Zusammenfassung
Die enzymatische Hydrolyse im Rahmen eines Bioraffinerieprozesses spielt eine Schlüsselrolle in der Umwandlung lignocellulosehaltiger Biomasse in Zucker, die wiederum als Substrate für die Fermentation zu Chemikalien oder Kraftstoffen eingesetzt werden. Dabei beschreibt Abschn. 15.1 die Zusammensetzung der Lignocellulose aus Cellulose, Hemicellulose und Lignin und deren Einfluss auf die Hydrolyse. Cellulose wird durch von Pilzen sekretierte Cellulasen in das Monomer Glucose abgebaut (Abschn. 15.2), während Hemicellulose und Lignin durch Hemicellulasen und Ligninasen abgebaut werden (Abschn. 15.3). Die Wahl eines geeigneten Enzymcocktails hängt von der Zusammensetzung der Biomasse ab und diese wiederum von den Vorbehandlungsverfahren (Abschn. 15.4). Abschließend werden besondere Herausforderungen am Beispiel einer Ethanolbioraffinerie aufgezeigt (Abschn. 15.5).
This is a preview of subscription content, log in via an institution to check access.
Access this chapter
Tax calculation will be finalised at checkout
Purchases are for personal use only
Literatur
Agbor VB, Cicek N, Sparling R, et al (2011) Biomass pretreatment: Fundamentals toward application. Biotechnol Adv 29:675–685. https://doi.org/10.1016/j.biotechadv.2011.05.005
Börjesson P, Ahlgren S, Barta Z, et al (2013) Sustainable performance of lignocellulose- based ethanol and biogas co-produced in innovative biorefinery systems. Department of Environmental and Energy Systems Studies
Collins T, Gerday C, Feller G (2005) Xylanases, xylanase families and extremophilic xylanases. FEMS Microbiol Rev 29:3–23. https://doi.org/10.1016/j.femsre.2004.06.005
Dashtban M, Schraft H, Syed TA, Qin W (2010) Fungal biodegradation and enzymatic modification of lignin. Int J Biochem Mol Biol 1:36–50.
Engel P, Mladenov R, Wulfhorst H, et al (2010) Point by point analysis: how ionic liquid affects the enzymatic hydrolysis of native and modified cellulose. Green Chemistry 12:1959-1966.
Himmel ME, Ding S, Johnson DK, et al (2007) Biomass Recalcitrance : Engineering plants and enzymes for biofuel production. Science 315:804–807.
Jayani RS, Saxena S, Gupta R (2005) Microbial pectinolytic enzymes: A review. Process Biochem 40:2931–2944. https://doi.org/10.1016/j.procbio.2005.03.026
Larsen J, Haven MØ, Thirup L (2012) Inbicon makes lignocellulosic ethanol a commercial reality. Biomass Bioenergy 46:36–45. https://doi.org/10.1016/j.biombioe.2012.03.033
Lombard V, Golaconda Ramulu H, Drula E, et al (2014) The carbohydrate-active enzymes database (CAZy) in 2013. Nucleic Acids Res 42:490–495. https://doi.org/10.1093/nar/gkt1178
Montenecourt BS (1983) Trichoderma reesei cellulases. Trends Biotechnol 1:156–161. https://doi.org/10.1016/0167-7799(83)90007-0
Neufeld K, Pietruszka J (2012) Understanding nature – towards the enzymatic degradation of cellulose with monooxygenases. ChemCatChem 4:1239-1240
Payne CM, Knott BC, Mayes HB, et al (2015) Fungal Cellulases. Chem Rev 115:1308–1448. https://doi.org/10.1021/cr500351c
Roth S, Spiess AC (2015) Laccases for biorefinery applications: a critical review on challenges and perspectives. Bioprocess Biosyst Eng. https://doi.org/10.1007/s00449-015-1475-7
Van Dyk JS, Pletschke BI (2012) A review of lignocellulose bioconversion using enzymatic hydrolysis and synergistic cooperation between enzymes-Factors affecting enzymes, conversion and synergy. Biotechnol Adv 30:1458–1480. https://doi.org/10.1016/j.biotechadv.2012.03.002
Wilson DB (2009) Cellulases and biofuels. Current Opinion in Biotechnology 20:295–299
Author information
Authors and Affiliations
Corresponding author
Editor information
Editors and Affiliations
Rights and permissions
Copyright information
© 2018 Springer-Verlag GmbH Deutschland, ein Teil von Springer Nature
About this chapter
Cite this chapter
Cürten, C., Spieß, A.C. (2018). Enzyme zum Abbau von Biomasse. In: Jaeger, KE., Liese, A., Syldatk, C. (eds) Einführung in die Enzymtechnologie. Springer Spektrum, Berlin, Heidelberg. https://doi.org/10.1007/978-3-662-57619-9_15
Download citation
DOI: https://doi.org/10.1007/978-3-662-57619-9_15
Published:
Publisher Name: Springer Spektrum, Berlin, Heidelberg
Print ISBN: 978-3-662-57618-2
Online ISBN: 978-3-662-57619-9
eBook Packages: Life Science and Basic Disciplines (German Language)