Cane Pretreatment by Deep Eutetic Solvents to Increase its Reactivity During Enzymatic Hydrolysis with Cellulases

Cover Page

Cite item

Full Text

Open Access Open Access
Restricted Access Access granted
Restricted Access Subscription Access

Abstract

Cane was pretreated with a number of deep eutectic solvents (DES) based on choline chloride (ChCl) as a hydrogen bond acceptor; among hydrogen bond donors, lactic and oxalic acids (LacA and OxA, respectively) were the most effective. Substrate pretreatment conditions (ratio of DES-components, temperature and exposure time) were optimized, leading to the highest yield of reducing sugars (RS) and glucose during subsequent enzymatic hydrolysis with cellulase preparation based on Penicillium verruculosum. It was been established that in the case of a mixture of ChCl with LacA (the molar ratio of components is 1 : 5) pretreatment should be carried out at 80°С for 24 h, and in the case of a mixture of ChCl with OxA (1 : 1) – at 80°С for 6 hours. The degree of conversion of the pretreated substrate after 48 hours of hydrolysis in the presence of the enzyme preparation (EP) B537 was 80 and 86% by absolutely dry substances for selected mixtures of ChCl/LacA and ChCl/OxA, respectively.

About the authors

M. V. Semenova

Federal Research Center “Fundamentals of Biotechnology” of the Russian Academy of Sciences

Author for correspondence.
Email: margs@mail.ru
Russia, 119071, Moscow

I. S. Vasil’eva

Federal Research Center “Fundamentals of Biotechnology” of the Russian Academy of Sciences

Email: margs@mail.ru
Russia, 119071, Moscow

A. I. Yaropolov

Federal Research Center “Fundamentals of Biotechnology” of the Russian Academy of Sciences

Email: margs@mail.ru
Russia, 119071, Moscow

A. P. Sinitsyn

Federal Research Center “Fundamentals of Biotechnology” of the Russian Academy of Sciences

Email: margs@mail.ru
Russia, 119071, Moscow

References

  1. Гусаков А.В., Синицын А.П. // Химия биомассы: биотоплива и биопластики. М.: Научный мир. 2017. С. 789. ISBN 978-5-91522-451-2.
  2. Conde-Mejiaa C., Jimenez-Gutierreza A., El-Halwagi M. // Process Safety and Environmental Protection. 2012. V. 90. P. 189–202. https://doi.org/10.1016/j.psep.2011.08.004
  3. Eggeman T., Elander R.T. // Biores. Technol. 2005. V. 96. P. 2019–2025. https://doi.org/10.1016/j.biortech.2005.01.017
  4. Satlewal A., Agrawal R., Bhagia S., Das P., Ragauskas A.J. // Biofuels Bioprod. Biorefin. 2017. V. 12. № 1. P. 83–107. https://doi.org/10.1002/bbb.1818
  5. Abbott A.P., Boothby D., Capper G., Davies D.L., Rasheed R.K. // J. Am. Chem. Soc. 2004. V. 126. № 29. P. 9142–9147. https://doi.org/10.1021/ja048266j
  6. Gorke J.T., Srienc F., Kazlauskas R.J. // ACS Symposium Series. 2010. V. 1038. P. 169–180. https://doi.org/10.1021/bk-2010-1038.ch014
  7. Mbous Y.P., Hayyan M., Hayyan A., Wong W.F., Hashim M.A., Looi C.Y. // Biotechnol. Adv. 2017. V. 35. № 2. P. 105–134. https://doi.org/10.1016/j.biotechadv.2016.11.006
  8. Abbott A.P., Capper G., Davies D.L., Rasheed R.K., Tambyrajah V. // Chem. Commun. 2003. V. 1. P. 70–71. https://doi.org/10.1039/B210714G
  9. Martins M.A.R., Pinho S.P., Coutinho J.A.P. // J. Solut. Chem. 2019. V. 48. P. 962–982.https://doi.org/10.1007/s10953-018-0793-1
  10. Smith E.L., Abbott A.P., Ryder K.S. // Chemical Reviews. 2014. V. 114. P. 11060–11082. https://doi.org/10.1021/cr300162p
  11. Oliveira V.K.D., Gregory C., Francois J. // ChemCatChem. 2015. V. 7. № 8. P. 1250–1260. https://doi.org/10.1002/cctc.201500134
  12. Abo-Hamad A., Hayyan M., Alsaadi M.A., Hashim M.A. // Chem. Eng. J. 2015. V. 273. P. 551–567. https://doi.org/10.1016/j.cej.2015.03.091
  13. Bhagia S., Li H., Gao X., Kumar R., Wyman C.E. // Biotechnol. Biofuels. 2016. V. 9. № 1. P. 245. https://doi.org/10.1186/s13068-016-0660-5
  14. Dumitrache A., Tolbert A., Natzke J., Brown S.D., Davison B.H., Ragauskas A.J. // Green Chem. 2017. V. 19. № 9. P. 2275–2285.https://doi.org/10.1039/c7gc00346c
  15. Tang X., Zuo M., Li Z., Liu H., Xiong C., Zeng X. et al. // ChemSusChem. 2017. V. 10. № 13. P. 2696–2706. https://doi.org/10.1002/cssc.201700457
  16. Zhang C.-W., Xia S.-Q., Ma P.-S. // Biores. Technol. 2016. V. 219. P. 1–5. https://doi.org/10.1016/j.biortech.2016.07.026
  17. Количественный химический анализ растительного сырья. / Ред. В.И. Шарков, И.И. Куйбина, Ю.П. Соловьева, Т.А. Павлова. М.: Лесная промышленность, 1976. С. 63–64.
  18. Morozova V.V., Gusakov A.V., Andrianov R.M., Pravilnikov A.G., Osipov D.O., Sinitsyn A.P. // Biotechnol. J. 2010. V. 5. № 8. P. 871–880. https://doi.org/10.1002/biot.201000050
  19. Dotsenko G.S., Gusakov A.V., Rozhkova A.M., Korotkova O.G., Sinitsyn A.P. // Process Biochem. 2015. V. 50. P. 1258–1263. https://doi.org/10.1016/j.procbio.2015.05.008
  20. Синицын А.П., Черноглазов В.М., Гусаков А.В. Итоги науки и техники. М.: ВИНИТИ, Биотехнология. 1990. № 25. С. 148.
  21. Sinitsyn A.P., Osipov D.O., Rozhkova A.M., Bushina E.V., Dotsenko G.S., Sinitsyna O.A. et al. // Appl. Biochem. Microbiol. 2014. V. 50. № 8. P. 761.
  22. Kumar A.K., Parikh B.S., Pravakar M. // Environ. Sci. Pollut. Res. 2016. V. 23. № 10. P. 9265–9275. https://doi.org/10.1007/s11356-015-4780-4
  23. Jablonsky M., Škulcova A., Kamenska L., Vrška M., Šima J. // Biores. 2015. V. 10. № 4. P. 8039–8047. https://doi.org/10.15376/biores.10.4.8039-8047
  24. Wahlstrom R., Hiltunen J., Pitaluga De Souza Nascente Sirkka M., Vuoti S., Kruus K. // RSC Adv. 2016. V. 6. № 72. P. 68100–68110. https://doi.org/10.1039/C6RA11719H
  25. Lynam J.G., Kumar N., Wong M.J. // Biores. Technol. 2017. V. 238. P. 684–689. https://doi.org/10.1016/j.biortech.2017.04.079
  26. Francisco M., van den Bruinhorst A., Kroon M.C. // Green Chem. 2012. V. 14. № 8. P. 2153–2157. https://doi.org/10.1039/C2GC35660K
  27. Tian D., Chandra R.P., Lee J.-S., Lu C., Saddler J.N. // Biotechnol. Biofuels. 2017. V. 10. № 1. P. 157. https://doi.org/10.1186/s13068-017-0846-5
  28. Procentese A., Johnson E., Orr V., Garruto Campanile A., Wood J.A., Marzocchella A., et al. // Biores. Technol. 2015. V. 192. P. 31–36. https://doi.org/10.1016/j.biortech.2015.05.053

