AbstractEthanol was produced via th

Abstract
Ethanol was produced via the simultaneous saccharification and fermentation (SSF) of dilute sodium hydroxide treated corn stover. Saccharification was achieved by cultivating either Phanerochaete chrysosporium or Gloeophyllum trabeum on the treated stover, and fermentation was then performed by using either Saccharomyces cerevisiae or Escherichia coli K011. Ethanol production was highest on day 3 for the combination of G. trabeum and E. coli K011 at 6.68 g/100 g stover, followed by the combination of P. chrysosporium and E. coli K011 at 5.00 g/100 g stover. SSF with S. cerevisiae had lower ethanol yields, ranging between 2.88 g/100 g stover at day 3 (P. chrysosporium treated stover) and 3.09 g/100 g stover at day 4 (G. trabeum treated stover). The results indicated that mild alkaline pretreatment coupled with fungal saccharification offers a promising bioprocess for ethanol production from corn stover without the addition of commercial enzymes.

Keywords
Phanerochaete chrysosporium; Gloeophyllum trabeum; Saccharomyces cerevisiae; Escherichia coli K011; Simultaneous saccharification and fermentation (SSF)
1. Introduction
Ethanol is an important transportation fuel, either by itself, or as additive to gasoline (Rodríguez-Antón et al., 2013). According to a study by Fukuda et al. (2009), it is estimated that approximately 73% of global ethanol production is used in the transportation sectors. Usage increased from a little over 18.2 billion liters in 2000 to approximately 83 billion liters in 2012, with bioethanol contributing to about 85% of the total amount (Sainz, 2009 and GRFA, 2013).

Biofuel research has been intensified on lignocellulosic materials such as cotton stalk, corn stover, baggase (sugar cane waste), rice straw, wood chips or other “energy crops” (fast-growing trees and grasses), as the primary sustainable bioethanol feedstock (Mosier et al., 2005, Murphy et al., 2007, Dwivedi et al., 2009 and Binod et al., 2012). Meyer et al. (2013) expects approximately 78.75 billion liters of cellulosic ethanol to be produced by 2022. However, lignocellulosic ethanol production faces many obstacles as the individual feedstocks such as cellulose and hemicellulose have to be liberated from the encasing lignin barriers. These are usually achievable via pretreatment that include Ammonia Fiber Explosion/Expansion (AFEX), Ammonia Recycle Percolation (ARP), dilute acid and lime pretreatments (Aden and Foust, 2009, He et al., 2010 and Kim et al., 2009). These pretreatments, although effective to some degree, are highly unfavorable in the mass production of fuel ethanol, especially the more severe ones that may introduce unwanted inhibitory compounds, and, the need for downstream post treatment, usually associated with disposal of leftovers (Talebnia et al., 2005 and Binod et al., 2011). Furthermore, according to several other reports, severe pretreatments can be expensive with costs as high as 30 ¢/gallon of ethanol produced (Mosier et al., 2005 and Wyman et al., 2005). Nonetheless, these pretreatments are crucial for effective hydrolysis of lignocellulosic materials (Binod et al., 2011). Thus, more studies are needed to optimize their use in sustainable and commercial production of lignocellulosic ethanol (Hendriks and Zeeman, 2009 and Meyer et al., 2013).

One possible solution to reduce the severity of the pretreatment and cost of enzymes is to complement a mild pretreatment process with a fungal bioprocess, as suggested by Shrestha et al. (2009). The approach in this study was initial pretreatment of corn stover with mild sodium hydroxide (NaOH) solution, followed by a whole-cell fungal saccharification, employing the lignocellulolytic wood-rot fungi Phanerochaete chrysosporium and Gloeophyllum trabeum. Both these fungal species have been studied extensively for their abilities to degrade, depolymerize and modify all major components of plant cell walls including cellulose, hemicellulose, and the more recalcitrant lignin ( Kerem et al., 1999, Cohen et al., 2005, Wymelenberg et al., 2005 and Suzuki et al., 2008). Like most other wood-degrading fungi, P. chrysosporium and G. trabeum effectively perform these biomass degradations via the secretion of various cellulases and hemicellulases ( Cohen et al., 2005, Wymelenberg et al., 2005, Vincent et al., 2011a and Vincent et al., 2011b). Finally, the saccharification products were fermented to ethanol using Saccharomyces cerevisiae or Escherichia coli K011.

