ОПТИМИЗАЦИЯ УСЛОВИЙ ПОЛУЧЕНИЯ АМОРФНОЙ ЦЕЛЛЮЛОЗЫ С ВЫСОКОЙ ФЕРМЕНТАТИВНОЙ ГИДРОЛИЗУЕМОСТЬЮ

УДК 547.458.8+577.152

  • Михаил Яковлевич Иоелович Designer Energy Ltd
  • Эли Алекс Мораг Designer Energy Ltd
Ключевые слова: целлюлоза, растворитель, декристаллизация, аморфная целлюлоза, ферментативный гидролиз, глюкоза

Аннотация

В данной работе изучен метод получения аморфной целлюлозы путем обработки исходного целлюлозного материала (МCC и смешанной бумажной макулатуры) холодным растворителем, содержащим 7% NaOH и 12% мочевины, при различных соотношениях растворителя к целлюлозе (R), мл/г. С помощью дифракции рентгеновских лучей было обнаружено, что после обработки MCC растворителем при R=3 кристаллическая модификация (СМ) CI исходной целлюлозы превращается в СМ CII с низкой степенью кристалличностью. В том случае, когда исходную целлюлозу обрабатывают растворителем при R ≥ 5, образуется полностью аморфная целлюлоза (AC). Благодаря высокой гидролизуемости, АC с концентрацией 50 г/л практически полностью превращается в глюкозу в течение 48 ч под действием ферментного препарата CTec-3 при дозе 30 мг/г сухого субстрата. Полученный образец АC может быть использован в качестве аморфного стандарта при исследовании кристалличности и ферментативного гидролиза различных видов целлюлозы и лигноцеллюлозы. Установлено, что наиболее выгодно проводить ферментативную сахарификацию АC при повышенной концентрации субстрата, 150 г/л. Из-за высокой стоимости MCC, для промышленного производства AC и глюкозы предпочтительно использовать дешевое целлюлозное сырье, такое например, как смешанная бумажная макулатура.

Скачивания

Данные скачивания пока не доступны.

Metrics

Загрузка метрик ...

Биографии авторов

Михаил Яковлевич Иоелович, Designer Energy Ltd

доктор химических наук, профессор

Эли Алекс Мораг, Designer Energy Ltd

доктор биологических наук

Литература

Walseth C.S. TAPPI, 1952, vol. 35, pp. 228–233.

Zhou Sh., Ingram L.O. Biotechnology Letters, 2001, vol. 23, pp. 1455–1462.

Zhang Y.H.P., Cui J., Lynd L.R., Kuang L.R. Biomacromolecules, 2006, vol. 7, pp. 644–648.

Zhang Y.H.P., Ding S.Y., Mielenz J.R., et al. Biotechnol. Bioeng., 2007, vol. 97, pp. 214–223.

Anantharam P.D., Sasidhar V., Constange A.S. Biotechnol. Bioeng., 2006, vol. 95, pp. 904–910.

Roseneau T., Potthast A., Sixta H., Kosma P. Prog. Polym. Sci., 2001, vol. 26, pp. 1763–1837.

Schroder L.R., Gentile V.M, Attala R.H. Non-degradative preparation of amorphous cellulose. IPC technical paper series. No 152. Appleton: The Institute of Paper Chemistry, 1985, 14 р.

Ciolacu D., Ciolacu F., Popa V.I. Cellulose Chem. Technol., 2011, vol. 45, pp. 13–21.

Zhang Ch., Liu R., Xiang J., et al. J. Phys. Chem. B, 2014, vol. 118, pp. 9507–9514.

Egal M., Budtova T., Navard P. Cellulose, 2008, vol. 15, pp. 361–370.

Luo X., Liu S., Zhou J., Zhang L. J. Mater. Chem., 2009, vol. 19, pp. 3538–3545.

Duchemin B., Le Corre D., Leray N., et al. Cellulose, 2015, vol. 23, pp. 593–609.

Ioelovich M., Leykin A., Figovsky O. Bioresources, 2010, vol. 5, pp. 1393–1407.

Hall M., Bansal P., Lee J., et al. FEBS Journal, 2010, vol. 277, pp. 1571–1582.

Ioelovich M., Morag E. Bioresources, 2011, vol. 6, pp. 2818–2834.

Ioelovich M., Morag E. Bioresources, 2012, vol. 7, pp. 4672–4682.

Kang A., Lee T.S. Bioengineering, 2015, vol. 2, pp. 184–203.

Muratova E.I., Zyuzina O.V., Shunayeva O.B. Biotekhnologiya organicheskikh kislot i belkovykh preparatov. [Biotech-nology of organic acids and protein preparations]. Tambov, 2007, 80 p. (in Russ.).

Bekatorou A., Psarianos C., Koutinas A.A. Food Technol. Biotechnol., 2006, vol. 44, pp. 407–415.

Anderson C., Longton J., Maddix C., et al. Single-Cell Protein, MIT Press. Cambridge, 1975, pp. 314–329.

Junker B., Mann Z., Seeley A., et al. Appl. Biochem. Biotechnol., 2002, vol. 97, pp. 63–78.

Molina-Ramírez C., Castro M., Osorio M., et al. Materials, 2017, vol. 10, pp. 1–13.

Reddy C.S.K., Ghai R., Kalia V.C. Bioresource Technology, 2003, vol. 87, pp. 137–146.

Опубликован
2020-03-05
Как цитировать
1. Иоелович М. Я., Мораг Э. А. ОПТИМИЗАЦИЯ УСЛОВИЙ ПОЛУЧЕНИЯ АМОРФНОЙ ЦЕЛЛЮЛОЗЫ С ВЫСОКОЙ ФЕРМЕНТАТИВНОЙ ГИДРОЛИЗУЕМОСТЬЮ // Химия растительного сырья, 2020. № 1. С. 19-24. URL: http://journal.asu.ru/cw/article/view/6579.
Выпуск
Раздел
Биополимеры растений