CC BY
138
Новые материалы лесопромышленного комплекса с использованием наноцеллюлозы
РЕАКЦИОННАЯ СПОСОБНОСТЬ РАЗЛИЧНЫХ ЦЕЛЛЮЛОЗОСОДЕРЖАЩИХ МАТЕРИАЛОВ
при ферментативном гидролизе
Г.С. ДОЦЕНКО, асп. хим. ф-та МГУ им. М.В. Ломоносова, ин-т биохимии им. А.Н. Баха РАН, А.В. ЧЕКУШИНА, асп., ин-т биохимии им. А.Н. Баха РАН,
Е.Г КОНДРАТЬЕВА, мл. науч. сотрудник ин-та биохимии им. А.Н. Баха РАН, канд. физ.-мат. наук, А.Г ПРАВИЛЬНИКОВ, ин-т биохимии им. А.Н. Баха РАН, канд. хим. наук,
Р.М. АНДРИАНОВ, ин-т биохимии им. А.Н. Баха РАН,
Д.О. ОСИПОВ, мл. науч. сотрудник хим. ф-та МГУ им. М.В. Ломоносова, ин-т биохимии им. А.Н. Баха РАН, канд. хим. наук,
О. А. СИНИЦЫНА, мл. науч. сотрудник хим. ф-та МГУ им. М.В. Ломоносова, ин-т биохимии им. А.Н. Баха РАН, канд. хим. наук,
О.Г КОРОТКОВА, мл. науч. сотрудник ин-та биохимии им. А.Н. Баха РАН, канд. хим. наук,
В .И. СТЕПАНОВ, зав.отделом ГНУ ВНИИПБТРАСХН, канд. техн. наук,
Е.В. НОВОЖИЛОВ, проф. каф. биотехнологии Северного (Арктического) федерального унта им. М.В. Ломоносова, д-р техн. наук,
Е.Р АЧИЛЬДИЕВ, зам. ген. директора ОАО «Восточно-сибирский комбинат биотехнологий», С.А. КОНСТАНТИНОВА, гл. науч. сотрудник ФГУП «ГНЦЛПК», канд. биол. наук,
А.П. СИНИЦЫН, проф. хим. ф-та МГУ им. РАН, д-р хим. наук
Обострение экологических проблем и истощение запасов невозобновляемых энергоресурсов обусловили интерес к разработке и использованию целлюлозосодержащих материалов (ЦСМ) как потенциального источника углеводов, продуктов микробного синтеза и жидкого моторного топлива [3].
Из ЦСМ в результате ферментативного гидролиза могут быть получены сахара, которые являются как конечными целевыми продуктами, так и исходным сырьем для последующей переработки, например, для получения этанола или бутанола (биотоплива), органических кислот, аминокислот и других полезных продуктов. Однако для промышленной реализации процесса ферментативного получения глюкозы и других сахаров необходимо решить ряд проблем, одной из которых является поиск конкретных ЦСМ, которые удовлетворяли бы требованиям высокой реакционной способности при ферментативном гидролизе и были доступны в необходимых количествах [4, 5]. Известно, что реакционная способность ЦСМ при ферментативном гидролизе зависит от степени кристалличности целлюлозы, величины, доступной фер-
. Ломоносова, ин-т биохимии им. А.Н. Баха
[email protected]; [email protected]
ментам поверхности и наличия посторонних примесей, в первую очередь, лигнина [6, 7]. Для увеличения реакционной способности ЦСМ, как правило, требуется предварительная обработка, направленная на разрушение кристаллической структуры целлюлозы и полное или частичное удаление лигнина [1, 2]. Следует отметить, что определенные виды ЦСМ (например, отходы целлюлозно-бумажной промышленности, макулатура и др.) не требуют предобработки, поскольку в процессе их получения из них был удален лигнин и произошло определенное уменьшение степени кристалличности.
Целью данной работы является изучение реакционной способности различных видов ЦСМ, в том числе отходов и вторичных продуктов сельского хозяйства и промышленности при ферментативном гидролизе под действием целлюлолитических ферментов.
Ферментные препараты. В работе использованы лабораторные ферментные препараты Penicillium verruculosum: В151 и F10 (получены в ИБФМ РАН, г. Пущино), представляющие собой лиофильно высушенный ультраконцентрат культуральной жидкости.
