Открытый доступ
Только для подписчиков
Новые методы одностадийной переработки полисахаридных компонентов лигноцеллюлозной биомассы (целлюлозы и гемицеллюлоз) в ценные продукты. Часть 3. Продукты, получаемые путем биотехнологической переработки поли- и моносахаридов биомассы
Аннотация
В ч. 3 обзора рассмотрены современные аспекты получения востребованных химических веществ, а именно этанола, н-бутанола, изобутанола, 2,3-бутандиола, молочной и янтарной кислот с использованием биотехнологических процессов переработки лигноцеллюлозной биомассы. Дана сравнительная характеристика различных подходов (в том числе SHF, SSF, SSCF и CBP) применительно к получению целевых веществ. Показано, что подход, связанный с консолидированной переработкой лигноцеллюлозы в востребованные вещества, перспективен для прямого получения химических веществ путем ее ферментации, но пока уступает другим способам переработки по эффективности. Развитие методов генетической инженерии микроорганизмов и применение методов системной биологии позволит создать более эффективные продуценты, а на их основе – более совершенные биотехнологические процессы.
Об авторах
К. Н. Сорокина
Институт катализа им. Г.К. Борескова СО РАН (ИК СО РАН), Новосибирск; Новосибирский национальный исследовательский университет (НГУ)
Россия
Россия
Ю. В. Самойлова
Институт катализа им. Г.К. Борескова СО РАН (ИК СО РАН), Новосибирск
Россия
Россия
А. В. Пилигаев
Институт катализа им. Г.К. Борескова СО РАН (ИК СО РАН), Новосибирск
Россия
Россия
Утанди Шивакумар
Тамилнадский аграрный университет, г. Коимбатур
Индия
Индия
В. Н. Пармон
Институт катализа им. Г.К. Борескова СО РАН (ИК СО РАН), Новосибирск; Новосибирский национальный исследовательский университет (НГУ)
Россия
Россия
Список литературы
1. Demirbaş A. // Energy Conversion and Management. 2001. Vol. 42. № 11. P. 1357—1378.
2. Gromov N.V., Taran O.P., Sorokina K.N. et al. // Catalysis in Industry. 2016. Vol. 8. № 2. P. 176—186.
3. Zeng A., Biebl H. // Tools and Applications of Biochemical Engineering Science / K. Schügerl, A. Zeng, J.G. Aunins et. al. Berlin, Heidelberg: Springer Berlin Heidelberg, 2002. P. 239—259.
4. Cok B., Tsiropoulos I., Roes A.L. et al. // Biofuels, Bioproducts and Biorefining. 2014. Vol. 8. № 1. P. 16—29.
5. Ghaffar T., Irshad M., Anwar Z. et al. // Journal of Radiation Research and Applied Sciences. 2014. Vol. 7. № 2. P. 222—229.
6. Brosse N., Dufour A., Meng X. et al. // Biofuels, Bioproducts and Biorefining. 2012. Vol. 6. № 5. P. 580—598.
7. Devappa R. K., Rakshit S. K., Dekker R.F.H. // Biotechnology Advances. 2015. Vol. 33. № 6, Part 1. P. 681-716.
8. Wang L., Wang J.G., Littlewood J. et al. // Green Chemistry. 2014. Vol. 16. № 3. P. 1527—1533.
9. Tyner W.E. // BioScience. 2008. Vol. 58. № 7. P. 646—653.
10. Slade R., Bauen A., Shah N. // Biotechnology for Biofuels. 2009. Vol. 2. P. 15.
11. Shukor H., Abdeshahian P., Al-Shorgani N.K.N. et al. // Bioresource Technology. 2016. Vol. 202. P. 206—213.
12. Lin P. P., Mi L., Morioka A.H. et al. // Metabolic Engineering. 2015. Vol. 31. P. 44—52.
13. Jiang L., Fang Z., Zhao Z. et al. // Bioresources. 2015. Vol. 10. № 1. P. 1318—1329.
14. Bai Z., Gao Z., Sun J. et al. // Bioresource Technology. 2016.Vol. 207. P. 346—352.
15. Sawisit A., Jantama S.S., Kanchanatawee S. et al. // Bioprocess and Biosystems Engineering. 2015. Vol. 38. № 1. P. 175—187.