2. Methods
2.1. Experimental setup

A flow-chart of the overall experimental setup is shown in Fig. 1. All experiments and analyses were done in triplicate (n = 3).

Flow-chart of process outlining the steps for dilute NaOH treatment of corn ...
Fig. 1.
Flow-chart of process outlining the steps for dilute NaOH treatment of corn stover, followed by solid state fermentation of P. chrysosporium and G. trabeum on corn stover, and simultaneous saccharification and fermentation (SSF) using S. cerevisiae and E.

ผลลัพธ์ (ไทย) 1:

บทคัดย่อผลิตเอทานอลพร้อม saccharification และหมัก (SSF) dilute โซเดียมไฮดรอกไซด์ถือข้าวโพด stover Saccharification สำเร็จ โดยการพัฒนา Phanerochaete chrysosporium หรือ trabeum Gloeophyllum บน stover บำบัด และจากนั้นทำการหมัก โดยใช้ Saccharomyces cerevisiae หรือ Escherichia coli K011 ผลิตเอทานอลเป็นสูงสุดในวันที่ 3 สำหรับชุดของ G. trabeum และ E. coli K011 ที่ stover 6.68 g/100 g ตาม ด้วยชุดของ P. chrysosporium และ E. coli K011 ที่ stover 5.00 กรัม/100 กรัม SSF กับ S. cerevisiae มีอัตราผลตอบแทนต่ำกว่าเอทานอล ระหว่าง stover 2.88 กรัม/100 กรัมที่วันที่ 3 (P. chrysosporium นับ stover) และ stover เพียง 3.09 ล g/100 g ในวันที่ 4 (นับ G. trabeum stover) ผลลัพธ์ที่แสดงที่ปรับสภาพด่างอ่อนควบคู่กับ saccharification เชื้อราชีวภาพสัญญาสำหรับการผลิตเอทานอลจาก stover ข้าวโพดโดยการเพิ่มของเอนไซม์ทางการค้าคำสำคัญPhanerochaete chrysosporium Gloeophyllum trabeum Saccharomyces cerevisiae Escherichia coli K011 พร้อม saccharification และหมัก (SSF)บทนำเอทานอลเป็นเชื้อเพลิงขนส่งที่สำคัญ โดย หรือ เป็นสารเติมแต่งเพื่อน้ำมัน (สุขภาพ Antón et al. 2013) ตามการศึกษาโดย Fukuda et al. (2009), มันคือประมาณว่า ประมาณ 73% ของการผลิตเอทานอลส่วนกลางจะใช้ในภาคขนส่ง การใช้งานเพิ่มจากน้อยกว่า 18.2 พันล้านลิตรใน 2000 เป็นประมาณ 83 ล้านลิตรใน 2012 กับ bioethanol สนับสนุนประมาณ 85% ของยอดเงินรวม (Sainz, 2009 และ GRFA, 2013)งานวิจัยเชื้อเพลิงชีวภาพมีการรุนแรง lignocellulosic วัสดุเช่นชานอ้อย (กากอ้อย) ต้นฝ้าย stover ข้าวโพด ฟางข้าว ไม้ชิหรืออื่น ๆ "พืชพลังงาน" (เติบโตไวต้นไม้และหญ้า), เป็นวัตถุดิบหลักอย่างยั่งยืน bioethanol (Mosier et al. 2005 เมอร์ฟี่ et al. 2007, Dwivedi et al. 2009 และ Binod et al. 2012) Meyer et al. (2013) คาดว่าประมาณ 78.75 ล้านลิตรของเอทานอลจากเซลลูโลสผลิต โดย 2022 อย่างไรก็ตาม ผลิตเอทานอ lignocellulosic เผชิญอุปสรรคมากมายเป็นวมวลละเช่นเซลลูโลสและ hemicellulose ต้องสามารถรอดพ้นอุปสรรคลิกนิ encasing เหล่านี้จะทำได้โดยผ่านการปรับสภาพที่มีการระเบิดและการขยายเส้นใยแอมโมเนีย (AFEX), แอมโมเนียไซ Percolation (ARP), กรดและมะนาว pretreatments dilute (เอเดนและ Foust, 2009 เขา et al. 2010 และ Kim et al. 2009) Pretreatments เหล่านี้ แม้ว่าจะมีประสิทธิภาพระดับหนึ่ง จะเสียเปรียบอย่างมากในการผลิตเชื้อเพลิงเอทานอล โดยเฉพาะอย่างยิ่งคนรุนแรงมากขึ้นที่อาจนำ inhibitory สารที่ไม่พึงประสงค์ และ จำเป็นการรักษาปลายโพสต์ มักจะเกี่ยวข้องกับการกำจัดของเหลือ (Talebnia et al. 2005 และ Binod et al. 2011) นอกจากนี้ ตามรายงานอื่น ๆ หลาย pretreatments รุนแรงได้แพง ด้วยต้นทุนที่สูงถึงเลข 30/แกลลอน ของเอทานอลผลิต (Mosier et al. 2005 และ Wyman et al. 2005) กระนั้น pretreatments เหล่านี้มีความสำคัญต่อการย่อยมีประสิทธิภาพ lignocellulosic วัสดุ (Binod et al. 2011) ดังนั้น ศึกษาเพิ่มเติมจะต้องปรับใช้ในการผลิตอย่างยั่งยืน และการค้าของเอทานอ lignocellulosic (Hendriks และ Zeeman, 2009 และ Meyer et al. 2013)เป็นไปได้เพื่อลดความรุนแรงของการปรับสภาพและต้นทุนของเอนไซม์ถูกเติมเต็มกระบวนการสวยงามมากกว่าอ่อนกับเป็นเชื้อราชีวภาพ เป็นการแนะนำโดย Shrestha et al. (2009) แนวทางในการศึกษานี้ถูกปรับสภาพเบื้องต้นของข้าวโพด stover ด้วยอ่อนโซเดียมไฮดรอกไซด์ (NaOH) ตาม ด้วย saccharification การเชื้อราเซลล์ทั้งหมดที่ จ้าง lignocellulolytic ไม้เน่าเชื้อรา Phanerochaete chrysosporium และ Gloeophyllum trabeum สายพันธุ์เชื้อราเหล่านี้ทั้งสองมีการศึกษาอย่างกว้างขวางความจะลดลง depolymerize และปรับเปลี่ยนส่วนประกอบที่สำคัญทั้งหมดของผนังเซลล์พืชเซลลูโลส hemicellulose และลิกนิอ้างขึ้น (Kerem et al. 1999 โคเฮน et al. 2005, Wymelenberg et al. 2005 และซูซูกิ et al. 2008) เช่นส่วนใหญ่อื่น ๆ ลดไม้เชื้อรา P. chrysosporium และ G. trabeum ได้อย่างมีประสิทธิภาพทำ degradations ชีวมวลเหล่านี้ผ่านการหลั่งของ cellulases และ hemicellulases (โคเฮน et al. 2005, Wymelenberg et al. 2005 วินเซนต์ et al. 2011a และวินเซนต์ et al. 2011b) ในที่สุด ผลิตภัณฑ์ saccharification ถูกหมักกับเอทานอลโดยใช้ Saccharomyces cerevisiae หรือ Escherichia coli K0112. วิธี2.1. ทดลองติดตั้งFlow-chart ของการตั้งค่าการทดลองโดยรวมจะแสดงในรูปที่ 1 ทำการทดลองและวิเคราะห์ทั้งหมดลข้อ (n = 3)Flow-chart กระบวนการสรุปขั้นตอนการ dilute NaOH รักษาข้าวโพด...รูปที่ 1 Flow-chart กระบวนการสรุปขั้นตอนการ dilute NaOH รักษาข้าวโพด stover ตาม ด้วยสถานะของแข็งหมักของ P. chrysosporium และ G. trabeum stover ข้าวโพด และ saccharification พร้อมหมัก (SSF) ใช้ S. cerevisiae และอี

ผลลัพธ์ (ไทย) 2:

บทคัดย่อ
เอทานอลที่ผลิตผ่าน saccharification พร้อมกันและหมัก (SSF) เจือจางโซเดียมไฮดรอกไซได้รับการรักษาซากถั่วลิสงข้าวโพด saccharification ก็ประสบความสำเร็จโดยการปลูกทั้ง Phanerochaete chrysosporium หรือน้ำา trabeum บน Stover ได้รับการรักษาและการหมักที่ได้ดำเนินการแล้วโดยใช้ Saccharomyces cerevisiae หรือ Escherichia coli K011 ผลิตเอทานอเป็นที่สูงที่สุดในวันที่ 3 สำหรับการรวมกันของจี trabeum และ E. coli K011 ที่ 6.68 กรัม / 100 กรัม Stover ตามด้วยการรวมกันของ P. chrysosporium และ E. coli K011 ที่ 5.00 กรัม / 100 กรัม Stover SSF กับ S. cerevisiae มีอัตราผลตอบแทนที่ต่ำกว่าเอทานอลอยู่ระหว่าง 2.88 กรัม / 100 กรัม Stover ในวันที่ 3 ( P. chrysosporium รับการรักษา Stover) และ 3.09 กรัม / 100 กรัม Stover ในวันที่ 4 (กรัม trabeum รับการรักษา Stover) ผลการวิจัยพบว่าการปรับสภาพเป็นด่างอ่อน ๆ ควบคู่ไปกับการ saccharification เชื้อรามีกระบวนการชีวภาพที่มีแนวโน้มในการผลิตเอทานอลจากข้าวโพด Stover โดยไม่มีการเติมเอนไซม์เชิงพาณิชย์. คำPhanerochaete chrysosporium; น้ำา trabeum; Saccharomyces cerevisiae; Escherichia coli K011; saccharification พร้อมกันและหมัก (SSF) 1 บทนำเอทานอลเป็นเชื้อเพลิงการขนส่งที่สำคัญทั้งโดยตัวของมันเองหรือเป็นสารเติมแต่งกับน้ำมันเบนซิน (Rodríguez-Antón et al., 2013) จากการศึกษาโดยฟุกุดะ et al, (2009) ก็คาดว่าประมาณ 73% ของการผลิตเอทานอลทั่วโลกมีการใช้ในภาคขนส่ง การใช้งานที่เพิ่มขึ้นจากน้อยกว่า 18200000000 ลิตรในปี 2000 เพื่อ 83 ล้านลิตรในปี 2012 กับเอทานอลที่เอื้อต่อการประมาณ 85% ของจำนวนเงินทั้งหมด (Sainz, 2009 และ GRFA, 2013). การวิจัยเชื้อเพลิงชีวภาพได้รับการทวีความรุนแรงมากเกี่ยวกับวัสดุลิกโนเซลลูโลสเช่น ก้านฝ้ายซังข้าวโพด baggase (น้ำตาลเสียอ้อย), ฟางข้าวเศษไม้หรืออื่น ๆ "พืชพลังงาน" (ต้นไม้ที่เติบโตอย่างรวดเร็วและหญ้า) เป็นวัตถุดิบเอทานอลหลักที่ยั่งยืน (Mosier et al., 2005 เมอร์ฟี่, et al . 2007 Dwivedi et al., 2009 และ Binod et al., 2012) เมเยอร์, ​​et al (2013) คาดว่าประมาณ 78750000000 ลิตรของเอทานอลจากเซลลูโลสที่จะผลิตโดย 2022 อย่างไรก็ตามการผลิตเอทานอลลิกโนเซลลูโลสใบหน้าอุปสรรคมากมายเป็นวัตถุดิบของแต่ละบุคคลเช่นเซลลูโลสเฮมิเซลลูโลสและต้องได้รับการปลดปล่อยจาก encasing อุปสรรคลิกนิน เหล่านี้มักจะประสบความสำเร็จผ่านการปรับสภาพที่มีแอมโมเนียไฟเบอร์ระเบิด / การขยายตัว (AFEX), แอมโมเนียมรีไซเคิลซึม (ARP) เจือจางกรดและมะนาวเตรียมการ (เอเดนและ Foust, 2009 เขา et al., 2010 และคิม et al., 