไซม์ที่ประกอบด้วย endo-1,4 , - บีตา - d-glucanases [ 1 , 4 - บีตา - d-glucanases ( CMCase EC 3.2.1.4 ) ] , exo-1,4 , - บีตา - d-glucanases [ 1 , 4 - บีตา - ดี กลูแคน cellobiohydrolase FPA , EC 3.2.1.91 ] และบีตา - กลูโคซิเดส ( เซลโลไบเ ) ( บีตา - D-glucoside glucanohydrolase EC 3.2.1.21 ) อุปสรรคหลักเพื่อใช้ประโยชน์จากศักยภาพในเชิงพาณิชย์ของผลผลิตได้เป็น เศรษฐกิจ ความมั่นคง ความจำเพาะ และข้างต้นทั้งหมด , ต้นทุนการผลิต ในช่วงไม่กี่ปีที่ผ่านมา เน้นมีอุทิศส่วนใหญ่จะจมอยู่ใต้น้ำหมักและความสนใจน้อยได้ถูกมอบให้กับการหมักของแข็ง ( SSF ) SSF หมายถึงกระบวนการโดยการเจริญเติบโตของจุลินทรีย์หมักและผลิตภัณฑ์เกิดขึ้นบนพื้นผิวของวัสดุที่เป็นของแข็ง กระบวนการนี้เกิดขึ้นในการขาดงานของ " น้ำฟรี " ที่ความชื้นถูกดูดไปยังเมทริกซ์ที่เป็นของแข็ง การใช้โดยตรงของผลิตภัณฑ์ , ความเข้มข้นของผลิตภัณฑ์สูง ลดต้นทุนการผลิต ผลิตภัณฑ์การกู้คืนได้ง่ายและลดความต้องการพลังงานให้ SSF เทคโนโลยีสัญญาการผลิตเซลลูเลส . บทนี้ครอบคลุมการผลิตเซลลูเลสใน SSF ใช้พื้นผิว lignocellulosic ต่างๆ จุลินทรีย์ที่เกี่ยวข้องกับเงื่อนไขทางวัฒนธรรม กระบวนการผลิต ( IE , กิจกรรม , ความชื้นและน้ำในกระบวนการ : การถ่ายโอนมวลอากาศและสารอาหารตั้งต้นแพร่ , ขนาดอนุภาค , อุณหภูมิ , pH , สารลดแรงตึงผิว , ฯลฯ ) , การออกแบบเครื่องปฏิกรณ์ชีวภาพและกลยุทธ์ในการปรับปรุงผลผลิตเอนไซม์ .