16. Суходолов А.П., Хаматаев В.А. // Известия Иркутской государственной экономической академии. 2009. № 3 (65). P. 49—52.
17. Nikolić S., Mojović L., Djukić-Vuković A. // Causes, Impacts and Solutions to Global Warming / Ibrahim Dincer, Ozgur Can ColpanFethi Kadioglu. New York, NY: Springer New York, 2013. P. 627—642.
18. Fonseca G.G., Heinzle E., Wittmann C. et al. // Applied Microbiology and Biotechnology. 2008. Vol. 79. № 3. P. 339—354.
19. Nuanpeng S., Thanonkeo S., Yamada M. et al. // Energies. 2016. Vol. 9. № 4. P. 253.
20. Liu Z.-H.,Chen H.-Z. // Bioresource Technology. 2016. Vol. 201. P. 15—26.
21. Cha Y.-L., An G.H., Yang J. et al. // Renewable Energy. 2015. Vol. 80. P. 259—265.
22. Макарова Е.И. // Химия в интересах устойчивого развития. 2013. Т. 2. С. 219—225.
23. Скиба Е.А., Будаева В.В., Павлов И.Н. и др. // Биотехнология. 2012. Т. 6. С. 42—52.
24. Koppram R., Olsson L. // Biotechnology for Biofuels. 2014. Vol. 7. P. 54—54.
25. De Cassia Pereira J., Travaini R., Paganini Marques N. et al. // Bioresource Technology. 2016. Vol. 204. P. 122—129.
26. Nichols N.N., Hector R.E., Saha B.C. et al. // Biomass and Bioenergy. 2014. Vol. 67. P. 79—88.
27. Choi G., Moon S., Kang H. et al. // Journal of Chemical Technology & Biotechnology. 2009. Vol. 84. № 4. P. 547—553.
28. Jung Y.H., Kim I.J., Kim H.K. et al. // Bioprocess and Biosystems Engineering. 2014. Vol. 37. № 4. P. 659—665.
29. Rodrigues T.H.S., de Barros E.M., de Sá Brígido J. et al. //Applied Biochemistry and Biotechnology. 2016. Vol. 178. № 6. P. 1167—1183.
