Factors affecting hydrolytic action of xylanase during pennisetum saccharification: Role of cellulose and its derivatives

Chen, Xiang; Xin, Donglin; Wang, Rui; Qin, Yuyue; Wen, Peiyao; Hou, Xincun; Zhang, Junhua

doi:10.1016/j.indcrop.2018.12.077

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“…Similar phenomenon has been reported that adding extra β-glucosidase with CTec2 improved the glucose and xylose yields of glycerol treated Miscanthus straw from 12.5% and 4.2% to 88.8% and 68.5%, respectively [44]. In this work, relatively high content of cellobiose in the hydrolysate of HPAC-pretreated poplar could inhibit the hydrolytic capacity of xylanase in CTec2 and decreased the xylose yield [45].…”

Section: Resultssupporting

confidence: 84%

Production of xylooligosaccharides and monosaccharides from poplar by a two-step acetic acid and peroxide/acetic acid pretreatment

Wen

Tian

Wang

et al. 2019

Biotechnol Biofuels

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Background Populus (poplar) tree species including hybrid varieties are considered as promising biomass feedstock for biofuels and biochemicals production due to their fast growing, short vegetative cycle, and widely distribution. In this work, poplar was pretreated with acetic acid (AC) to produce xylooligosaccharides (XOS), and hydrogen peroxide–acetic acid (HPAC) was used to remove residual lignin in AC-pretreated poplar for enzymatic hydrolysis. The aim of this work is to produce XOS and monosaccharides from poplar by a two-step pretreatment method. Results The optimal conditions for the AC pretreatment were 170 °C, 5% AC, and 30 min, giving a XOS yield of 55.8%. The optimal HPAC pretreatment conditions were 60 °C, 2 h, and 80% HPAC, resulting in 92.7% delignification and 87.8% cellulose retention in the AC-pretreated poplar. The two step-treated poplar presented 86.6% glucose yield and 89.0% xylose yield by enzymatic hydrolysis with a cellulases loading of 7.2 m/g dry mass. Very high glucose (93.8%) and xylose (94.6%) yields were obtained with 14.3 mg cellulases/g dry mass. Both Tween 80 and β-glucosidase enhanced glucose yield of HPAC-pretreated poplar by alleviating the accumulation of cellobiose. Under the optimal conditions, 6.9 g XOS, 40.3 g glucose, and 8.9 g xylose were produced from 100 g poplar. Conclusions The AC and HPAC pretreatment of poplar represented an efficient strategy to produce XOS and fermentable sugars with high yields. This two-step pretreatment was a recyclable benign and advantageous scheme for biorefinery of the poplar into XOS and monosaccharides. Electronic supplementary material The online version of this article (10.1186/s13068-019-1423-x) contains supplementary material, which is available to authorized users.

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Section: Resultssupporting

confidence: 84%

Production of xylooligosaccharides and monosaccharides from poplar by a two-step acetic acid and peroxide/acetic acid pretreatment

Wen

Tian

Wang

et al. 2019

Biotechnol Biofuels

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“…Until now only acids have been used in XOS production, including mineral and organic acids (Zhang et al 2014 Recently, it has been found that gluconic acid (GA), a green and edible organic acid(Zhou and Xu 2019b), can release H + to e ciently pre-hydrolyze corncob, directly producing XOS in 54.3% yield. However, the methods that employ organic acids assist in depolymerization of the hemicellulose present in lignocellulosic biomass turning it into XOS, producing low concentration (Chen et al 2019;Wen et al 2020). Moreover, liquid phase from acidic hydrolysis of lignocellulosic biomass contains not only xylandegraded by-products but also cellulose and lignin such as formic acid, acetic acid HMF (Jiang et al 2013), phenolic compounds and crude proteins (Neto et al 2020).…”

Section: Introductionmentioning

confidence: 99%

RSM-Modeling and Optimization of High Titer Functional Xylo-oligosaccharides Production by Edible Gluconic Acid Catalysis

Guo

Zhou

et al. 2022

Appl Biochem Biotechnol

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Xylo-oligosaccharides as a functional prebiotic have great value in food, feed elds. Previous studies have shown that organic acids catalyze the hydrolysis of xylan-rich sources for the production of xylooligosaccharides. In this study, gluconic acid of edible aldonic acid, generated xylo-oligosaccharides via hydrolysis of xylan from corncob. In order to maximize the e ciency of xylo-oligosaccharide production, a model was designed and optimal conditions were determined by Box-Behnken design-based response surface methodology. The developed process resulted in a maximum xylo-oligosaccharides yield of 57.73% using 4.6% gluconic acid at 167°C for 28 min, which was similar to the predicted value and tted models of xylo-oligosaccharides production. The results showed that the reaction temperature was crucial to xylo-oligosaccharides production, and by-product yields (xylose and furfural) could be effectively controlled by both reaction temperature and time. In addition, 44.87 g/L XOS was achieved by decreasing the solid-liquid ratio. Overall, the described process may be a preferred option for future high concentration xylo-oligosaccharides production.

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“…Particularmente no caso da xilana, a desconstrução da cadeia principal a monômeros de Dxilose pode ser alcançada mediante a catálise por endo-1,4-β-xilanases e β-xilosidases (MÉNDEZ-LÍTER et al, 2021). As xilanases desempenham um papel fundamental nesse processo, uma vez que promovem o ataque inicial às ligações glicosídicas presentes no interior desse polímero, convertendo-o em xilooligossacarídeos (XOs) com diferentes graus de polimerização (CHEN et al, 2019a;HAN et al, 2019;HAQ & AKRAM, 2019;YANG et al, 2019;EVANGELISTA et al, 2018;AN et al, 2015).…”

Section: Hemicelulases: Xilanasesunclassified

“…Os XOs são produtos de alto valor agregado que podem ser potencialmente explorados como prebióticos ou, ainda, convertidos a xilose pelas β-xilosidases; esse açúcar, por sua vez, pode ser utilizado na produção de etanol 2G, xilitol, ácido lático, entre outros bioprodutos (MÉNDEZ-LÍTER et al, 2021;POLETTO et al, 2020;WU et al, 2019;EVANGELISTA et al, 2018;KUMAR et al, 2018a;AN et al, 2015;TURNER et al, 2015). Além disso, xilanases são biocatalisadores industrialmente relevantes para outros processos, incluindo o branqueamento de polpa de papel, a clarificação de sucos de frutas, a panificação, a finalização de cervejas, o tratamento de resíduos industriais e a degomagem de fibras têxteis (MÉNDEZ-LÍTER et al, 2021;BERNARDI et al, 2021a;CHEN et al, 2019a;de AMO et al, 2019;EVANGELISTA et al, 2018;AN et al, 2015). Todas essas possibilidades de aplicações biotecnológicas justificam a elevada quantidade de estudos sobre xilanases presentes na literatura e o crescente interesse por essa enzima.…”

Section: Hemicelulases: Xilanasesunclassified

“…Xilanases são produzidas por muitos microrganismos, incluindo bactérias, actinomicetos, protozoários e fungos (CHEN et al, 2019a;AN et al, 2015). Baseado no banco de dados CAZy, as xilanases possuem representantes nas famílias GH3, GH5, GH7, GH8, GH9, GH10, GH11, GH12, GH16, GH26, GH30, GH43, GH44, GH51, GH62, GH98 e GH141; contudo, a grande maioria é representada pelas famílias GH10 e GH11 (MÉNDEZ-LÍTER et al, 2021;JOSHI et al, 2020;LIEW et al, 2019;MALGAS & PLETSCHKE, 2019).…”

Section: Hemicelulases: Xilanasesunclassified

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Clonagem, expressão e caracterização de três enzimas hidrolíticas de >i<Aspergillus fumigatus>/i< envolvidas na desconstrução de bagaço de cana-de-açúcar

Bernardi¹

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trabalho aos meus pais, Renata e José Roberto, e aos meus irmãos, Ana Flávia e Pedro, pelo amor incondicional, apoio e incentivo em todos os momentos. Eu amo muito vocês! Agradecimentos AGRADECIMENTOS Foram muitas as pessoas que fizeram parte da minha vida durante esses quatro longos anos de doutorado e cada uma delas, à sua maneira, contribuiu para o resultado final deste trabalho. Eu espero conseguir agradecer a todos. O meu primeiro e maior agradecimento é à minha orientadora, Profa. Taisa Magnani Dinamarco. Agradeço imensamente pela confiança de sempre, pela paciência, pelo incentivo e por todos os conhecimentos transmitidos durante esses anos. Eu também agradeço: Aos meus pais, Renata e José Roberto, que nunca mediram esforços para realizar todos os meus sonhos. Agradeço pelo amor incondicional, por todo apoio, dedicação e incentivo em todos os momentos. Vocês são as pessoas mais importantes da minha vida. Aos meus irmãos e melhores amigos, Ana Flávia e Pedro, pela cumplicidade, pelo companheirismo e por todo apoio e incentivo em todos os momentos. A nossa união me fortalece nos momentos mais difíceis e eu sei que poderei sempre contar com vocês. Aos meus avós, Maria Celina e Décio, por todo amor, preocupação e apoio em todos os momentos. Agradeço também à minha avó Benilda e ao meu avô José Luiz, que não estão mais comigo fisicamente, mas que sempre zelaram tanto por mim. Hoje eu os carrego no coração e nas inúmeras lembranças maravilhosas. Ao meu marido, Fabio, por todo amor, carinho e companheirismo. Mesmo à distância, você me apoiou durante toda a minha trajetória até aqui. À minha filhota de quatro patas, Lindinha, que faz com que eu me sinta a pessoa mais especial do mundo todos os dias. Minha companheirinha em todos os momentos, que está sempre ao meu lado (literalmente). Aos meus grandes amigos do Laboratório de Biotecnologia de Proteínas: Lucas, Deborah, Paula e Luis. Agradeço pela amizade sincera construída ao longo desses anos de convivência, pelos inúmeros momentos de descontração e também pelas discussões pertinentes aos experimentos. Ao meu amigo do coração, Emerson, pela amizade sincera, pelas boas risadas e pelos momentos de desabafo. Também não posso deixar de agradecer pelas inúmeras análises de sequenciamento realizadas no Laboratório de Sequenciamento de Ácidos Nucleicos da FCFRP. Às minhas grandes amigas da FCFRP: Juliana, Lais, Júlia e Dhara. Tenho muita sorte por tê-las em minha vida e por sempre poder compartilhar com vocês momentos de alegria, descontração e desabafos. À amiga do coração, Camila, que a graduação em Química me deu. Agradeço por se fazer presente mesmo à distância, me apoiando emocionalmente e me incentivando. Sei que poderei contar com você por toda vida. Ao Prof. Sérgio Akira Uyemura que, com a maior gentileza, abriu as portas do seu laboratório para mim e disponibilizou equipamentos, tornando possível o desenvolvimento deste trabalho. Ao Prof. Arthur Henrique Cavalcante de Oliveira, por todo apoio científico e pela ajuda com os experimentos de dicroísmo circular e e...

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