4. Discussion
Rice hulls comprise a feedstock that is centrally collected in
modern harvesting operations, but has low value as animal
feed. Both glucose derived from cellulose and xylose solubilized
from dilute-acid pretreatment of hemicellulose are utilized
in conversion of lignocellulosic biomass. Therefore, RHH
was targeted for bioabatement and fermentation due to the
glucan and xylan content of rice hulls (0.32e0.33 and
0.15e0.19 g glucan and xylan, respectively, per g hulls) and due
to the large regional availability of the feedstock. We evaluated
the utility of C. ligniaria for abating microbial inhibitors in
dilute-acid pretreated RHH. Of particular note are furfural and
HMF, potent inhibitors of microbial fermentations, and acetate,
which significantly inhibits xylose metabolism in engineered
yeast strains [30e33]. Hydrolyzate conditioning,
therefore, is important for removal of furans and other
fermentation inhibitors.
Biological conditioning of hydrolyzates could avoid some
of the difficulties associated with physicalechemical methods
of inhibitor mitigation [34,35]. C. ligniaria grows in liquid culture
with a yeast-like appearance [36] and is amenable to
growth in a hydrolyzate containing solids. The fungus C. ligniaria
NRRL30616 has native ability to utilize a number of
inhibitory compounds known to act as fermentation inhibitors
[37]. Furans as well as aromatic and aliphatic acids
and aldehydes in corn stover hydrolyzate were shown to be
metabolized in corn stover hydrolyzates by C. ligniaria,
resulting in improved fermentability of lignocellulosic hydrolyzates
[15,37]. In the present study, furfural and HMF were
also efficiently metabolized during bioabatement of RHH
(Table 1); 80% of furfural and 43% of HMF were metabolized by
NRRL30616 by 22 h.
Acetate, which arises in pretreated hydrolyzates from
hemicellulose, is also of interest because it is inhibitory to
fermenting microbes and negatively affects utilization of
xylose by engineered ethanologens [30e33]. C. ligniaria
NRRL30616 can grow using acetate as a sole source of carbon
and energy, although in the experiments described here, only
15% of the acetate was depleted after bioabatement for 48 h
(Table 1). This is presumably due to a higher priority assigned
to detoxification of furfural, HMF, and other inhibitory compounds
by the bioabatement strain NRRL30616. In longer time
course experiments, 73% of the starting acetate concentration
was consumed after 96 h of bioabatement. However, longer
incubations to consume acetate may not be desirable for
bioabatement using wild-type C. ligniaria because 38% of the
starting glucose and 0.7% of the starting xylose was also
consumed (not shown). Because engineered xylose-utilizing
yeast have heightened sensitivity to the effects of acetate,
enhanced removal of acetate during bioabatement by C. ligniaria
NRRL30616 may facilitate efficient fermentation of
xylose by engineered yeast.
For ethanol fermentations, RHH was subjected to bioabatement
using C. ligniaria and then inoculated with either a
conventional strain of S. cerevisiae, an engineered E. coli
ethanologen, or a S. cerevisiae strain engineered for xylose
metabolism. In all cases, bioabatement of RHH was associated
with decreased fermentation lag times and in some
4. Discussion
Rice hulls comprise a feedstock that is centrally collected in
modern harvesting operations, but has low value as animal
feed. Both glucose derived from cellulose and xylose solubilized
from dilute-acid pretreatment of hemicellulose are utilized
in conversion of lignocellulosic biomass. Therefore, RHH
was targeted for bioabatement and fermentation due to the
glucan and xylan content of rice hulls (0.32e0.33 and
0.15e0.19 g glucan and xylan, respectively, per g hulls) and due
to the large regional availability of the feedstock. We evaluated
the utility of C. ligniaria for abating microbial inhibitors in
dilute-acid pretreated RHH. Of particular note are furfural and
HMF, potent inhibitors of microbial fermentations, and acetate,
which significantly inhibits xylose metabolism in engineered
yeast strains [30e33]. Hydrolyzate conditioning,
therefore, is important for removal of furans and other
fermentation inhibitors.