30. Gurram R.N., Al-Shannag M., Lecher N.J. et al. // Bioresource Technology. 2015. Vol. 192. P. 529—539.
31. Alamanou D.G., Malamis D., Mamma D. et al. // Waste and Biomass Valorization. 2015. Vol. 6. № 3. P. 353—361.
32. Kuila A., Banerjee R. // Bioprocess and Biosystems Engineering. 2014. Vol. 37. № 10. P. 1963—1969.
33. Capecchi L., Galbe M., Wallberg O. et al. // Biomass and Bioenergy. 2016. Vol. 90. P. 22—31.
34. Kim I., Lee I., Jeon S.H. et al. // Bioresource Technology. 2015. Vol. 192. P. 335—339.
35. Ahmed I.N., Nguyen P.L.T., Huynh L.H. et al. // Bioresource Technology. 2013. Vol. 136. P. 213—221.
36. Chen H., Zhao J., Hu T. et al. // Applied Energy. 2015. Vol. 150. P. 224-232.
37. Soudham V.P., Raut D.G., Anugwom I. et al. // Biotechnology for Biofuels. 2015. Vol. 8. № 1. P. 1—13.
38. Ninomiya K., Ogino C., Ishizaki M. et al. // Biochemical Engineering Journal. 2015. Vol. 103. P. 198—204.
39. Zhu J., Qin L., Li B. et al. // Bioresource Technology. 2014. Vol. 169. P. 9—18.
40. Erdei B., Frankó B., Galbe M. et al. // Journal of Biotechnology. 2013. Vol. 164. № 1. P. 50—58.
41. Sasaki K., Tsuge Y., Sasaki D. et al. // Bioresource Technology. 2015. Vol. 185. P. 263—268.
42. Ishola M.M., Jahandideh A., Haidarian B. et al. // Bioresource Technology. 2013. Vol. 133. P. 68—73.
43. Wu Z., Lee Y.Y. // Applied Biochemistry and Biotechnology. 1998. Vol. 70. № 1. P. 479—492.
44. Agbogbo F.K., Coward-Kelly G. // Biotechnol Lett. 2008. Vol. 30. № 9. P. 1515—1524.
45. Castro R.C., Roberto I.C. // Applied Biochemistry and Biotechnology. 2014. Vol. 172. № 3. P. 1553—1564.
46. Ryabova O.B., Chmil O.M., Sibirny A.A. // FEMS Yeast Res. 2003. Vol. 4. № 2. P. 157—164.
47. Beck M. // Biotechnol Lett. 1986. Vol. 8. № 7. P. 513—516.
48. Nonklang S., Abdel-Banat B.M., Cha-aim K. et al. // Appl Environ Microbiol. 2008. Vol. 74. № 24. P. 7514—7521.
49. Signori L., Passolunghi S., Ruohonen L. et al. // Microb Cell Fact. 2014. Vol. 13. № 1. P. 51.
50. Camargo D., Gomes S. D., Sene L. // Bioprocess and Biosystems Engineering. 2014. Vol. 37. № 11. P. 2235—2242.
51. Nachaiwieng W., Lumyong S., Yoshioka K. et al. // Biocatalysis and Agricultural Biotechnology. 2015. Vol. 4. № 4. P. 543—549.
52. Wang R., Li L., Zhang B. et al. // J. Ind. Microbiol. Biotechnol. 2013. Vol. 40. № 8. P. 841—854.
53. Feng C., Zou S., Liu C. et al. // World Journal of Microbiology and Biotechnology. 2016. Vol. 32. № 5. P. 1—7.
54. Hasunuma T., Hori Y., Sakamoto T. et al. // Microbial Cell Factories. 2014. Vol. 13. P. 145.
55. Tolonen A. C., Zuroff T. R., Ramya M. et al. // Applied and Environmental Microbiology. 2015. Vol. 81. № 16. P. 5440—5448.
56. Kojima M., Okamoto K., Yanase H. // Applied Microbiology and Biotechnology. 2013. Vol. 97. № 11. P. 5137—5147.
57. Treebupachatsakul T., Shioya K., Nakazawa H. et al. // Journal of Bioscience and Bioengineering. 2015. Vol. 120. № 6.
58. P. 657—665. 58. Aakko-Saksa P.T., Rantanen-Kolehmainen L., Skyttä E. // Environmental Science & Technology. 2014. Vol. 48. № 17. P. 10489—10496.
59. Егоров Н.С. // Промышленная микробиология. М.: Высшая школа, 1989.