ЛЕСНОИ ВЕСТНИК 8/2012
129
Новые материалы лесопромышленного комплекса с использованием наноцеллюлозы
Субстраты. В качестве субстратов для определения ферментативной активности препаратов были использованы натриевая соль карбоксиметилцеллюлозы (КМЦ) средней вязкости, глюкуроноксилан из березы (ксилан), и-НФ-Р-О-глюкопиранозид (п-НФ-Р-О-Глюк) производства фирмы «Sigma» (США); бумага хроматографическая N° 1 (ФБ) производства фирмы «Whatman» (Англия); целлобиоза фирмы «Мегск» (ФРГ); микрокристаллическая целлюлоза (МКЦ) авицел РН-105 производства фирмы «Serva» (ФРГ).
Образцы целлюлозосодержащих материалов. Необработанный и измельченный свекловичный жом предоставлен «Каневским сахарным заводом» (Краснодарский край, Россия), кроме этого использовался свекловичный жом, предоставленный компанией «DNL» (Голландия). Измельчение жома было проведено на молотковой дробилке с диаметром отверстий сита 1 мм. Использовали также свекловичный жом, обработанный с помощью варочного экструдера (время обработки составляло 50 с, температура варки сырья 182 °С, давление 30 атм., обработку проводили в ГНУ ВНИИПБТ РАСХН). Образец верхового торфа был взят с озера Сахтыш (Ивановская область, Россия), предобработанный торф был получен путем удаления гуминовых веществ (на кафедре органической химии Химического факультета МГУ имени М.В.Ломоносова). Пергамент был предоставлен Троицкой бумажной фабрикой (Россия); различные образцы пшеничной соломы - группой компаний «Альянс Мастеров», НПО «Химавтоматика», ОАО «Восточно-Сибирский комбинат биотехнологий» (Россия), компаниями «Sade Saman Tozu» (Турция), «ADM» (США) и «DNL» (Голландия); образцы измельченной древесины сосны, лиственницы, осины, гевеи, масличной пальмы и лузги подсолнечника - ОАО «Восточно-Сибирский комбинат биотехнологий» (Россия); скоп (отход целлюлозно-бумажного производства) - бумажной фабрикой «Пролетарий» (Россия); водоросли фукус и ламинария - кафедрой микробиологии Химикофармацевтической Академии Санкт-Петербурга; различные образцы пшеничных отрубей - компаниями НПК «Бигор» (Россия) и «DNL» (Голландия);
промытая пивная дробина - компанией НПК «Бигор»; послеспиртовая барда влажная и сухая - «ADM» (США); исходные и предобрабо-танные паровым взрывом кукурузные стебли
- национальной лабораторией NREL (США), компаниями «Dyadic International» (США), «ADM» (США) и «DNL» (Голландия). Шелуху сои и овса предоставила компания «ADM» (США), различные образцы багассы - «DNL» (Голландия), «Florida Crystals» (США) и «BC International» (США); кукурузные отруби
- «Gruma S.A.B de S.V» (Мексика); кукурузные початки - «DuPont» (США); различные образцы целлюлозы (степень помола характеризовали в градусах по Шопперу-Риглеру, еШР) были предоставлены Котласским и Усть-Илимским ЦБК (Россия).
Определение ферментативных активностей препаратов. Активности ферментных препаратов по отношению к полисахаридным субстратам (КМЦ, ксилан, МКЦ) рассчитывали по начальным скоростям образования восстанавливающих сахаров (ВС), определяемых методом Шомоди-Нельсона [8, 9]. За единицу активности принимали такое количество фермента, которое приводит к образованию 1 мкмоль ВС в минуту при концентрации субстрата 5 г/л. Активности ферментных препаратов по фильтровальной бумаге (ФБ) определяли стандартным методом [10], используя бумагу хроматографическую № 1 производства фирмы «Whatman» (Англия) и динитросалициловый метод анализа ВС. Активность по и-НФ-P-D-глюкопиранозиду (и-НФ-Р-Глюк) определяли, измеряя начальную скорость образования и-нитрофенола. За единицу активности принимали количество фермента, необходимое для образования 1 мкмоль и-нитрофенола в минуту при концентрации субстрата 1 мМ. Общие и удельные активности использованных целлюлазных препаратов приведены в табл. 1.
