Tính Kháng Vật Liệu Lignocellulosic: Kỹ Thuật Hóa Thực Vật và Enzyme Cho Sản Xuất Nhiên Liệu Sinh Học
Tóm tắt
Sinh khối lignocellulosic đã lâu được công nhận như một nguồn cung cấp đường hỗn hợp bền vững để lên men thành nhiên liệu sinh học và các vật liệu sinh học khác. Nhiều công nghệ đã được phát triển trong suốt 80 năm qua cho phép quá trình chuyển đổi này xảy ra, và mục tiêu rõ ràng hiện nay là làm cho quá trình này cạnh tranh về chi phí trong thị trường ngày nay. Ở đây, chúng tôi xem xét sự kháng tự nhiên của tường tế bào thực vật đối với sự phân hủy do vi sinh và enzym, được biết chung là “tính kháng sinh khối.” Chính đặc tính này của thực vật là nguyên nhân chủ yếu dẫn đến chi phí cao của việc chuyển đổi lignocellulose. Để đạt được sản xuất năng lượng bền vững, cần thiết sẽ phải vượt qua các tính chất hoá học và cấu trúc đã phát triển trong sinh khối để ngăn chặn sự tháo rời của nó.
Từ khóa
#lignocellulosic biomass #biofuels #enzymes #biomass recalcitrance #sustainable energy productionTài liệu tham khảo
U.S. Department of Energy Office of the Biomass Program 30 x 30 Workshop Washington DC 1 to 2 August 2006 (www.30x30workshop.biomass.govtools.us/).
Office of the Biomass Program (OBP) “Multi-Year Program Plan 2007-2012” (OBP U.S. Department of Energy Washington DC 2005) (http://www1.eere.energy.gov/biomass/pdfs/mypp.pdf).
Biofuels Research Advisory Council “Biofuels in the European Union: A Vision for 2030 and Beyond” (2006); available online (www.biomatnet.org/publications/1919rep.pdf).
J. Houghton S. Weatherwax J. Ferrell “Breaking the Biological Barriers to Cellulosic Ethanol: A Joint Research Agenda ” Biomass to Biofuels Rockville MD 7 to 9 December 2005 (to order the report see http://genomicsgtl.energy.gov/biofuels/b2bworkshop.shtml#orderform).
U.S. Department of Agriculture–National Resource Conservation Service National Resources Inventory: 2001 Annual NRI (NRCS USDA Washington DC 2003) (www.nrcs.usda.gov/technical/land/nri01/nri01lu.html).
R. D. Perlacket al. “Biomass as Feedstock for a Bioenergy and Bioproducts Industry: The Technical Feasibility of a Billion-Ton Annual Supply”(Oak Ridge National Laboratory Report TM-2005 under contract DOE/GO-102005-2135 Oak Ridge TN (2005).
Pretreatment severity is defined as the combined effect of temperature acidity and duration of treatment. Hot-water pretreatments which actually use acetic acid liberated from cell-wall hemicellulose represent the lowest degree of severity.
S. B. Kim, Y. Y. Lee, Biotechnol. Bioeng. Symp.17, 71 (1987).
Y. Sun et al. Bioresour. Technol. in press.
CAZy (Carbohydrate Active Enzymes) is a database for the families of structurally related catalytic and carbohydrate-binding modules of enzymes that degrade modify or create glycosidic bonds. The database is available online (www.cazy.org/CAZY/).
D. E. Koshland, Biol. Rev.28, 416 (1953).
W. Gauss U.S. Patent 3 990 9444 (1976).
We acknowledge the support of the U.S. Department of Energy Office of the Biomass Program. We also thank W. Gretz for providing the picture shown in Fig. 1A T. Vinzant for providing the image shown in Fig. 1B and D. Seely at Pixel Kitchen for providing the image shown in Fig. 3.