60. Ezeji T., Milne C., Price N.D. et al. // Applied Microbiology and Biotechnology. 2010. Vol. 85. № 6. P. 1697—1712.
61. Pang Z.-W., Lu W., Zhang H. et al. // Bioresource Technology. 2016. Vol. 212. P. 82—91.
62. Qureshi N., Singh V., Liu S. et al. // Bioresource Technology. 2014. Vol. 154. P. 222—228.
63. Wang Z., Cao G., Zheng J. et al. // Biotechnology for Biofuels. 2015. Vol. 8. P. 84.
64. Rajagopalan G., He J.,Yang K.-L. // Renewable Energy. 2016. Vol. 85. P. 1127—1134.
65. Mack J.H., Schuler D., Butt R.H. et al. // Applied Energy. 2016. Vol. 165. P. 612—626.
66. Atsumi S., Wu T.-Y., Eckl E.-M. et al. // Applied Microbiology and Biotechnology. 2010. Vol. 85. № 3. P. 651—657.
67. Li S., Wen J., Jia X. // Applied Microbiology and Biotechnology. 2011. Vol. 91. № 3. P. 577—589.
68. Blombach B., Riester T., Wieschalka S. et al. // Appl Environ Microbiol. 2011. Vol. 77. № 10. P. 3300—3310.
69. González-Ramos D., van den Broek M., van Maris A. et al. // Biotechnology for Biofuels. 2013. Vol. 6. № 1. P. 1—18.
70. Baez A., Cho K.-M., Liao J. // Applied Microbiology and Biotechnology. 2011. Vol. 90. № 5. P. 1681—1690.
71. Brat D., Boles E. // FEMS Yeast Res. 2013. Vol. 13. № 2. P. 241—244.
72. Köpke M., Mihalcea C., Liew F. et al. // Applied and Environmental Microbiology. 2011. Vol. 77. № 15. P. 5467—5475.
73. Qin J., Xiao Z., Ma C. et al. // Chinese Journal of Chemical Engineering. 2006. Vol. 14. № 1. P. 132—136.
74. Anvari M., Safari Motlagh M.R. // Journal of Biomedicine and Biotechnology. 2011. Vol. 2011.
75. Perego P., Converti A., Del Borghi A. et al. // Bioprocess Engineering. 2000. Vol. 23. № 6. P. 613—620.
76. Lian J., Chao R., Zhao H. // Metabolic Engineering. 2014. Vol. 23. P. 92—99.
77. Białkowska A.M., Gromek E., Krysiak J. et al. // Journal of Industrial Microbiology & Biotechnology. 2015. Vol. 42. № 12. P. 1609—1621.
78. Hofvendahl K., Hahn—Hägerdal B. // Enzyme and Microbial Technology. 2000. Vol. 26. № 2—4. P. 87—107.
79. Ou M., Mohammed N., Ingram L.O. et al. // Applied Biochemistry and Biotechnology. 2009. Vol. 155. № 1-3. P. 76—82.
80. Marques S., Santos J.A.L., Gírio F.M. et al. // Biochemical Engineering Journal. 2008. Vol. 41. № 3. P. 210—216.
81. Ito Y., Hirasawa T., Shimizu H. // Bioscience, Biotechnology, and Biochemistry. 2014. Vol. 78. № 1. P. 151—159.
82. Hodge D.B., Andersson C., Berglund K.A. et al. // Enzyme and Microbial Technology. 2009. Vol. 44. № 5. P. 309—316.
83. Song H., Lee S.Y. // Enzyme and Microbial Technology. 2006. Vol. 39. № 3. P. 352—361.
84. Chen P., Tao S., Zheng P. // Bioresource Technology. 2016. Vol. 211. P. 406—413.
85. Salvachúa D., Mohagheghi A., Smith H. et al. // Biotechnology for Biofuels. 2016. Vol. 9. P. 28.
Для цитирования:
Сорокина К.Н., Самойлова Ю.В., Пилигаев А.В., Шивакумар У., Пармон В.Н. Новые методы одностадийной переработки полисахаридных компонентов лигноцеллюлозной биомассы (целлюлозы и гемицеллюлоз) в ценные продукты. Часть 3. Продукты, получаемые путем биотехнологической переработки поли- и моносахаридов биомассы. Катализ в промышленности. 2017;17(1):78-85. https://doi.org/10.18412/1816-0387-2017-1-78-85
For citation:
Sorokina K.N., Samoilova Y.V., Piligaev A.V., Sivakumar U., Parmon V.N. New Methods for the One-Pot Processing of Polysaccharide Components (Cellulose and Hemicellulose) of Lignocellulose Biomass into Valueable Products. Part 3. The Products Obtained by Biotechnological Processing of Polyand Mono-Saccharides of Biomass. Kataliz v promyshlennosti. 2017;17(1):78-85. (In Russ.) https://doi.org/10.18412/1816-0387-2017-1-78-85
Просмотров: 158
Послать статью по эл. почте 