BackgroundFermentation of bioethano

Background
Fermentation of bioethanol using lignocellulosic biomass as a raw material provides a sustainable alternative to current biofuel production methods by utilising waste food streams as raw material. Before lignocellulose can be fermented, it requires physical, chemical and enzymatic treatment in order to release monosaccharides, a process that causes the chemical transformation of glucose and xylose into the cyclic aldehydes furfural and hydroxyfurfural. These furan compounds are potent inhibitors of Saccharomyces fermentation, and consequently furfural tolerant strains of Saccharomyces are required for lignocellulosic fermentation.

Results
This study investigated yeast tolerance to furfural and hydroxyfurfural using a collection of 71 environmental and industrial isolates of the baker’s yeast Saccharomyces cerevisiae and its closest relative Saccharomyces paradoxus. The Saccharomyces strains were initially screened for growth on media containing 100 mM glucose and 1.5 mg ml−1 furfural. Five strains were identified that showed a significant tolerance to growth in the presence of furfural, and these were then screened for growth and ethanol production in the presence of increasing amounts (0.1 to 4 mg ml−1) of furfural.

Conclusions
Of the five furfural tolerant strains, S. cerevisiae National Collection of Yeast Cultures (NCYC) 3451 displayed the greatest furfural resistance and was able to grow in the presence of up to 3.0 mg ml−1 furfural. Furthermore, ethanol production in this strain did not appear to be inhibited by furfural, with the highest ethanol yield observed at 3.0 mg ml−1 furfural. Although furfural resistance was not found to be a trait specific to any one particular lineage or population, three of the strains were isolated from environments where they might be continually exposed to low levels of furfural through the ongoing natural degradation of lignocelluloses, and would therefore develop elevated levels of resistance to these furan compounds. Thus, these strains represent good candidates for future studies of genetic variation relevant to understanding and manipulating furfural resistance and in the development of tolerant ethanologenic yeast strains for use in bioethanol production from lignocellulose processing.

Keywords: Saccharomyces cerevisiae ; Saccharomyces paradoxus ; Furfural; Furan; Ethanol; Lignocellulose

ผลลัพธ์ (ไทย) 1:

พื้นหลังหมัก bioethanol ที่ใช้ชีวมวล lignocellulosic เป็นวัตถุดิบให้เป็นทางเลือกวิธีการผลิตเชื้อเพลิงชีวภาพปัจจุบันอย่างยั่งยืน โดยโดยสายธารอาหารขยะเป็นวัตถุดิบ ก่อนที่สามารถถูกหมัก lignocellulose มันต้องรักษาทางกายภาพ เคมี และเอนไซม์ในระบบการปล่อย monosaccharides กระบวนการที่ทำให้เกิดการเปลี่ยนแปลงเคมีของกลูโคสและ xylose furfural aldehydes ทุกรอบและ hydroxyfurfural สารประกอบเหล่านี้ furan inhibitors มีศักยภาพของ Saccharomyces หมัก และดังนั้น furfural ทนกับสายพันธุ์ของ Saccharomyces ต้องสำหรับหมัก lignocellulosicผลลัพธ์การศึกษานี้ตรวจสอบค่าเผื่อ furfural ยีสต์ และ hydroxyfurfural ที่ใช้คอลเลกชันของ 71 สิ่งแวดล้อม และอุตสาหกรรมแยกเบเกอร์ของยีสต์ Saccharomyces cerevisiae และ paradoxus Saccharomyces ญาติใกล้เคียงที่สุด สายพันธุ์ Saccharomyces ได้เริ่มฉายสำหรับเจริญเติบโตในสื่อประกอบด้วยกลูโคส 100 มม.และ furfural ml−1 1.5 มิลลิกรัม 5 สายพันธุ์ที่ระบุที่แสดงการยอมรับที่สำคัญการเจริญเติบโตในต่อหน้าของ furfural และเหล่านี้ได้แล้วฉายเจริญเติบโตและผลิตเอทานอลในต่อหน้าของการเพิ่มจำนวน (0.1-4 mg ml−1) ของ furfuralบทสรุปของห้า furfural ทนกับสายพันธุ์ S. cerevisiae ชาติคอลเลกชันของยีสต์วัฒนธรรม (NCYC) 3451 แสดง furfural ต่อต้านมากที่สุด และสามารถเติบโตในต่อหน้าของถึง 3.0 มิลลิกรัม ml−1 furfural นอกจากนี้ เอทานอลผลิตในนี้ต้องใช้ไม่ปรากฏจะถูกห้าม โดย furfural มีผลผลิตเอทานอลสูงสุดที่สังเกตที่ furfural ml−1 3.0 มิลลิกรัม แม้ไม่พบต้านทาน furfural จะ ติดกับเฉพาะกับลินเนจเฉพาะหนึ่งหรือประชากร สามสายพันธุ์ถูกแยกจากสภาพแวดล้อมที่พวกเขาอาจยังคงถูก furfural ผ่านการย่อยสลายตามธรรมชาติอย่างต่อเนื่องของ lignocelluloses ระดับต่ำ และดังนั้นจะพัฒนายกระดับของความต้านทานต่อสารเหล่านี้ furan ดังนั้น สายพันธุ์เหล่านี้เป็นตัวแทนผู้สมัครที่ดีสำหรับการศึกษาในอนาคตของความผันแปรทางพันธุกรรมที่เกี่ยวข้อง เพื่อทำความเข้าใจ และจัดการกับ furfural ต้านทาน และพัฒนาการของยีสต์ทนกับ ethanologenic สำหรับใช้ในการผลิต bioethanol จาก lignocellulose ประมวลผลคำสำคัญ: Saccharomyces cerevisiae Saccharomyces paradoxus Furfural Furan เอทานอล Lignocellulose

