Two-Step Cellulose Hydrolysis Using Modest Amount of Concentrated Sulfuric Acid or Autoclave and Fermentation of the Hydrolyzates into Ethanol Utilizing Recombinant Yeast

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  • 中程度量の濃硫酸又はオートクレーブを使用する二段階加水分解と組換え酵母を利用する加水分解物のエタノール発酵

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Tissue paper was hydrolyzed by the two-step acidic hydrolysis using 60-80 wt.% of concentrated sulfuric acid in the first step to produce hydrolyzates containing glucose as a main component. The hydrolyzate was fermented by means of ß-glucosidases-producing recombinant yeast to afford ethanol in the maximum yield of 7.7%. In the use of such modest amount of concentrated sulfuric acid, repetition of the two-step hydrolysis was effective. From wood powder, ethanol was obtained in the maximum yield of 6.9%. When autoclave heating at 190-200ºC was carried out as the first-step hydrolysisinstead of concentrated sulfuric acid, the maximum ethanol yield was 2.7% and 1.0% from tissue paper and wood powder, respectively. These results indicate that mainly amorphous cellulose on the surface can be hydrolyzed by such amount of concentrated sulfuric acid and that thermomechanical operation might be necessary for hydrolyzing crystalline cellulose.

ティッシュペーパーを第一段階で60-80 wt.% 量の濃硫酸を使用する二段階酸加水分解で加水分解し、グルコースを主成分とする加水分解物を生成させた。加水分解物は、β-グルコシダーゼ産生組換え酵母によって発酵され、最高収率7.7%でエタノールを与えた。この中程度量の濃硫酸を使用する時、二段階加水分解の繰返し操作が有効であった。木粉からは最高収率6.9%でエタノールが生成した。190-200ºCにおけるオートクレーブ加熱を濃硫酸の代りに第一段階加水分解に使用すると、最高エタノール収率は、ティッシュペーパーと木粉からそれぞれ2.7%および1.0%であった。これらの結果は、表面に存在する主にアモルファスセルロースがそのような量の濃硫酸によって加水分解されること、および高温における機械的操作が結晶セルロースの加水分解には必須であることを示している。

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