Ферментативный гидролиз ЦСМ проводили в термостатируемых при 50 °С ячейках объемом 50 мл, помещенных на качалку (250 колебаний/мин). В ячейку вносили навеску субстрата, рассчитанное количество 0.1 М Na-ацетатного буфера (рН5.0) и 1 мл раствора, содержащего необходимое количество фермен-
130
ЛЕСНОИ ВЕСТНИК 8/2012
Новые материалы лесопромышленного комплекса с использованием наноцеллюлозы
Таблица 1
Общие и удельные активности использованных целлюлазных препаратов P.verruculosum B151 и P.verruculosum F10
Препарат ФБ МКЦ КМЦ и-НФ-Р-Глюк Целло-биоза Ксилан
50°С, pH5,0 40°С, pH5,0 50°С, pH5,0 40°С, pH5,0 40°С, pH5,0 50°С, pH5,0
Общие активности п репаратов, ед./г препарата
B151#3.147.2 760 578 15116 1404 603 25028
F10 #3.201.2 147 853 4573 35263 46663 620
Удельные активности препаратов, ед./мг белка
B151 #3.147.2 0,92 0,7 18,3 1,70 0,73 30,3
F10 #3.201.2 0,19 1,1 5,9 45,5 60,2 0,8
тного препарата. Общий объем реакционной смеси составлял 20 мл. Концентрация ЦСМ в реакционной смеси составляла 100 г/л (в пересчете на сухое вещество). Дозировка ферментного препарата P verruculosum B151 составляла 10 мг белка на 1 г сухого вещества субстрата. Совместно с препаратом P verruculosum B151 в реакционную среду добавляли содержащий Р-глюкозидазу препарат P.verruculosum F10 так, чтобы концентрация белка F10 в реакционной среде составляла 3 мг на 1 г сухого вещества субстрата. Через определенные промежутки времени из реакционной смеси отбирали пробы (по 0,5 мл), центрифугировали (10 тыс. об./ мин, 3 мин) и измеряли содержание восстанавливающих сахаров (ВС) методом Шомоди-Нельсона [8, 9]. Содержание белка в препаратах определяли по методу Лоури, используя в качестве стандарта БСА [11].
За критерий реакционной способности ЦСМ при ферментативном гидролизе принимали предельную степень конверсии по отношению к абсолютно сухому веществу (а.с.в.), т.е. выход продуктов (ВС) при исчерпывающем гидролизе.
Целлюлоза является основным компонентом производственных отходов целлюлозно-бумажной промышленности, а также содержится во многих отработанных материалах сельского хозяйства и пищевых производств. Использование этих отходов и материалов (вторичного сырья) в качестве ЦСМ для ферментативного гидролиза более предпочтительно, чем переработка различных видов первичного сырья, которое, как правило, может быть использовано более рационально. Использование вторичного сырья, во-первых,
позволяет решить проблему утилизации многотоннажных отходов, во-вторых, часто такое сырье уже прошло предварительную обработку, необходимую для более эффективного гидролиза целлюлолитическими ферментами. Поэтому для изучения реакционной способности различных видов ЦСМ при ферментативном гидролизе мы выбрали наиболее типичные отходы сельского хозяйства, пищевой, лесной и деревообрабатывающей промышленностей, а также целлюлозно-бумажного производства.
Продукты и отходы лесной и деревообрабатывающей промышленности. Древесно-стружечные материалы являются основным отходом широкого круга деревообрабатывающих производств различного профиля и в ряде случаев не требуют дополнительного измельчения. При этом измельчение является необходимым для различных отходов лесосечных производств, переработка которых особенно актуальна для достижения полноценного использования древесных ресурсов, а также для предотвращения загрязнения территорий лесных хозяйств остаточными древесными материалами. В качестве примеров типичных отходов лесной и деревообрабатывающей промышленностей нами была рассмотрена РС древесины различных пород.
