Optimization of enzymatic hydrolysis for bioethanol production by semi-simultaneous saccharification and fermentation using mature coconut fibre

Autor: Gonçalves, Fabiano Avelino, Santos, Everaldo Silvino dos, Macedo, Gorete Ribeiro de
Jazyk: angličtina
Rok vydání: 2020
Předmět:
Zdroj: Journal of Biotechnology and Biodiversity; Vol. 8 No. 4 (2020): Journal of Biotechnology and Biodiversity; 251-265
Journal of Biotechnology and Biodiversity; Vol. 8 Núm. 4 (2020): Journal of Biotechnology and Biodiversity; 251-265
Journal of Biotechnology and Biodiversity; v. 8 n. 4 (2020): Journal of Biotechnology and Biodiversity; 251-265
ISSN: 2179-4804
Popis: Alternative substrates to produce useful chemicals such as biofuel have been attractive, in particular, for cellulosic ethanol production. In this context, the objective of this work was optimized the synergistic mixture of enzymes and bioethanol production. The enzymes of Trichoderma reesei and crude enzyme extract from Lichtheimia ramosa were used in the hydrolysis of mature coconut fibre pretreated by sequential process of alkaline hydrogen peroxide (Alk-H2O2)-sodium hydroxide (NaOH). Furthermore, these enzymes and pretreated vegetable biomass were applied in the bioethanol production by Saccharomyces cerevisiae in semi-simultaneous saccharification and fermentation strategy (SSSF). Resulting in the yields and conversions of delignified mature coconut fibre into reducing sugars between 12.7-82.14% and 0.09-0.64 g reducing sugars/g dry biomass, respectively, with an initial hydrolysis rate at 12 h between 0.10-0.89 g/(L.h). Yields and conversions of delignified mature coconut fibre into glucose between 10.16-83.78% and 0.06-0.43 g glucose/g dry biomass, in that order, with an initial hydrolysis rate at 12 h between 0.03-0.35 g/(L.h). Bioethanol production by S. cerevisiae using delignified mature coconut fibre, enzymes from T. reesei and crude enzyme extract from L. ramosa resulted in the production of 4.62 g/L, yield of 0.41 g ethanol/g glucose and volumetric productivity of ethanol of 0.13 g/(L.h), respectively. The results showed synergistic effects between enzymes from T. reesei and crude enzyme extract from L. ramosa, without promoting inhibition in the alcoholic fermentation. Therefore, allowing to formulate an optimized enzymatic preparation aiming cellulosic ethanol production.
Substratos alternativos para produzir produtos químicos úteis, como biocombustível, têm sido atraentes, principalmente para a produção de etanol celulósico. Neste contexto, o objetivo deste trabalho foi otimizar a mistura sinérgica de enzimas de Trichoderma reesei e extrato de enzima bruta de Lichtheimia ramosa para a hidrólise da fibra de coco maduro pré-tratado com peróxido de hidrogênio alcalino (Alk-H2O2) - hidróxido de sódio (NaOH) e produção de bioetanol por Saccharomyces cerevisiae em estratégia de sacarificação e fermentação semi-simultânea (SSSF). Resultando nas conversões e rendimentos de fibra de coco maduro deslignificada em açúcares redutores entre 12,0-82,3% e 0,09-0,64 g de açúcares redutores/g de biomassa seca, respectivamente, com uma taxa de hidrólise inicial em 12 h entre 0,10-0,89 g/(Lh) . E as conversões e rendimentos de fibra de coco maduro deslignificado em glicose entre 10,4-83,9% e 0,06-0,43 g de glicose/g de biomassa seca, nessa ordem, com uma taxa de hidrólise inicial em 12 h entre 0,03-0,35 g/(L.h). A produção de bioetanol por S. cerevisiae utilizando fibra de coco maduro deslignificado, enzimas de T. reesei e extrato de enzima bruta de L. ramosa resultou na produção, rendimento e produtividade volumétrica de etanol de 4,62 g/L, 0,41 g de etanol/g de glicose e 0,13 g/(Lh), respectivamente. Os resultados mostraram efeitos sinérgicos entre as enzimas de T. reesei e extrato bruto de L. ramosa, além de não promover inibição na fermentação alcoólica. Portanto, permitindo formular uma preparação enzimática otimizada visando a produção de etanol celulósico.
Databáze: OpenAIRE
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