Sidentickan – en hejare på nedbrytning av xylos och jäsning av socker i biomassa

Som ett alternativ till fossila bränslen utvecklas i dag bränslen från lignocellulosa. Marie Holmgren har i sitt avhandlingsarbete funnit att sidenticka, en naturligt förekommande svamp, kan använda både femkols- och sexkolssocker för jäsning till etanol. Hon har också karakteriserat svampens egenskaper generellt.

I många år har det forskats om hur naturen har löst nedbrytningen av femkolssocker (xylos) som är en av sockerarterna i biomassa, lignocellulosa.Vanliga jästsvampar kan nämligen bara bryta ned sockermolekyler som innehåller sex kolatomer.

Ett patent av Sellstedt och Holmgren (2005) visade på en ökad etanolproduktion från en naturligt förekommande svampmix tillsammans med bagerijäst. Resultaten visade att svampmixen växte bra på glukos, xylos, hemicellulosa och cellulosa. Via amplifiering av DNA med hjälp av PCR identifierades svampmixen. Den bestod av Chalara parvispora, Xylaria sp och Trametes hirsuta/Trametes versicolor. Under ett rekonstruktionsexperiment visade det sig att de identifierade svamparna producerade lika mycket etanol som svampmixen.

Rötsvampen sidenticka, T. versicolor, valdes att studeras vidare då den var vanligast förekommande i mixen och visade sig också växa i förhållanden med olika mixer av sexkolssocker och femkolssockret xylos samt enbart med xylos.

– Vi såg en stark korrelation mellan jäsning till etanol och konsumtionen av socker, med hjälp av xylosnedbrytande enzymer i svamp kulturerna, säger Marie Holmgren.

En mängd olika inhibitorer bildas när biomassa behandlas, till exempel fenoler, levulinsyra, HMF och furfural. Dessa inhibitorer studerade Marie Holmgren närmare för att se hur de påverkade T. versicolors celltillväxt, sockeranvändning, enzymaktivitet och etanolproduktion. Friskvikten påverkades i positiv bemärkelse av inhibitorerna och ökade mest med enbart furfural, medan etanolmängden minskade något. Under etanolproduktionen metaboliserade T.versicolor alla inhibitorer.

Om T.versicolor skulle kunna fungera både som bio-nedbrytare och bio-katalysator skulle det leda till lägre kostnader inom etanolproduktionen och förbehandlingsprocessen. Marie Holmgren testade olika förbehandlingar med och utan svamp samt enzymer med biomassa från Salix viminalis och Populus tremula för att utvärdera om denna svamp kan fungera som ”bionedbrytare”.

– Resultaten visade att T.versicolor kan bryta ned lignocellulosa till glukos och att svampen dessutom har bland annat ett enzym, xylanas, som är närbesläktade med liknande enzymer hos andra svampar.

Läs en digital publicering av avhandlingen

För mer information, kontakta gärna:

Marie Holmgren, UPSC, Institutionen för fysiologisk botanik vid Umeå universitet
Telefon: 073 – 03 30 212
E-post: marie.holmgren@umu.se

Marie Holmgren har en högskoleingenjörsexamen i energiteknik och en licentiatexamen i växtfysiologi från Umeå universitet. Hon är född och uppväxt i Klimpfjäll.

Om disputationen:

Fredagen den 14 oktober försvarar Marie Holmgren, Institutionen för fysiologisk botanik vid Umeå universitet, sin avhandling med titeln Trametes versicolor as biodegrader and biocatalyst when using lignocellulose for ethanol production Svensk titel: Trametes versicolor som biologisk nedbrytare och katalysator av lignocellulosa videtanolproduktion

Disputationen äger rum klockan 14.00 i sal KB3A9, KBC-huset.

Fakultetsopponent är professor Mohammad Taherzadeh vid Swedish Centre for Resource Recovery, Högskolan i Borås.