РС неизмельченных сосновых опилок, как и опилок лиственницы и осины, была весьма низкой (до 8 %). Дополнительное измельчение и обессмоливание сосновых опилок позволяет значительно увеличить РС этого ЦСМ (45 %). Данный эффект объясняется разрушением трудно гидролизующихся кристаллических участков целлюлозы и увеличением площади поверхности, доступной
ЛЕСНОИ ВЕСТНИК 8/2012
131
Новые материалы лесопромышленного комплекса с использованием наноцеллюлозы
целлюлолитическим ферментам, которое достигается в ходе дополнительной механической обработки. Удаление смол уменьшает необратимое сорбирование ферментов на поверхности субстрата и также увеличивает площадь его доступной поверхности.
Значительное увеличение РС древесных материалов после их механической обработки наблюдалось не только для сосновой древесины, но также и для древесины лиственницы и осины (22 и 50 % соответственно). Максимальная РС (62 %) была достигнута в случае обработки осиновых опилок, измельченных на промышленной импеллерной мельнице и далее обработанных 5 % HNO3 (30 мин, 120°С).
РС неизмельченных опилок гевеи оказалась сравнимой с РС неизмельченных опилок сосны, лиственницы и осины (4 %), однако в отличие от этих пород древесины измельченные опилки гевеи обладали низкой РС (14 %). Опилки масличной пальмы характеризовались очень низкой РС (2 %), которая незначительно увеличивалась после измельчения этого вида ЦСМ (6 %).
Продукты и отходы целлюлозобумажной промышленности. Определение РС продуктов целлюлозно-бумажного производства проводили на образцах целлюлозы, различающихся по способу получения (степень помола, отбеливание, использование лиственных или хвойных пород древесины). Проведенные нами эксперименты позволили установить, что беленая целлюлоза обладает гораздо большей РС (38-48 %), чем небеленая (11-18 %), причем РС целлюлозы не зависит от вида древесины, использованной для ее получения (хвойная или лиственная). Увеличение степени помола приводит к незначительному увеличению РС как беленой (43 % и 48 % для образцов, размолотых до 14 и 29° ШР соответственно), так и небеленой хвойной целлюлозы (11 % для неразмолотого образца и 18 % для образцов, размолотых до 14-16° ШР).
Пергамент представляет собой прочный упаковочный жиро- влагостойкий материал, изготовленный из чистой целлюлозы. Пергамент является ценным упаковочным материалом, безвредным при контакте с пищевыми продуктами. Однако его прочность и
инертность осложняют его повторную (промышленную) переработку и деградацию в природе. ГОСТ 10700-97 предусматривает три группы качества и 13 марок перерабатываемой макулатуры и требует отсутствия в ней пергамента. Основную часть пергаментных остатков либо сжигают, либо отправляют на свалку бытовых отходов. Поэтому переработка отходов тары и упаковки, содержащих пергамент, является актуальной задачей. Согласно полученным экспериментальным данным, пергамент обладает высокой реакционной способностью (85 %) при ферментативном гидролизе целлюлазами (в эксперименте использовали измельченный пергамент с размером частиц до 2 мм2). Это объясняется тем, что он состоит из чистой целлюлозы, волокна которой в процессе изготовления пергамента потеряли значительную часть кристалличности и стали более доступными для целлюлолитических ферментов. Помимо этого пергамент не содержит лигнина, в нем мало гемицеллюлоз, значительно затрудняющих доступ ферментов к целлюлозным волокнам. Поэтому пергаментные отходы являются доступным, высокореакционноспособным сырьем для ферментативного получения сахаристых веществ из ЦСМ.
Скопом называют волокносодержащие отходы целлюлозно-бумажного производства. Максимальная глубина гидролиза скопа бумажной фабрики, выпускающей гофротару, составляет 13 %, что говорит о его низкой реакционной способности.
Отходы сельского хозяйства. Пшеничная солома является крупнотоннажным отходом сельского хозяйства, существенная часть соломы практически не используется. Реакционная способность (в дальнейшем - РС) соломы низка - глубина исчерпывающего ферментативного гидролиза составляет 12 % (табл. 2). Измельчение соломы приводит к увеличению ее РС до 45 %. Предобработка пшеничной соломы горячей щелочью (85 °С, 1 % NaOH), а также паровым взрывом позволяет существенно увеличить РС этого ЦСМ (до 55 и 75 % соответственно).
