IntroductionDuring the last few dec

Introduction
During the last few decades, lignocellulosic biomass for biofuel production has attracted worldwide attention due to its relative abundance, renewable nature and availability as a low cost substrate. Generally lignocellulosic biomass is composed of cellulose, hemicellulose, lignin and other carbohydrate [1] and [2]. Especially cellulose and hemicellulose, the main components of lignocellulosic biomass, have been studied in their capacity to produce fermentable sugars that can then be converted to bioethanol. The chemical composition of cellulose is very simple with β-1,4-glycosidic bonds. However, no single enzyme is able to degrade crystalline cellulose. The bioconversion of cellulose to fermentable glucose requires at least three enzymes for synergistic action: endoglucanases (EC 3.2.1.4) which act randomly on soluble and insoluble cellulose chains, exoglucanases (cellobiohydrolases; EC 3.2.1.91) which liberate cellobiose from the reducing and non-reducing ends of cellulose chains, and β-glucosidases (EC 3.2.1.21) which liberate glucose from cellobiose [3], [4] and [5].

These enzymes are produced by various fungi including Trichoderma, Aspergillus and Penicillium sp. Most strains belonging to the Trichoderm and Aspergillus cannot secrete complete cellulolytic and hemicellulolytic enzymes. Trichorderma is well known for its high production of cellulase and Aspergillus is prominent in producing xylanase [6] and [7]. Penicillium is an efficient producer of cellulase and xylanase and produces relatively higher β-glucosidase activity than Trichorderma. Therfore, Penicillium reduces the feedback inhibition of cellobiose on cellobiohydrolase [8], [9] and [10]. Penicillium brasilianum among various Penicillium sp. is not well known and their maximum specific growth rate is significantly high compared to the other strains [11].

An optimization process has been used to enhance the productivity in various research fields which will provide a possible method for the economic and efficient production. Especially, statistical method such as Plackett-Burman design (PBD) and response surface methodology (RSM) may be employed for optimization study. RSM provides an alternative methodology to optimize a process by considering the mutual interactions among the variables and to give an estimate of the combined effect of these variables [12].

In this study, mutant Peniceillium brasilianum KUEB15 was utilized for cellulase production and the optimization of culture media were investigated for the enhancement of cellulase production. The various biomass, such as miscanthus straw, barely straw, rice straw and corn stover were examined for the carbon source of fermentation medium. Then, Plackett-Burman design was conducted to determine significant variables and three components (corn stover, urea and ammonium sulfate) were also determined for the culture medium. Finally, response surface methodology was applied to determine the effects of five-level-three-factors and their interactions on cellulase production.

ผลลัพธ์ (ไทย) 1:

แนะนำในช่วงไม่กี่ทศวรรษ lignocellulosic ชีวมวลสำหรับผลิตเชื้อเพลิงชีวภาพได้ดึงดูดความสนใจทั่วโลกเนื่องจากความสัมพันธ์ของ ทดแทนธรรมชาติ และพร้อมใช้งานเป็นพื้นผิวที่ต้นทุนต่ำ โดยทั่วไปชีวมวล lignocellulosic ประกอบด้วยเซลลูโลส hemicellulose, lignin และคาร์โบไฮเดรตอื่น ๆ [1] และ [2] โดยเฉพาะเซลลูโลสและ hemicellulose ส่วนประกอบหลักของชีวมวล lignocellulosic มีการศึกษาในความสามารถในการผลิตน้ำตาล fermentable ที่สามารถแปลงไป bioethanol องค์ประกอบทางเคมีของเซลลูโลสคือง่ายมากกับพันธบัตรβ-1,4-glycosidic อย่างไรก็ตาม เอนไซม์ไม่เดียวจะสามารถย่อยสลายเซลลูโลสผลึก Bioconversion ของเซลลูโลสกลูโคส fermentable เพื่อต้องการเอนไซม์น้อยสามสำหรับพลังการดำเนินการ: endoglucanases (EC 3.2.1.4) ที่ดำเนินการแบบสุ่มกับโซ่เซลลูโลสที่ละลายน้ำ และไม่ละลายน้ำ exoglucanases (cellobiohydrolases EC 3.2.1.91) ซึ่งปลดปล่อย cellobiose จากปลายลดลง และไม่ลดโซ่เซลลูโลส และβ-glucosidases (EC 3.2.1.21) ที่ปลดปล่อยน้ำตาลกลูโคสจาก cellobiose [3], [4] [5]เอนไซม์เหล่านี้มีผลิต โดยเชื้อราต่าง ๆ รวมทั้ง Trichoderma, Aspergillus และ Penicillium sp สายพันธุ์ส่วนใหญ่เป็นของ Trichoderm และ Aspergillus ไม่สามารถหลั่งเอนไซม์ cellulolytic และ hemicellulolytic สมบูรณ์ Trichorderma เป็นที่รู้จักกันดีในการผลิตสูง cellulase และ Aspergillus จะโดดเด่นในการผลิตไซลาเนส [6] [7] Penicillium เป็นโปรดิวเซอร์ที่มีประสิทธิภาพของ cellulase และไซลาเนส และสร้างกิจกรรมβ-glucosidase ที่ค่อนข้างสูงกว่า Trichorderma Therfore, Penicillium ช่วยลดยับยั้งผลป้อนกลับของ cellobiose บน cellobiohydrolase [8], [9] [10] และ Penicillium brasilianum ระหว่าง Penicillium sp.ที่ต่าง ๆ ไม่เป็นที่รู้จัก และมีอัตราการเติบโตเฉพาะที่สูงสุดของพวกเขาสูงอย่างมีนัยสำคัญเมื่อเทียบกับอื่น ๆ สายพันธุ์ [11]มีการใช้กระบวนการปรับให้เหมาะสมเพื่อเพิ่มผลผลิตในเขตข้อมูลการวิจัยต่าง ๆ ซึ่งจะช่วยให้ได้วิธีการผลิตทางเศรษฐกิจ และมีประสิทธิภาพ โดยเฉพาะ อาจจ้างวิธีการทางสถิติเช่นออกแบบ Plackett พม่า (PBD) และวิธีการพื้นผิวตอบสนอง (RSM) ศึกษาการเพิ่มประสิทธิภาพ RSM มีวิธีการอื่น เพื่อเพิ่มประสิทธิภาพกระบวนการ โดยพิจารณาการโต้ตอบซึ่งกันและกันระหว่างตัวแปร และ เพื่อให้การประเมินผลรวมของตัวแปรเหล่านี้ [12]ในการศึกษานี้ เต่า Peniceillium brasilianum KUEB15 ถูกใช้สำหรับผลิต cellulase และเพิ่มประสิทธิภาพของสื่อวัฒนธรรมถูกสอบสวนสำหรับเพิ่มประสิทธิภาพของการผลิต cellulase ชีวมวลต่าง ๆ เช่น ฟางหญ้ามิสแคนทัส แทบฟาง ฟางข้าว และข้าวโพด stover ถูกตรวจสอบสำหรับแหล่งคาร์บอนของหมักดองกลาง แล้ว ออกแบบ Plackett พม่าได้ดำเนินการเพื่อกำหนดตัวแปรที่สำคัญ และยังได้กำหนดคอมโพเนนต์ที่สาม (ข้าวโพด stover ยูเรีย และแอมโมเนียมซัลเฟต) กลางวัฒนธรรม ในที่สุด วิธีการพื้นผิวตอบสนองถูกใช้เพื่อกำหนดผลกระทบของห้าระดับ 3 ปัจจัยและการโต้ตอบบนผลิต cellulase

ผลลัพธ์ (ไทย) 3:

บทนำ
ในช่วงไม่กี่ทศวรรษที่ผ่านมา lignocellulosic ชีวมวลเพื่อการผลิตเชื้อเพลิงชีวภาพได้ดึงดูดความสนใจทั่วโลก เนื่องจากความอุดมสมบูรณ์ของญาติ , ธรรมชาติทดแทน และใช้เป็นสารตั้งต้นที่มีต้นทุนต่ำ lignocellulosic ชีวมวลโดยทั่วไปจะประกอบด้วยเซลลูโลส เฮมิเซลลูโลส ลิกนิน และคาร์โบไฮเดรตอื่น ๆ [ 1 ] และ [ 2 ] โดยเฉพาะอย่างยิ่งเซลลูโลสและเฮมิเซลลูโลส ,ส่วนประกอบหลักของชีวมวล lignocellulosic ได้ศึกษาศักยภาพในการผลิตน้ำตาลหมักที่จากนั้นจะสามารถแปลงเพลง . องค์ประกอบทางเคมีของน้ำเป็นเรื่องง่ายมากกับบีตา - 1,4-glycosidic พันธบัตร อย่างไรก็ตาม ไม่มีเอนไซม์ที่สามารถย่อยสลายผลึกเซลลูโลสโดยการน้ำหมักกลูโคสต้องใช้อย่างน้อยสามเอนไซม์เพื่อเพิ่มการกระทำ : endoglucanases ( EC 3.2.1.4 ) ซึ่งทำหน้าที่ในการสุ่มได้เซลลูโลสโซ่ , exoglucanases ( cellobiohydrolases ; EC 3.2.1.91 ) ที่ปลดปล่อยจากการลดและไม่ลดที่ปลายโซ่เซลลูโลส และบีตา - glucosidases ( EC ดำเนินงาน .21 ) ซึ่งปลดปล่อยกลูโคสจากเซลโลไบโอส [ 3 ] , [ 4 ] และ [ 5 ] .

เอนไซม์เหล่านี้ที่ผลิตจากเชื้อราต่าง ๆ รวมทั้งเชื้อรา Aspergillus สายพันธุ์มากที่สุด และ Penicillium sp . , Aspergillus และเป็นของ trichoderm ไม่สามารถหลั่งเอนไซม์ย่อยสลายเซลลูโลสและ hemicellulolytic สมบูรณ์trichorderma เป็นที่รู้จักกันดีสำหรับการผลิตสูงของ cellulase และ Aspergillus โดดเด่นในการผลิตไซลาเนส [ 6 ] [ 7 ] Penicillium เป็นผู้ผลิตที่มีประสิทธิภาพของเอนไซม์ไซลาเนสและบีตาและผลิตค่อนข้างสูงในกิจกรรมกว่า trichorderma . ดังนั้น , Penicillium ลดการยับยั้งย้อนกลับที่บนของ cellobiohydrolase [ 8 ] , [ 9 ] และ [ 10 ]brasilianum Penicillium sp . เชื้อรา Penicillium ต่างๆของไม่เป็นที่รู้จัก และอัตราการเจริญจำเพาะสูงสุดเป็นอย่างมีนัยสำคัญสูงเมื่อเปรียบเทียบกับสายพันธุ์อื่น ๆ [ 11 ] .

กระบวนการปรับให้เหมาะสมได้ถูกใช้เพื่อเพิ่มผลผลิตในสาขาวิจัยต่าง ๆซึ่งจะช่วยให้วิธีการที่เป็นไปได้สำหรับการผลิตที่ประหยัดและมีประสิทธิภาพ โดยเฉพาะอย่างยิ่งวิธีการทางสถิติ เช่น plackett Burman Design ( น้ำ ) และวิธีการพื้นผิวตอบสนอง ( RSM ) อาจจะใช้สำหรับการเพิ่มประสิทธิภาพการศึกษา RSM มีวิธีการทางเลือกเพื่อเพิ่มประสิทธิภาพของกระบวนการ โดยการพิจารณาร่วมกัน ปฏิสัมพันธ์ระหว่างตัวแปร และเพื่อให้การประมาณการของอิทธิพลรวมของตัวแปรพวกนี้ [ 12 ] .

ในการศึกษานี้กลายพันธุ์ peniceillium brasilianum kueb15 ถูกใช้สำหรับการผลิตเซลลูเลสและการเพิ่มประสิทธิภาพของสื่อและวัฒนธรรมศึกษาการเพิ่มประสิทธิภาพการผลิตเซลลูเลส . ชีวมวลต่าง ๆ เช่นหญ้ามิสแคนทัสฟางแทบฟาง ฟางข้าวและข้าวโพดฝักถูกตรวจสอบแหล่งคาร์บอนของอาหารหมัก จากนั้นplackett Burman Design ศึกษาตัวแปรที่สำคัญและสามองค์ประกอบ ( ข้าวโพดฝัก ยูเรียและแอมโมเนียม ซัลเฟต ) ยังกำหนดให้วัฒนธรรมสื่อ สุดท้ายวิธีการพื้นผิวตอบสนอง ทดลอง เพื่อศึกษาผลของระดับห้าสามปัจจัยและการโต้ตอบของพวกเขาในการผลิตเซลลูเลส .