Biological conditioning of hydrolyzates could avoid some
of the difficulties associated with physicalechemical methods
of inhibitor mitigation [34,35]. C. ligniaria grows in liquid culture
with a yeast-like appearance [36] and is amenable to
growth in a hydrolyzate containing solids. The fungus C. ligniaria
NRRL30616 has native ability to utilize a number of
inhibitory compounds known to act as fermentation inhibitors
[37]. Furans as well as aromatic and aliphatic acids
and aldehydes in corn stover hydrolyzate were shown to be
metabolized in corn stover hydrolyzates by C. ligniaria,
resulting in improved fermentability of lignocellulosic hydrolyzates
[15,37]. In the present study, furfural and HMF were
also efficiently metabolized during bioabatement of RHH
(Table 1); 80% of furfural and 43% of HMF were metabolized by
NRRL30616 by 22 h.
Acetate, which arises in pretreated hydrolyzates from
hemicellulose, is also of interest because it is inhibitory to
fermenting microbes and negatively affects utilization of
xylose by engineered ethanologens [30e33]. C. ligniaria
NRRL30616 can grow using acetate as a sole source of carbon
and energy, although in the experiments described here, only
15% of the acetate was depleted after bioabatement for 48 h
(Table 1). This is presumably due to a higher priority assigned
to detoxification of furfural, HMF, and other inhibitory compounds
by the bioabatement strain NRRL30616. In longer time
course experiments, 73% of the starting acetate concentration
was consumed after 96 h of bioabatement. However, longer
incubations to consume acetate may not be desirable for
bioabatement using wild-type C. ligniaria because 38% of the
starting glucose and 0.7% of the starting xylose was also
consumed (not shown). Because engineered xylose-utilizing
yeast have heightened sensitivity to the effects of acetate,
enhanced removal of acetate during bioabatement by C. ligniaria
NRRL30616 may facilitate efficient fermentation of
xylose by engineered yeast.
For ethanol fermentations, RHH was subjected to bioabatement
using C. ligniaria and then inoculated with either a
conventional strain of S. cerevisiae, an engineered E. coli
ethanologen, or a S. cerevisiae strain engineered for xylose
metabolism. In all cases, bioabatement of RHH was associated
with decreased fermentation lag times and in some
การแปล กรุณารอสักครู่..

4 . เปลือกข้าวสนทนา
ประกอบด้วยวัตถุดิบที่เป็นส่วนกลางในการเก็บเกี่ยว
ทันสมัย แต่มีมูลค่าต่ำเป็นอาหารสัตว์
ทั้งกลูโคสที่ได้มาจากเซลลูโลสและกรดเจือจางสารละลาย
B จากการเฮมิเซลลูโลสที่ใช้ในการแปลงชีวมวล lignocellulosic
. ดังนั้น rhh
เป็นเป้าหมายสำหรับ bioabatement หมักและเนื่องจาก
กลูแคน และไซแลนที่เนื้อหาของเปลือกข้าว ( 0.32e0.33 และ
0.15e0.19 กรัมกลูแคนไซแลน ตามลำดับ ต่อ กรัม เปลือก ) และเนื่องจาก
เพื่อความพร้อมในภูมิภาคขนาดใหญ่ของวัตถุดิบ เราประเมิน
สาธารณูปโภคของ C . ligniaria สำหรับ abating จุลินทรีย์และการได้รับ rhh
กรดเจือจาง . หมายเหตุเฉพาะและเฟอร์ฟูรัล
hmf สารยับยั้งที่มีศักยภาพของจุลินทรีย์ fermentations และอะซิเตท ,
ซึ่งมีนัยยับยั้งการเผาผลาญน้ำตาลไซโลสในวิศวกรรม
ยีสต์สายพันธุ์ [ 30e33 ] hydrolyzate ปรับอากาศ
ดังนั้นจึงเป็นสิ่งสำคัญในการกำจัดและฟิวแรนจากการหมักทางชีวภาพอื่น ๆ
.
