No abstract

The xylose-assimilating capacity of yeast Pachysolen tannophilus to utilize sugars in spent sulphite liquor samples (pulp mill waste) with a different concentration of hexoses and pentoses was studied. The consumption of hexoses (D-glucose, D-mannose, D-galactose) and pentose (D-xylose) in such substrates reached 90.0-97.5% and 49.12-67.45%, respectively. The ethanol production from sugars in spent sulphite liquor by different strains of the yeast P. tannophilus was demonstrated. The maximum specific rate and ethanol yield reached 9.32-11.45 g l-1 and 0.28-0.37 g g sugars-1, respectively. Thus, the principle possibility of using xylose-assimilating P. tannophilus yeast to obtain bioethanol from sulfite liquor with a different ratio of hexoses and pentoses was proved. According to theoretical calculations, this method will provide up to 42.6 liters of ethanol from 100 kg of sulfite liquor containing 55.6% D-xylose, 24.7% D-glucose, 8.7% D-mannose, 7.6% D-galactose, 3.7% L-arabinose. A future-oriented perspective on bioethanol production from pulp and paper industry wastes by the yeast P. tannophilus is considered.

No abstract

Production of xylitol and ethanol, as well as activities of the key enzymes of D xylose consump tion, were studied in Pachysolen tannophilus mutants with altered growth on D xylose, xylitol, ethanol, or D glucose as sole carbon sources. Suppressed activity of xylose reductase with preferential affinity for NADPH and of xylitol dehydrogenase to 4.40 and 4.80 µmol mg -1 min -1 , respectively, resulted in accumu lation of xylitol (0.25 g per 1 g D xylose consumed). The highest levels of NADH/NADPH xylose reductase and xylitol dehydrogenase (6.00-6.80 and 6.80-8.40 µmol mg -1 min -1 , respectively) were found in the strains producing 0.24-0.26 g ethanol per 1 g D xylose. Application of Pa. tannophilus mutants for analysis of the regulation of D xylose catabolism in yeasts is discussed.

Резюме: Конверсия бытовых и производственных отходов, содержащих лигноцеллюлозу, в ра знообразные целевые продукты (источники биоэнергии, органические кислоты, сахарозамен ители и т.д.) является одним из приоритетных направлений государственной экологической п олитики Российской Федерации. Однако рентабельность переработки субстратов, полученных в ходе гидролиза таких вторичных источников сырья, определяется возможностью микроби ологической утилизации не только гексоз (D-глюкоза, D-манноза, D-галактоза), но и пентоз (D-ксилоза, L-арабиноза). Цель настоящего обзора-обсуждение перспектив использования микроорганизмов для утилизации пентоз лигноцеллюлозы, а также проблем, возникающих на пути технологической реализации этого процесса. В обзоре приведены современные данные о спе ктре про-и эукариотических микроорганизмов, обеспечивающих деструкцию лигноцеллюлозы и утилизацию ее структурных компонентов в природных экосистемах. Представлена краткая характеристика механизма действия ферментов лигниназного, целлюлазного и гемицеллюла зного комплексов. Выделены основные проблемы, сдерживающие применение энзиматического гидролиза многокомпонентных бытовых и промышленных отходов лигноцеллюлозы. Рассмо трены факторы, определяющие селективность катаболизма пентоз у мицелиальных грибов, бактерий и дрожжей. Определен спектр целевых продуктов биоконверсии пентоз лигноцелл юлозы, имеющих народно-хозяйственную значимость. Обсуждаются способы комплексной микробиологической утилизации разнообразных бытовых и сельскохозяйственных отходов, а также возможность вовлечения в данный процесс побочных продуктов промышленной деструкции др евесины (кислотных гидролизатов и сульфитных щелоков).