グルコースとキシロースを共利用する新規真菌によるリグノセルロース加水分解物からの色素フリーのプルランの堅牢な生産

Robust production of pigment-free pullulan from lignocellulosic hydrolysate by a new fungus co-utilizing glucose and xylose.

• Guanglei Liu
• Xiaoxue Zhao
• Chao Chen
• Zhe Chi
• Yuedong Zhang
• Qiu Cui
• Zhenming Chi
• Ya-Jun Liu

抄録

プルランのコスト効率の良い生産は非常に重要であるが、主に高コストの炭素源のために困難な状況にある。そのため、リグノセルロース系バイオマスはプルラン生産のための代替炭素源と考えられているが、リグノセルロース由来のグルコースとキシロースを共利用する新しい菌類生産者が必要とされている。本研究では、新規真菌Aureobasidium melanogenum TN2-1-2がグルコースとキシロースを同時に同化することを示し、メラニン合成の欠損により色素を含まないプルランを生産することができた。TN2-1-2のプルラン生産能力は、グルコースとキシロースの比率やイオン性塩濃度が変化しても、驚くほど強固であった。さらに、プルラン製造用培地として、栄養分を添加せずにリグノセルロース加水分解物を用いたところ、TN2-1-2では色素を含まないプルランが生成し、力価は55.1g/L、収量は0.5g/gであった。このことから、本研究は、工業的なプルラン生産者であるTN2-1-2の可能性と、リグノセルロースのプルランへのバイオコンバージョンに関する新たな知見を提供するものであると考えられる。

Cost-efficient production of pullulan is of great importance but remains challenging due largely to the high-cost carbon sources. Lignocellulosic biomass is considered an alternative carbon source for industrial pullulan production, while new fungus producers that co-utilizing lignocellulose-derived glucose and xylose are required. In this study, a new fungus Aureobasidium melanogenum TN2-1-2 showed simultaneously assimilation of glucose and xylose and could produce pigment-free pullulan due to its deficiency in melanin synthesis. The ability of TN2-1-2 producing pullulan was remarkably robust in the presence of varying glucose to xylose ratios and ionic salt concentrations. Furthermore, condensed lignocellulosic hydrolysates obtained by consolidated biosaccharification was used as the pullulan production medium without supplying any nutrients, and pigment-free pullulan was produced by TN2-1-2 with the titer and yield of 55.1 g/L and 0.5 g/g, respectively. Hence, this work provides a potential industrial pullulan producer TN2-1-2 and new insight into the lignocellulose bioconversion to pullulan.

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