Supplementary files

Supplementary Files
Action
1. JATS XML
Download
2.

Download (91KB)
Indexing metadata

Copyright (c) 2023 М.В. Семенова, И.С. Васильева, А.И. Ярополов, А.П. Синицын

Согласие на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика»

1. Я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных»), осуществляя использование сайта https://journals.rcsi.science/ (далее – «Сайт»), подтверждая свою полную дееспособность даю согласие на обработку персональных данных с использованием средств автоматизации Оператору - федеральному государственному бюджетному учреждению «Российский центр научной информации» (РЦНИ), далее – «Оператор», расположенному по адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А, со следующими условиями.

2. Категории обрабатываемых данных: файлы «cookies» (куки-файлы). Файлы «cookie» – это небольшой текстовый файл, который веб-сервер может хранить в браузере Пользователя. Данные файлы веб-сервер загружает на устройство Пользователя при посещении им Сайта. При каждом следующем посещении Пользователем Сайта «cookie» файлы отправляются на Сайт Оператора. Данные файлы позволяют Сайту распознавать устройство Пользователя. Содержимое такого файла может как относиться, так и не относиться к персональным данным, в зависимости от того, содержит ли такой файл персональные данные или содержит обезличенные технические данные.

3. Цель обработки персональных данных: анализ пользовательской активности с помощью сервиса «Яндекс.Метрика».

4. Категории субъектов персональных данных: все Пользователи Сайта, которые дали согласие на обработку файлов «cookie».

5. Способы обработки: сбор, запись, систематизация, накопление, хранение, уточнение (обновление, изменение), извлечение, использование, передача (доступ, предоставление), блокирование, удаление, уничтожение персональных данных.

6. Срок обработки и хранения: до получения от Субъекта персональных данных требования о прекращении обработки/отзыва согласия.

7. Способ отзыва: заявление об отзыве в письменном виде путём его направления на адрес электронной почты Оператора: info@rcsi.science или путем письменного обращения по юридическому адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А

8. Субъект персональных данных вправе запретить своему оборудованию прием этих данных или ограничить прием этих данных. При отказе от получения таких данных или при ограничении приема данных некоторые функции Сайта могут работать некорректно. Субъект персональных данных обязуется сам настроить свое оборудование таким способом, чтобы оно обеспечивало адекватный его желаниям режим работы и уровень защиты данных файлов «cookie», Оператор не предоставляет технологических и правовых консультаций на темы подобного характера.

9. Порядок уничтожения персональных данных при достижении цели их обработки или при наступлении иных законных оснований определяется Оператором в соответствии с законодательством Российской Федерации.

10. Я согласен/согласна квалифицировать в качестве своей простой электронной подписи под настоящим Согласием и под Политикой обработки персональных данных выполнение мною следующего действия на сайте: https://journals.rcsi.science/ нажатие мною на интерфейсе с текстом: «Сайт использует сервис «Яндекс.Метрика» (который использует файлы «cookie») на элемент с текстом «Принять и продолжить».