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J-GLOBAL ID：201902221942719906   整理番号：19A1481494

バイオエネルギーMiscanthusにおけるバイオエタノール生産を最大化する完全リグノセルロース酵素糖化ポテンシャルのための有限化決定基【JST・京大機械翻訳】

A finalized determinant for complete lignocellulose enzymatic saccharification potential to maximize bioethanol production in bioenergy Miscanthus

著者 (22件)： Alam Aftab (Biomass and Bioenergy Research Centre, Huazhong Agricultural University, Wuhan, China) ,  Alam Aftab (College of Plant Science and Technology, Huazhong Agricultural University, Wuhan, China) ,  Zhang Ran (Biomass and Bioenergy Research Centre, Huazhong Agricultural University, Wuhan, China) ,  Zhang Ran (College of Plant Science and Technology, Huazhong Agricultural University, Wuhan, China) ,  Liu Peng (Biomass and Bioenergy Research Centre, Huazhong Agricultural University, Wuhan, China) ,  Liu Peng (College of Plant Science and Technology, Huazhong Agricultural University, Wuhan, China) ,  Huang Jiangfeng (Biomass and Bioenergy Research Centre, Huazhong Agricultural University, Wuhan, China) ,  Huang Jiangfeng (College of Plant Science and Technology, Huazhong Agricultural University, Wuhan, China) ,  Wang Yanting (Biomass and Bioenergy Research Centre, Huazhong Agricultural University, Wuhan, China) ,  Wang Yanting (College of Plant Science and Technology, Huazhong Agricultural University, Wuhan, China) ,  Hu Zhen (Biomass and Bioenergy Research Centre, Huazhong Agricultural University, Wuhan, China) ,  Hu Zhen (College of Plant Science and Technology, Huazhong Agricultural University, Wuhan, China) ,  Madadi Meysam (Biomass and Bioenergy Research Centre, Huazhong Agricultural University, Wuhan, China) ,  Madadi Meysam (College of Plant Science and Technology, Huazhong Agricultural University, Wuhan, China) ,  Sun Dan (Biomass and Bioenergy Research Centre, Huazhong Agricultural University, Wuhan, China) ,  Sun Dan (School of Materials and Chemical Engineering, Hubei University of Technology, Wuhan, China) ,  Hu Ruofei (College of Food Science and Technology, Hubei University of Arts and Science, Xiangyang, China) ,  Ragauskas Arthur J. (Department of Chemical and Biomolecular Engineering, University of Tennessee-Knoxville, Knoxville, USA) ,  Tu Yuanyuan (Biomass and Bioenergy Research Centre, Huazhong Agricultural University, Wuhan, China) ,  Tu Yuanyuan (College of Plant Science and Technology, Huazhong Agricultural University, Wuhan, China) ,  Peng Liangcai (Biomass and Bioenergy Research Centre, Huazhong Agricultural University, Wuhan, China) ,  Peng Liangcai (College of Plant Science and Technology, Huazhong Agricultural University, Wuhan, China)
資料名： Biotechnology for Biofuels (Web)  (Biotechnology for Biofuels (Web))
巻： 12  号： 1  ページ： 99  発行年： 2019年 
JST資料番号： U7022A  ISSN： 1754-6834  資料種別： 逐次刊行物 (A)
記事区分： 原著論文  発行国： イギリス (GBR)  言語： 英語 (EN)