Свекловичный жом представляет собой вторичный продукт свеклосахарного производства и частично используется в ка-
132
ЛЕСНОЙ ВЕСТНИК 8/2012
Новые материалы лесопромышленного комплекса с использованием наноцеллюлозы
честве кормовой добавки, а также в микробиологической промышленности. Согласно полученным нами экспериментальным данным, свекловичный жом характеризуется средней РС (20 %), которая несколько увеличивается при его измельчении на молотковой дробилке и после экструзионной обработке (27 % в обоих случаях).
РС шелухи овса оказалась низкой (5 %), однако соевая шелуха характеризовалась гораздо более высокой РС (38 %). Предобработка этих субстратов паровым взрывом в присутствии Ca(OH)2 приводит к значительному увеличению РС (до 76 и 58 % соответственно). Лузга подсолнечника обладает крайне низкой РС (3 %), которая лишь незначительно увеличивается после измельчения лузги (7 %).
Кукуруза и сахарный тростник являются традиционными энергетическими культурами, которые выращиваются в промышленных масштабах в Бразилии и США для производства биотплива 2-го поколения (биоэтанола) и являются доступным крупнотоннажным биотехнологическим сырьем. Согласно полученным нами экспериментальным данным, необработанные кукурузные стебли обладают низкой РС (10 %), однако предобработка паровым взрывом в присутствии ^804 или Ca(OH)2 позволяет значительно увеличить реакционную способность данного вида ЦСМ (до 36-55 % для образцов, полученных из различных источников). Кукурузные початки характеризовались средней РС (24 %).
Багасса представляет собой стебли сахарного тростника, остающиеся после извлечения сока. Багасса используется в бумажной промышленности и в качестве кормовой добавки. Без предварительной обработки багас-са характеризовалась средней РС (18 %), РС предобработанных образцов багассы была значительно выше (42, 41, 34 % для образцов после предобработки путем измельчения, а также паровым взрывом в присутствии Ca(OH)2 или H2S04 соответственно).
Отходы пищевой промышленности. Пивная дробина и спиртовая барда являются основными отходами пивоваренного и спиртового производств. Согласно полученным нами экспериментальным данным, пивная
дробина обладает низкой РС (10 %), сухая и влажная спиртовая барда характеризовалась несколько более высокой, хотя и небольшой РС (18 и 16 % соответственно). Пшеничные и кукурузные отруби после удаления крахмала с помощью гидролиза амилолитическими ферментами также имели небольшую РС (14 и 12 % соответственно).
Другие источники ЦСМ. В качестве альтернативных ЦСМ, доступных в необходимых количествах для крупнотоннажного ферментативного гидролиза, нами были рассмотрены торф и водоросли. РС исходного торфа была очень низкой (3 %). Предобработка этого субстрата путем удаления гуминовых веществ приводит к незначительному увеличению реакционной способности (5 %). Водоросли Laminaria saccharina и Fucus vesiculosus также обладали низкой РС (12 и 5 % соответственно).
Таким образом, исследованные нами не прошедшие специальной предобработки виды ЦСМ, как правило, имеют низкую РС - глубина их гидролиза целлюлолитическими ферментами составляет 2-18 %. Только некоторые из не предобработанных видов ЦСМ имеют среднюю РС - соевая шелуха (38 %), кукурузные початки (24 %) свекловичный жом (20 %).