2009) . การเตรียมการเหล่านี้แม้จะมีประสิทธิภาพในระดับหนึ่งไม่เอื้ออำนวยอย่างสูงในการผลิตมวลของเชื้อเพลิงเอทานอโดยเฉพาะอย่างยิ่งคนที่รุนแรงมากขึ้นที่อาจแนะนำสารยับยั้งไม่พึงประสงค์และความจำเป็นในการรักษาโพสต์ต่อเนื่องมักจะเกี่ยวข้องกับการกำจัดของเหลือ (Talebnia et al., ปี 2005 และ Binod et al. 2011) นอกจากนี้ตามรายงานอื่น ๆ อีกหลายการเตรียมการที่รุนแรงอาจมีราคาแพงกับค่าใช้จ่ายสูงถึง 30 ¢ / แกลลอนเอทานอลที่ผลิต (Mosier et al., ปี 2005 และแมน et al., 2005) อย่างไรก็ตามการเตรียมการเหล่านี้มีความสำคัญสำหรับการย่อยสลายที่มีประสิทธิภาพของวัสดุลิกโนเซลลูโลส (Binod et al. 2011) ดังนั้นการศึกษาอื่น ๆ ที่มีความจำเป็นในการเพิ่มประสิทธิภาพการใช้งานของพวกเขาในการผลิตอย่างยั่งยืนและการค้าของลิกโนเซลลูโลสเอทานอล (Hendriks และ Zeeman, 2009 และเมเยอร์ et al., 2013). ทางออกหนึ่งที่เป็นไปได้เพื่อลดความรุนแรงของการปรับสภาพและค่าใช้จ่ายของเอนไซม์คือการเติมเต็ม กระบวนการปรับสภาพอ่อนด้วยกระบวนการชีวภาพเชื้อราตามข้อเสนอแนะ Shrestha, et al (2009) แนวทางในการศึกษาครั้งนี้คือการปรับสภาพเริ่มต้นของซากถั่วลิสงข้าวโพดอ่อนโซดาไฟ (NaOH) วิธีการแก้ปัญหาตามมาด้วยทั้งเซลล์ saccharification เชื้อราจ้าง lignocellulolytic ไม้เน่า chrysosporium เชื้อรา Phanerochaete และน้ำา trabeum ทั้งสองนี้เชื้อราได้รับการศึกษาอย่างกว้างขวางสำหรับความสามารถในการย่อยสลาย depolymerize และปรับเปลี่ยนส่วนประกอบที่สำคัญทั้งหมดของผนังเซลล์พืชรวมทั้งเซลลูโลสเฮมิเซลลูโลสและลิกนินดื้อรั้นมากขึ้น (Kerem et al., 1999 โคเฮน et al., 2005 Wymelenberg et al., 2005 และอีกแห่งหนึ่ง et al., 2008) ชอบมากที่สุดเชื้อราไม้ย่อยสลายอื่น ๆ , P. chrysosporium กรัมและ trabeum มีประสิทธิภาพในการเสื่อมลงชีวมวลเหล่านี้ผ่านการหลั่งของเซลลูต่างๆและเฮมิเซลลู (โคเฮน et al., 2005 Wymelenberg et al., 2005 Vincent et al,., 2011a และ วินเซนต์ et al., 2011b) สุดท้ายผลิตภัณฑ์ saccharification ถูกหมักเอทานอลโดยใช้ Saccharomyces cerevisiae หรือ Escherichia coli K011. 2 วิธีการ2.1 การทดลองการตั้งค่าการไหลของแผนภูมิการตั้งค่าการทดลองโดยรวมจะแสดงในรูป 1. การทดลองและการวิเคราะห์ทั้งหมดถูกทำในเพิ่มขึ้นสามเท่า (n = 3). ไหลของกระบวนการแผนภูมิสรุปขั้นตอนในการรักษาเจือจาง NaOH ข้าวโพด ... รูป 1. ไหลของกระบวนการแผนภูมิสรุปขั้นตอนในการรักษาเจือจาง NaOH ของซากถั่วลิสงข้าวโพดตามด้วยการหมักของรัฐที่มั่นคงของ P. chrysosporium กรัมและ trabeum บนซากถั่วลิสงข้าวโพดและ saccharification พร้อมกันและหมัก (SSF) โดยใช้ S. cerevisiae และ E.