ผลลัพธ์ (ไทย) 2:

ประวัติความเป็นมา
ของการหมักเอทานอลโดยใช้ชีวมวลลิกโนเซลลูโลสเป็นวัตถุดิบให้เป็นทางเลือกที่ยั่งยืนกับวิธีการผลิตเชื้อเพลิงชีวภาพในปัจจุบันโดยใช้กระแสอาหารขยะเป็นวัตถุดิบ ก่อนที่ลิกโนเซลลูโลสสามารถหมักก็ต้องให้การรักษาทางกายภาพเคมีและเอนไซม์ในการสั่งซื้อที่จะปล่อย monosaccharides กระบวนการที่ทำให้เกิดการเปลี่ยนแปลงทางเคมีของกลูโคสและไซโลสลงในวงจรเฟอร์ฟูรัลดีไฮด์และ hydroxyfurfural เหล่านี้สาร furan มีสารยับยั้งที่มีศักยภาพของ Saccharomyces หมักและสายพันธุ์จึงใจกว้างเฟอร์ฟูรัลของ Saccharomyces ที่จำเป็นสำหรับการหมักลิกโนเซลลูโลส. ผลการศึกษานี้เป็นการศึกษาความอดทนยีสต์เฟอร์ฟูรัลและ hydroxyfurfural ใช้คอลเลกชันจาก 71 ไอโซเลทด้านสิ่งแวดล้อมและอุตสาหกรรมของขนมปังยีสต์ Saccharomyces cerevisiae และของ ที่ใกล้เคียงที่สุดญาติ Saccharomyces paradoxus สายพันธุ์ Saccharomyces ถูกคัดกรองขั้นต้นสำหรับการเจริญเติบโตในสื่อที่มีระดับน้ำตาลในมิลลิ 100 และ 1.5 มิลลิกรัมต่อมิลลิลิตร-1 เฟอร์ฟูรัล ห้าสายพันธุ์ที่มีการระบุที่แสดงให้เห็นความอดทนที่สำคัญในการเจริญเติบโตในการปรากฏตัวของเฟอร์ฟูรัลและเหล่านี้ได้รับการคัดเลือกแล้วสำหรับการเจริญเติบโตและการผลิตเอทานอลในการปรากฏตัวของจำนวนเงินที่เพิ่มขึ้น (0.1-4 มิลลิกรัม ml-1) ของเฟอร์ฟูรัล. สรุปผลการวิจัยของห้าเฟอร์ฟูรัล สายพันธุ์ใจกว้าง, S. cerevisiae เก็บวัฒนธรรมแห่งชาติของยีสต์ (NCYC) 3451 แสดงความต้านทานเฟอร์ฟูรัลที่ยิ่งใหญ่ที่สุดและก็สามารถที่จะเติบโตในที่ที่มีถึง 3.0 มิลลิกรัมต่อมิลลิลิตร-1 เฟอร์ฟูรัล นอกจากนี้การผลิตเอทานอลในสายพันธุ์นี้ไม่ปรากฏว่าได้รับการยับยั้งโดยเฟอร์ฟูรัลที่มีผลผลิตเอทานอลที่สูงที่สุดสังเกตที่ 3.0 มิลลิกรัมต่อมิลลิลิตร-1 เฟอร์ฟูรัล แม้ว่าต้านทานเฟอร์ฟูรัลก็ไม่พบว่ามีลักษณะที่เฉพาะเจาะจงใด ๆ เชื้อสายหนึ่งโดยเฉพาะหรือประชากรสามสายพันธุ์ที่แยกได้จากสภาพแวดล้อมที่พวกเขาอาจจะได้สัมผัสอย่างต่อเนื่องในระดับที่ต่ำของเฟอร์ฟูรัลผ่านการย่อยสลายตามธรรมชาติอย่างต่อเนื่องของ lignocelluloses และดังนั้นจึงจะพัฒนา ระดับสูงของความต้านทานต่อสารเหล่านี้ furan ดังนั้นสายพันธุ์เหล่านี้เป็นตัวแทนผู้สมัครที่ดีสำหรับการศึกษาในอนาคตของการเปลี่ยนแปลงทางพันธุกรรมที่เกี่ยวข้องกับการทำความเข้าใจและการจัดการกับความต้านทานและเฟอร์ฟูรัลในการพัฒนาสายพันธุ์ยีสต์ ethanologenic ใจกว้างสำหรับใช้ในการผลิตเอทานอลจากการประมวลผลลิกโนเซลลูโลส. คำสำคัญ: Saccharomyces cerevisiae; Saccharomyces paradoxus; เฟอร์ฟูรัล; Furan; เอทานอล; ลิกโนเซลลูโลส