Очевидно, что для использования ЦСМ в качестве сырья для ферментативного осахаривания целесообразно проводить предварительную обработку [12-14]. Из всех рассмотренных нами видов ЦСМ наибольшей РС обладают пергамент (85 %), предоб-работанная паровым взрывом пшеничная солома (69-75 %), овсяная и соевая шелуха, предобработанные паровым взрывом в присутствии Ca(OH)2 (76 и 58 %, соответственно), осиновые опилки после измельчения и обработки HNO3 или только после измельчения (62 и 50 %, соответственно), кукурузные стебли после обработки паровым взрывом в присутствии H2S04 (до 55 %), а также беленая сульфатная лиственная и хвойная целлюлоза (46-48 %). Эти виды ЦСМ являются наиболее перспективными для реализации и масштабирования процессов биоконверсии возобновляемого растительного сырья, превращения их в сахара путем ферментативного гидролиза (и последующего получения
ЛЕСНОЙ ВЕСТНИК 8/2012
133
Новые материалы лесопромышленного комплекса с использованием наноцеллюлозы
Таблица 2
Реакционная способность различных ЦСМ при гидролизе целлюлазными препаратами P.verruculosum B151 и P.verruculosum F10 (50°С, рН5,0)
Номер образ- ца ЦСМ Глубина гидролиза, % от а.с.в. (РС)
Отходы сельского хозяйства
1.1-1.8 Солома пшеничная 12
1.9 Солома пшеничная, измельченная на лабораторной планетарной шаровой мельнице АГО-2 45
1.10 Солома пшеничная, предобработанная 1 % NaOH, 85°C 55
1.11 Солома пшеничная, предобработанная паровым взрывом 75
1.12 Солома пшеничная, предобработанная паровым взрывом в присутствии Ca(OH)2 69
2.1 Свекловичный жом 20
2.2 Свекловичный жом, измельченный на молотковой дробилке 27
2.3 Свекловичный жом экструдированный 27
3.1 Овсяная шелуха 5
3.2 Овсяная шелуха, предобработанная паровым взрывом в присутствии Ca(OH)2 76
4.1 Соевая шелуха 38
4.2 Соевая шелуха, предобработанная паровым взрывом в присутствии Ca(OH)2 58
5.1 Лузга подсолнечника 3
5.2 Лузга подсолнечника, измельченная на лабораторной планетарной шаровой мельнице АГО-2 7
6.1 Кукурузные стебли 10
6.2 Кукурузные стебли, предобработанные паровым взрывом в присутствии H2SO4 40-55
6.3 Кукурузные стебли, предобработанные паровым взрывом в присутствии Ca(OH)2 36
7 Кукурузные початки 24
8.1 Багасса 18
8.2 Багасса, измельченная на лабораторной планетарной шаровой мельнице АГО-2 42
8.3 Багасса, предобработанная паровым взрывом в присутствии Ca(OH)2 41
8.4 Багасса, предобработанная паровым в присутствии H2SO4 34
Отходы пищевой промышленности
9 Дробина пивная (пшеница-рожь) 10
10.1 Барда спиртовая (сухая) 18
10.2 Барда спиртовая (влажная) 16
11 Пшеничные отруби (без крахмала) 14
12 Кукурузные отруби (без крахмала) 12
Продукты и отходы лесной и деревообрабатывающей промышленности
13.1 Сосновые опилки 8
13.2 Сосновые опилки, обессмоленные, измельченные на лабораторной панетарной шаровой мельнице АГО-2 45
14.1 Опилки лиственницы 6
14.2 Опилки лиственницы, измельченные на лабораторной планетарной шаровой мельнице АГО-2 22
15.1 Осиновые опилки 8
15.2 Осиновые опилки, измельченные на лаборатрной планетарной шаровой мельнице АГО-2 50
15.3 Осиновые опилки, измельченные на промышленной импеллерной мельнице ИМ450 и далее обработанные 5 % HNO3 (30 мин, 120°С) 62
16.1 Опилки гевеи 4
16.2 Опилки гевеи, измельченные на лабораторной планетарной шаровой мельнице АГО-2 14
17.1 Опилки масличной пальмы 2
17.2 Опилки масличной пальмы, измельченные на лабораторной планетарной шаровой мельнице АГО-2 6
Продукты и отходы целлюлозобумажной промышленности
18.1 Сульфатная хвойная небеленая целлюлоза, влажная 11
134
ЛЕСНОЙ ВЕСТНИК 8/2012
Новые материалы лесопромышленного комплекса с использованием наноцеллюлозы
Окончание таблицы 2
Номер образ- ца ЦСМ Глубина гидролиза, % от а.с.в. (РС)
18.2 Сульфатная хвойная небеленая целлюлоза после размола (14° ШР), влажная 18
18.3 Сульфатная хвойная небеленая целлюлоза после размола (16° ШР), влажная 18
18.4 Сульфатная хвойная беленая целлюлоза сухая 38
18.5 Сульфатная хвойная беленая целлюлоза после размола (14° ШР), влажная 43
18.6 Сульфатная хвойная беленая целлюлоза после размола (29° ШР), влажная 48
19.1 Сульфатная лиственная беленая целлюлоза, влажная 47
19.2 Сульфатная лиственная беленая целлюлоза после размола (28° ШР), влажная 46
20 Пергамент 85
21 Скоп (коротковолокнистая целлюлоза) 13
другие источники ЦСМ
22.1 Верховой торф 3
22.2 Верховой торф после удаления гуминовых веществ 5
23 Водоросли Laminaria saccharina 12
24 Водоросли Fucus vesiculosus 5
из сахаров различных полезных продуктов), поскольку обладают высокой реакционной способностью, доступны в необходимых количествах, и их использование позволяет в ряде случаев решить проблему утилизации отходов и, таким образом, снизить затраты на производство глюкозы.
