Engineering<i>Saccharomyces cerevisiae</i>for direct conversion of raw, uncooked or granular starch to ethanol
Notice bibliographique
Résumé
The production of raw starch-degrading amylases by recombinant Saccharomyces cerevisiae provides opportunities for the direct hydrolysis and fermentation of raw starch to ethanol without cooking or exogenous enzyme addition. Such a consolidated bioprocess (CBP) for raw starch fermentation will substantially reduce costs associated with energy usage and commercial granular starch hydrolyzing (GSH) enzymes. The core purpose of this review is to provide comprehensive insight into the physiological impact of recombinant amylase production on the ethanol-producing yeast. Key production parameters, based on outcomes from modifications to the yeast genome and levels of amylase production, were compared to key benchmark data. In turn, these outcomes are of significance from a process point of view to highlight shortcomings in the current state of the art of raw starch fermentation yeast compared to a set of industrial standards. Therefore, this study provides an integrated critical assessment of physiology, genetics and process aspects of recombinant raw starch fermenting yeast in relation to presently used technology. Various approaches to strain development were compared on a common basis of quantitative performance measures, including the extent of hydrolysis, fermentation-hydrolysis yield and productivity. Key findings showed that levels of α-amylase required for raw starch hydrolysis far exceeded enzyme levels for soluble starch hydrolysis, pointing to a pre-requisite for excess α-amylase compared to glucoamylase for efficient raw starch hydrolysis. However, the physiological limitations of amylase production by yeast, requiring high biomass concentrations and long cultivation periods for sufficient enzyme accumulation under anaerobic conditions, remained a substantial challenge. Accordingly, the fermentation performance of the recombinant S. cerevisiae strains reviewed in this study could not match the performance of conventional starch fermentation processes, based either on starch cooking and/or exogenous amylase enzyme addition. As an alternative strategy, the addition of exogenous GSH enzymes during early stages of raw starch fermentation may prove to be a viable approach for industrial application of recombinant S. cerevisiae, with the process still benefitting from amylase production by CBP yeast during later stages of cultivation.
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Comment cette classification a été obtenuedéplier
Prédiction machine sur la base complète
Imitation des enseignantsNi prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Le volet Gemma est une étiquette directe du modèle pour chaque travail de la base, lue sur la notice réduite au titre. Le volet Codex est un classifieur appris des 10 348 étiquettes directes de Codex et calibré sur les taux pondérés de l'échantillon; les champs sans appui suffisant ne portent aucun appel Codex. Le mode candidate est l'union des deux volets; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont pas des étiquettes humaines.
Scores du classifieur distillé par catégorie (deux têtes)
| Catégorie | Codex | Gemma |
|---|---|---|
| Métarecherche | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,001 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,000 | 0,001 |
| Bibliométrie | 0,000 | 0,000 |
| Études des sciences et des technologies | 0,000 | 0,000 |
| Communication savante | 0,001 | 0,000 |
| Science ouverte | 0,000 | 0,000 |
| Intégrité de la recherche | 0,000 | 0,000 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,000 | 0,000 |
Scores machine (provisoires)
Les deux têtes enseignantes du modèle étudiant, lues sur ce travail. Un score ordonne la base pour la relecture; il n'affirme jamais une catégorie, et le statut de validation accompagne chaque rangée tel quel.
Scores de référence d'un modèle non mature (critères de maturité non atteints, 7 itérations). Un score ordonne; il n'affirme jamais une catégorie.
score_only:v0-immature-baseline · tel quel depuis la passe de notation : score_only signifie que le nombre peut ordonner les travaux, et qu'aucune étiquette de catégorie n'en découleClassification
machine, non validéePrédiction automatique; un appel candidat d’une seule source (Gemma direct ou Codex distillé), pas un consensus.
Le détail, modèle par modèle et score par score, se trouve en fin de page sous « Comment cette classification a été obtenue ».