ปรับ hydrolyzates สามารถหลีกเลี่ยงบางส่วนของปัญหาที่เกี่ยวข้องกับ physicalechemical
ของวิธีการยับยั้งบรรเทา [ 34,35 ] ligniaria เติบโตในอาหารเหลว
Cมีลักษณะคล้ายยีสต์ [ 36 ] และ สาธุ
hydrolyzate ที่มีการเจริญเติบโตในของแข็ง เชื้อรา C . ligniaria
nrrl30616 พื้นเมืองมีความสามารถในการใช้สารยับยั้งจำนวน
รู้จักทำหน้าที่หมักน
[ 37 ] ฟิวแรน รวมทั้งมีกรดอะลิฟาติกและ hydrolyzate อัลดีไฮด์ในฝักข้าวโพด
) แสดงเป็น เผาผลาญใน hydrolyzates ฝักข้าวโพดโดยligniaria
, เป็นผลในการปรับปรุงการหมักย่อยของ lignocellulosic hydrolyzates
[ 15,37 ] ในการศึกษาและเป็นเฟอร์ฟูรัล hmf
ก็มีประสิทธิภาพ เผาผลาญใน bioabatement ของ rhh
( ตารางที่ 1 ) ; 80% ของ furfural 43 % ของ hmf ถูก metabolized โดย H .
nrrl30616 โดย 22 อะซิเตต ซึ่งเกิดขึ้นใน hydrolyzates
เฮมิเซลลูโลสที่ได้รับจาก ก็น่าสนใจ เพราะมันยับยั้ง
หมักจุลินทรีย์และส่งผลกระทบต่อประโยชน์ของ
B โดยวิศวกรรม ethanologens [ 30e33 ] C . ligniaria
nrrl30616 สามารถเติบโตใช้อะซิเตตเป็นแหล่งที่มา แต่เพียงผู้เดียวของคาร์บอน
และพลังงาน แม้ว่าในการทดลองที่อธิบายไว้ที่นี่เพียง
15% ของอะซิเตทเป็นหมด หลังจาก bioabatement 48 H
( ตารางที่ 1 ) นี้สันนิษฐานว่าเนื่องจากความสำคัญที่สูงขึ้นได้รับมอบหมาย
การล้างพิษของ hmf furfural ,
ยับยั้งและสารประกอบอื่น โดย nrrl30616 เมื่อย bioabatement . ในเวลานาน
หลักสูตรทดลอง ร้อยละ 73 ของอะซิเตตความเข้มข้นเริ่มต้น
ถูกบริโภคหลัง 96 H ของ bioabatement . อย่างไรก็ตาม incubations อีกต่อไป
กินอะซิเตทอาจไม่เป็นที่พึงประสงค์ของ C .
bioabatement ใช้ ligniaria เพราะว่า 38% ของ
เริ่มจากกลูโคสและ 0.7% ของเริ่มต้นยัง
ไซโลสบริโภค ( ไม่แสดง ) เพราะการออกแบบไซโลสใช้ยีสต์มีความไวสูง
เพิ่มผลของอะซิเตท , การกำจัดอะซิเตทระหว่าง bioabatement โดย ligniaria
nrrl30616 อาจอำนวยความสะดวกการหมักมีประสิทธิภาพของไซโลสโดยเฉพาะ
สำหรับยีสต์ fermentations เอทานอล rhh ภายใต้ bioabatement
ใช้ C . ligniaria แล้วใส่ทั้ง
ความเครียดปกติของ S . cerevisiae , วิศวกรรม E . coli
ethanologen หรือ S . cerevisiae สายพันธุ์วิศวกรรมสำหรับการเผาผลาญของน้ำตาลไซโลส
ในทุกกรณี , bioabatement ของ rhh เกี่ยวข้องกับการหมักแลค
ลดลง และในบางครั้ง
การแปล กรุณารอสักครู่..