抄録/ポイント： Miscanthusは,バイオ燃料および化学物質に対する膨大なリグノセルロース生産可能性を有する主要なバイオエネルギー作物である。しかし,リグノセルロース難分解性は,効率的なバイオエタノール生産のためのバイオマスプロセスの困難さをもたらす。したがって,バイオマス酵素加水分解に対するセルロースアクセシビリティに及ぼすリグノセルロース難分解性因子の統合的影響を同定することが必須となる。本研究において,異なる細胞壁組成を示し,最大バイオエタノール生産のためのバイオマス糖化に影響を及ぼす3つの主要因子を選別したMiscanthus系統の4つの典型的対を分析した。3つの最適(すなわち,液体熱水,H2SO4およびNaOH)前処理の中で,温和なアルカリ前処理(50°Cで4%NaOH)は,1%Tween-80を望ましいMiscanthus系統において酵素加水分解に共供給するとほぼ完全なバイオマス糖化をもたらした。結果として,最高のバイオエタノール収率は,酵母発酵から19%(%乾物)で得られ,以前の研究で報告されたように,より強い前処理を受けた他のMiscanthus種と比較して,94~98%高い糖-エタノール転換率であった。比較により,3つの最適化前処理は,壁高分子を特異的に抽出し,高分子の特徴と鎖間様式を変化させたが,アルカリ前処理は他の前処理よりもバイオマスの多孔性を大きく増加させた。統合的分析に基づいて,種々の前処理下でのヘキソースとエタノール収率を正確に推定するための優れた方程式を作成し,バイオマスの糖化とバイオエタノール生産に対する統合的影響を,バイオマスの多孔性の主要因(CR染色)と4つの付加的な因子(DY染色,セルロースDP,ヘミセルロースX/A,リグニンG-単量体)について概説した。異なる細胞壁組成と種々のバイオマス糖化を有する4対のMiscanthus試料を用いて,本研究は,最適前処理によるムチン増加バイオマス多孔性のために有意に減少できるリグノセルロース難分解性の3つの主要因を決定した。また,明確なリグノセルロース基質における高いバイオ燃料生産のためのバイオマスプロセス技術のあらゆるタイプを判断するために適用できる新しい標準を確立した。したがって,本研究は,すべてのバイオエネルギー作物におけるリグノセルロースの正確な遺伝子改変のための潜在的戦略を提供する。Copyright 2019 The Author(s) All rights reserved. Translated from English into Japanese by JST.【JST・京大機械翻訳】

シソーラス用語： 農作物 ,  *リグノセルロース ,  バイオマス ,  ヘキソース ,  リグニン ,  *生物エネルギー ,  *セルロース ,  生物燃料 ,  前処理 ,  細胞壁 ,  *ススキ属 ,  発酵 ,  脂肪族アルコール
準シソーラス用語： 難分解性 ,  *バイオエタノール , 【Automatic Indexing@JST】

著者キーワード (6件)： Miscanthus ,  バイオマス糖化 ,  バイオエタノール収率 ,  高分子の特徴 ,  高分子結合 ,  バイオマス多孔性

分類 (1件)： 生物燃料及び廃棄物燃料  (LB02020Y)

物質索引 (1件)： エタノール

引用文献 (46件)：

• Energy Environ Sci; DMR (deacetylation and mechanical refining) processing of corn stover achieves high monomeric sugar concentrations (230 g/L) during enzymatic hydrolysis and high ethanol concentrations (> 10% v/v) during fermentation without hydrolysate purification or concentration; X Chen, E Kuhn, EW Jennings, R Nelson, L Tao, M Zhang, MP Tucker; 9; 4; 2016; 1237-1245; citation_id=CR1
• Energy Environ Sci; Next-generation ammonia pretreatment enhances cellulosic biofuel production; Sousa L Costa, M Jin, SPS Chundawat, V Bokade, X Tang, A Azarpira, F Lu, U Avci, J Humpula, N Uppugundla, C Gunawan, S Pattathil, AM Cheh, N Kothari, R Kumar, J Ralph, MG Hahn, CE Wyman, S Singh, BA Simmons, BE Dale, V Balan; 9; 4; 2016; 1215-1223; citation_id=CR2
• Green Chem; Mild chemical pretreatments are sufficient for bioethanol production in transgenic rice straws overproducing glucosidase; Y Li, P Liu, J Huang, R Zhang, Z Hu, S Feng, Y Wang, L Wang, T Xia, L Peng; 20; 2018; 2047-2056; citation_id=CR3
• Biotechnol Biofuels; Overproduction of native endo-β-1, 4-glucanases leads to largely enhanced biomass saccharification and bioethanol production by specific modification of cellulose features in transgenic rice; J Huang, T Xia, G Li, X Li, Y Li, Y Wang, Y Wang, Y Chen, G Xie, FW Bai, L Peng, L Wang; 2019; citation_id=CR4
• Energy Environ Sci; Investigating plant cell wall components that affect biomass recalcitrance in poplar and switchgrass; JD DeMartini, S Pattathil, JS Miller, H Li, MG Hahn, CE Wyman; 6; 3; 2013; 898; citation_id=CR5

タイトルに関連する用語 (7件)： バイオエネルギー ,  Miscanthus ,  バイオエタノール ,  最大化 ,  リグノセルロース ,  酵素糖化 ,  ポテンシャル