|
|
| Line 1: |
Line 1: |
| Članek:
| |
| Uvod:Xylanase and cellulase systems of Clostridium sp.: An insight on molecular approaches for strain improvement (L. Thomas et al.; Bioresource Technology 2014
| |
| Proizvodna bioetanola iz obnavljajočih se virov, kot je na primer biomasa se zaradi tegob moderne družbe kot vse višje cene goriv zaradi zmanjšanja njihovih zalog ter večanja prebivalstva, potrebe po vse večji energijski varnosti, pojava efekta tople grede zaradi emisije izpušnih plinov ter ostankov liganoceluloze. Pretvorba liganoceluloze v bioeatalonle je sestavljena iz različnih korakov, ki zajemajo vse od predpriprave, hidrolize, fermentacije ter separacije produkta ter čiščenja. V zadnjih 10 letih se je zaradi enormnega zanimanja v proizvodnjo bioetanola začelo intenzivno raziskovati vsakega izmed teh korakov. Predpriprava se deli na fizikalno, kemično ter biološko. Pri čemer si pod fizikalno predstavljamo mletje, kemična nam pomeni uporabo alkalij, kislin, organ solov medtem ko biološka predpriprava pomeni uporabo mikrobioloških kultur, v glavnem gliv, ki lahko razgrajujejo lignin. Poznamo primere, kjer so združili te različne načine predpriprave s pozitivnim učinkom. Naslednji del procesa, se pravi hidroliza se tretira kot precej težji korak znotraj samega procesa zaradi kompleksnosti strukture biomase in variaciji v kompozicije biomase iz različnih virov, v glavnem iz celuloze in hemiceluloze. V integriranem bioprocesu kot ga na primer poznamo v biorefinerijah je zaželena popolna hidroliza obeh celuloze ter hemiceluloze za kar pa potrebujemo procesing v več korakih, ki vsebuje celulozo in ksilanazo.
| |
|
| |
|
| Klostridije, ki razgrajujejo celulozo
| |
| Zanimanje zanje se je zelo povečalo zaradi odkritja naslednjih sposobnosti:1)prisotnosti ektracelularnega encimskega kompleksa celulosoma, ki zelo učinkovito prebavlja celulozo
| |
| 2) nekateri sacchroytic sevi klostridij lahko direktno pretvorijo celulozo v veliko število metabolitov, najbolj mrkanen je bioetanol, ki jih lahko uporabimo v direktni mikrobiološki konverziji.
| |
| 3) celulozni sistemi nekaterih vrst klostridij olajšuje hidrolizo materialov z vsebujočim ligninom kot je naprimer trdi les predobdelanem z razredčeno kislino 4) anaerobna obdelava odpadne celuloze z uporabo klostridije odstranjuje potrebo po zračenju
| |
|
| |
|
| |
| Celulosomi-Zapletene multiencimske kompkese, ki jih producirajo nekateri anaerobni mikroorganizmi, ki so narejeni za zadostno razgradnjo polisaharidov celičnih celic, v glavnem celuloze, imenujemo celulosomi
| |
|
| |
| Ksilanaza
| |
| Veliko mikroorganizmov vsebuje diskretne, več funkcionalne , več encimske komplekse ki jih najdemo na površini in jih imenujemo ksilanaza.
| |
|
| |
| Celulaza iz klostridije
| |
| Ena izmed glavnih prednosti, ki jo ponuja proizvodnja bioetanola s klostrijo, je zmanjšanje stroškov v primerjavi z tipični sistemi , ki temeljijo na delovanju gliv, saj je cena hidrolize, ki ji nato sledi fermentacija izredno visoka ter naredi sam proces predrag .Pri direktni pretvorbi pa je cena samih encimov poceni in sama pretvorba združuje celulazno produkcijo, hidrolizo in fermentacijo v enem samem bioreaktorju.
| |
|
| |
| Konsolidirani bioprocessing
| |
| Pomembni parametri za uspešen CBP so:1)razvijanje generičnega sistema za različne celoloitične bakterije 1)razvoju termofilne bakterije, ki bo proizvajala etanola na komercialno zadovoljvi ravni 3)razvoj celolitičneha mikroba za produkcijo butanola 4)hidrogenska ekpresija saccharolytic encim,ki bi poskrbel za visoke iztržke konverzije celuloznih substratov in heterogene ekspresije potrebnih genov na zadovoljivih nivojih.
| |
|
| |
| Genska izboljšava klostrdij vrste
| |
| Raziskovanje genetike klostridij se je začelo z Youngom, ki je uporabljal različne metode kot so transformacija, elektroporacija, transdukcija, konjugacija in transpozone.
| |
|
| |
| Nadaljnje perspektive
| |
| kovalci naj se glede na zgoraj navedena dejstva osredotočijo na proizvodnjo učinkovitih več-encimski sistemov, ki so sestavljeni predvsem iz celulaze in ksinalaze ter na proizvodnjo sevov,ki bodo imeli alkoholno toleranco
| |
|
| |
| ZaključekCBP fermentaciji ponuja potencialne prednosti pri proizvodnjo bioetanola in klostrija zgleda najboljša odločitev. Čeprav je bil dosežen velik napredek pi proizvodnji različnih sevov klotrije še nismo našli idealnega kandidata za efektiven CBP.
| |