Работа выполнена при поддержке Государственного контракта № 16.522.12.2003, шифр «2011-2.2-522-002-001» по теме «Разработка технологии биоконверсии непищевого целлюлозосодержащего сырья в простые сахара» в рамках федеральной целевой программы «Исследования и разработки по приоритетным направлениям развития научно-технологического комплекса России на 2007-2012 гг.».
Библиографический список
1. Байклз, И. Целлюлоза и ее производные / И. Бай-клз, Л. Сегал. - М.: Мир, 1974. - Т 1. - 500 с.
2. Роговин, З.А. Химия целлюлозы / З.А. Роговин. - М.: Химия, 1972. - 520 с.
3. Bungay, H.R. Energy: the biomass options/H.R. Bungay. New York: Wiley and Sons, 1981. 347 pp.
4. McMillan, J. Biethanol production: Status and propects/J. McMillan//Renewable Energy. -1997. -№ 10. .-рр. 295-302.
5. Sanchez, O.J. Trends in biotechnological production of fuel ethanol from different feedstocks/O. J. Sanchez, C.A. Cardona//Bioresource Technology. -2008. -№ 99. -pp. 5270-5295.
6. Gupta, R. Mechanism of cellulose reaction on pure cellulosic substrates/R. Gupta, Y.Y. Lee//Biotechnol. Bioeng. -2009. -№ 102. -рр. 1570-1581.
7. Merino, S.T. Progress and challenges in enzyme development for biomass utilization/S.T. Merino, J. Cherry//Adv. Biochem. Eng. Biotechnol. -2007. -№ 108. -рр. 95-120.
8. Nelson, N. A photometric adaptation of the Somogyi method for the determination of sugars/N. Nelson//J. Biol. Chem. -1944. -№ 153. -рр. 375-379.
9. Somogyi, M. Notes on sugar determination/M. Somogyi//J. Biol. Chem. -1952. -№ 195. -рр. 19-23.
10. Ghose, T.K. Measurement of Cellulase Activities/T.K. Ghose//Pure Appl. Chem. -1987. -№ 59. -рр. 257-268.
11. Peterson, G.L. Review of the Folin phenol protein quantitation method of Lowry, Rosebrough, Farr and Randall/G.L. Peterson//Anal. Biochem. -1979. -
№ 100. -рр. 201-220.
12. Mosier, N. Features of promising technologies for pretreatment of lignocellulosic biomass/ N. Mosier, C.E. Wyman, B. Dale, R. Elander, Y.Y. Lee, M. Holtzapple, M. Ladisch//Bioresour. Technol. -2005. -№ 96. -рр. 673-686.
13. Wyman, C.E. Coordinated development of leading biomass pretreatment technologies/C.E. Wyman, B.E. Dale, R.T. Elander, M. Holtzapple, M.R. Ladisch, Y.Y. Lee//Bioresour. Technol. -2005. -№ 96. -рр. 1959-1966.
14. Charles E. Wyman Comparative data on effects of leading pretreatments and enzyme loadings and formulations on sugar yields from different switchgrass sources/Charles E. Wyman, Venkatesh Balan, Bruce E. Dale, Richard T. Elander, Matthew Falls, Bonnie Hames, Mark T. Holtzapple, Michael R. Ladisch, Y.Y. Lee, Nathan Mosier, Venkata R. Pallapolu, Jian Shi, Steven R. Thomas, Ryan E. Warner//Bioresour. Technol. -2012. -№ 102, -рр. 11052-11062.
ЛЕСНОЙ ВЕСТНИК 8/2012
135
