熱水前処理バイオマス原料とその生物変換研究の進展【JST・京大機械翻訳】

Chen Qian; Chen Jinghuan; Wang Kun; Jiang Jianxin; Sun Runcang

文献

J-GLOBAL ID：201802238351979980 整理番号：18A0213563

熱水前処理バイオマス原料とその生物変換研究の進展【JST・京大機械翻訳】

Research Progress on the Hydrothermal Pretreatment of Lignocellulosic Biomass and Its Bioconversion

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資料名：
巻： 53 号： 9 ページ： 97-104 発行年： 2017年
JST資料番号： C2424A ISSN： 1001-7488 資料種別：逐次刊行物 (A)
記事区分：原著論文発行国：中国 (CHN) 言語：中国語 (ZH)

エネルギー問題が日々緊張している時に、再生可能なクリーンエネルギーを求めることは早急に解決すべき重要な問題である。農林廃棄物の転換から新エネルギー、新材料を得ることはすでに重要な発展傾向になり、その中、バイオエタノールは環境に優しく、持続可能な新型エネルギーとして広く注目されている。前処理はバイオエタノール製造の重要な一環として重視され、従来の化学前処理技術のエネルギー消費が大きく、設備に対する要求が高く、ヘミセルロースの分解が深刻で、環境に汚染が生じ、ヘミセルロースとリグニンの高い回収利用が十分に考慮されていない。セルロースの単一化は,低い経済的利用価値をもたらした。生物前処理は環境に優しく、低コストの前処理技術として、転化効率が低く、作用周期が長く、炭水化物の損失が深刻であるという欠点がある。熱水前処理は条件付きパラメータの最適化により、天然高分子の原位置構造をできるだけ保つ上で、植物細胞壁の緻密構造をある程度破壊し、水のみを反応試薬とし、無化学薬剤の使用、環境に優しい、操作コストが低いなどの利点がある。その生物学的細胞壁に対する主要な作用は、リグニン-炭水化物複合体(LCC)を結合させ、部分的なヘミセルロースを除去し、リグニンの性質を変化させ、再分配し、ある程度セルロースの重合度を低下させることである。熱水前処理中に生成したフルフラール、5-ヒドロキシメチルフルフラール、ギ酸、酢酸などの生成物は生物分解に対して抑制作用があり、最適条件によってその含有量を制御できる。加水分解過程は,セルラーゼとその補助酵素を用いて前処理したセルロースを発酵可能な単糖に分解し,前処理後の産物を直接発酵させるには長い時間を要し,極めて低い濃度のエタノールしか得られない。酵素加水分解過程において、ヘミセルロースとリグニンの保護作用により、セルラーゼとセルロース基質の接触が阻害され、前処理プロセスはこの阻害作用を弱め、完全に破壊し、酵素とセルロースの接触面積を増大させ、酵素の分解効率を向上させる。前処理温度を上げることにより,エタノール発酵の収率は増加したが,前処理温度が高すぎるとセルロース分解が起こり,エタノール収率が低下した。本論文では、熱水前処理過程におけるセルロース、ヘミセルロース、リグニンの物理化学的性質の変化と処理過程における抑制物質の転化生成についてまとめた。異なる前処理条件下における生分解物質の主成分と分解産物の異なる程度の変化及び後続酵素の加水分解、酵母発酵に対する影響を比較分析した。Data from Wanfang. Translated by JST【JST・京大機械翻訳】

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生物燃料及び廃棄物燃料

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