ผลลัพธ์ (ไทย) 3:

พื้นหลังการหมักเอทานอลที่ใช้ชีวมวล lignocellulosic
เป็นวัตถุดิบให้เป็นทางเลือกที่ยั่งยืนต่อวิธีการผลิตเชื้อเพลิงชีวภาพในปัจจุบัน โดยการใช้กระแสอาหารขยะเป็นวัตถุดิบ ก่อนที่ลิกโนเซลลูโลสสามารถหมัก มันต้องมี ทางกายภาพ เคมี และ เอนไซม์ เพื่อปลดปล่อยโมโนแซ็กคาไรด์ ,กระบวนการที่ทำให้เกิดการเปลี่ยนแปลงทางเคมีของกลูโคสและไซโลส เข้าสู่วงจรอัลดีไฮด์และเฟอร์ฟูรัล hydroxyfurfural . สารยับยั้งที่มีศักยภาพของ furan เหล่านี้ในการหมัก และจากนั้น เฟอร์ฟูรัลใจกว้างสายพันธุ์ Saccharomyces ที่จําเป็นสําหรับผล


lignocellulosic หมักงานวิจัยนี้ศึกษาการใช้ยีสต์เฟอร์ฟูรัล hydroxyfurfural และคอลเลกชันของ 71 สิ่งแวดล้อมและอุตสาหกรรมจำนวนของเบเกอร์ยีสต์ Saccharomyces cerevisiae และสนิทที่สุดใน paradoxus . ซึ่งเป็นสายพันธุ์เริ่มจากการเจริญเติบโตในสื่อ ( 100 มม. และ 1.5 มิลลิกรัมกลูโคส    ml − 1 เฟอร์ฟูรัล .5 สายพันธุ์ ระบุว่า มีความอดทนสำคัญเพื่อการเจริญเติบโตในการแสดงตนของ furfural , และเหล่านี้เป็นร่มสำหรับการเจริญเติบโตและการผลิตเอทานอลมีปริมาณที่เพิ่มขึ้น ( 0.1 มิลลิกรัมต่อมิลลิลิตร 4   − 1 ) เฟอร์ฟูรัล


สรุปของห้า furfural ใจกว้างสายพันธุ์ , S .คอลเลกชันของ S . cerevisiae ยีสต์วัฒนธรรมแห่งชาติ ( ncyc ) 2149 แสดงความต้านทานเฟอร์ฟูรัลที่ยิ่งใหญ่ที่สุดและก็สามารถที่จะเติบโตในการแสดงถึง 3.0 มิลลิกรัมต่อมิลลิลิตร− 1 เฟอร์ฟูรัล   . นอกจากนี้ การผลิตเอทานอลในสายพันธุ์นี้ ไม่ปรากฏว่าถูกยับยั้งโดย furfural ด้วยเอทานอลให้ผลผลิตสูงสุด สังเกตที่ 3.0 รึเปล่ามิลลิกรัมไหม ml − 1 เฟอร์ฟูรัล .แม้ว่า furfural ต้านทานก็ไม่พบว่ามีคุณลักษณะเฉพาะใด ๆหนึ่งโดยเฉพาะสายเลือดหรือประชากร 3 สายพันธุ์ที่แยกได้จากสภาพแวดล้อมที่พวกเขาอาจจะยังคงสัมผัสกับระดับต่ำของเฟอร์ฟูรัลผ่านการย่อยสลายตามธรรมชาติอย่างต่อเนื่องของลิกโนเซลลูโลสและจึงจะพัฒนายกระดับระดับของความต้านทานสารฟูแรนนี่ ดังนั้นสายพันธุ์เหล่านี้เป็นตัวแทนผู้สมัครที่ดีสำหรับการศึกษาในอนาคตของความแปรผันทางพันธุกรรมที่เกี่ยวข้องให้เข้าใจ และจัดการกับเฟอร์ฟูรัลความต้านทานและในการพัฒนาใจกว้าง ethanologenic สายพันธุ์ยีสต์เพื่อใช้ในการผลิตเอทานอลจากการประมวลผลลิกโนเซลลูโลส .

คำสำคัญ : Saccharomyces cerevisiae และเฟอร์ฟูรัล paradoxus ; ; ; furan ; เอทานอล ; ลิกโนเซลลูโลส