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Abstrakt
Adsorption von Celluloseenzymen auf lignocellulosehaltigen Materialien und Einflussfaktoren: Ein Überblick
KS Baig, G Turcotte und H Doan
Die Adsorption von Enzymen auf lignozellulosehaltigen Substraten und ihre Integration ist ein wichtiges Problem bei der Bioethanolherstellung. Zum Verständnis eines Adsorptionssystems sind Informationen über die Adsorption von Enzymen, Adsorptionseigenschaften und praktische Aspekte notwendig. Die Adsorption von Enzymen hängt von zahlreichen Faktoren ab. Anstatt die Rolle all dieser Faktoren zu untersuchen, befasst sich diese Studie mit den Faktoren, die den wichtigsten Adsorptionsprozess beeinflussen, wie etwa die Zugänglichkeit von Enzymen für lignozellulosehaltige Substrate oder Substratkomponenten sowie Adsorptionsisothermen. Dieser Bericht enthält eine umfassende Analyse der veröffentlichten Literatur zur enzymatischen Adsorption auf lignozellulosehaltigen Materialien von 1994 bis 2016. Die Beobachtungen haben einige der widersprüchlichen Ergebnisse in der Literatur ans Licht gebracht, insbesondere die Zunahme oder Abnahme der enzymatischen Adsorption unter dem Einfluss von Temperatur, pH-Wert, Vorhandensein oder Entfernung von Lignin und Hemizellulose für die Adsorption, Enzym-Substrat-Verhältnis, Hemmung durch Endprodukt und Synergie der Komponenten der Cellulasenmischung. Man kam zu dem Schluss, dass eine optimale Entfernung von Lignin wichtiger ist, um Substrate für Enzyme zugänglich zu machen, als eine Nichtentfernung. Die Wirkung des pH-Werts zusammen mit unterschiedlichen Temperaturen auf natürliche Substrate bietet mehr Spielraum. Die Hemmung des Endprodukts kann durch Vorbehandlung und ein optimales Verhältnis von Enzym zu Substrat kontrolliert werden. Die synergetischen Wirkungen von Cellulasen werden durch eine hohe Enzymkonzentration oder eine hohe Substratkonzentration behindert. Diese Überprüfung wird bei der Gestaltung eines enzymatischen Adsorptionsschritts für die Bioethanolproduktion aus lignozellulosehaltigen Materialien helfen.