ความก้าวหน้าของกระบวนการปรับสภาพชีวมวลลิกโนเซลลูโลสด้วยกระบวนการทางเคมีเพื่อกระบวนการกลั่นทางชีวภาพProgress in Chemical Pretreatment of Lignocellulose Biomass for Applications in Biorefinery

ชีวมวลลิกโนเซลลูโลสเป็นแหล่งวัตถุดิบเพื่อการผลิตพลังงานหมุนเวียนและกระบวนการกลั่นทางชีวภาพที่สำคัญ ซึ่งกระบวนการกลั่นทางชีวภาพที่เปลี่ยนวัตถุดิบลิกโนเซลลูโลสเป็นผลิตภัณฑ์ต่าง ๆ ที่มีมูลค่าสูง เช่นเชื้อเพลิงชีวภาพ ชีวเคมีและไบโอโพลีเมอร์ กระบวนการผลิตนั้นประกอบด้วยขั้นตอนหลักคือการปรับสภาพชีวมวล ไฮโดรไลซิส การหมัก และการสกัดแยกส่วนผลผลิต ซึ่งในขั้นตอนการปรับสภาพชีวมวลนั้นมีความสำคัญต่อกระบวนการโดยรวม เนื่องจากชีวมวลลิกโนเซลลูโลสมีลักษณะทางเคมีและกายภาพที่แข็งแรงทำให้ประสิทธิภาพการทำงานของเอนไซม์ในกระบวนการไฮโดรไลซิสลดลง ในปัจจุบันการปรับสภาพชีวมวลมีหลายวิธี เช่น การปรับสภาพทางเคมี ทางกายภาพ ทางกายภาพ-เคมี และการปรับสภาพด้วยวิธีผสม ซึ่งการเลือกใช้วิธีการปรับสภาพก็จะขึ้นอยู่กับชนิดลิกโนเซลลูโลสว่าเหมาะสมกับวิธีใด และเนื่องจากปริมาณของลิกโนเซลลูโลสที่เป็นของเสียเหลือทิ้งมีปริมาณมากจึงเกิดแนวคิดที่จะลดของเสียเหล่านี้โดยนำมาเพิ่มมูลค่าเป็นผลผลิตในอุตสาหกรรมปลายน้ำที่หลากหลาย นำมาสู่รูปแบบที่เรียกว่าเศรษฐกิจชีวภาพ เศรษฐกิจหมุนเวียน และเศรษฐกิจสีเขียว (BCG Economy) สอดคล้องกับเป้าหมายการพัฒนาที่ยั่งยืน (SDG) ของสหประชาชาติ (UN) จึงมีการเลือกใช้สารเคมีที่นำมาปรับสภาพเป็นสารเคมีที่เป็นมิตรต่อสิ่งแวดล้อม (Green solvent) เช่น สารไอออนิกลิควิด (Ionic liquid) และสารละลายดีพยูเทคติก (DES) โดยในบทความนี้มุ่งเน้นให้เห็นถึงตัวเลือกของวิธีการปรับสภาพชีวมวลด้วยวิธีทางเคมีที่มีในปัจจุบันและได้รับการพัฒนาวิจัยมาอย่างต่อเนื่อง รวมไปถึงการวิเคราะห์ข้อดีข้อเสีย และแนะนำจุดที่ควรพัฒนาของกระบวนการ เพื่อพัฒนาเป็นองค์ความรู้ในการวิจัยต่อยอดและเป็นข้อมูลในการประยุกต์ใช้การปรับสภาพในกระบวนการกลั่นทางชีวภาพต่อไปในอนาคตLignocellulose biomass is raw material for production of renewable energy and biorefining process. Biorefining process converts lignocellulose biomass to various value-added products, such as biofuels, biochemical, and biopolymers. This process is composed of multi-step reactions including pretreatment, hydrolysis, fermentation and product recovery. Among these 4 steps, pretreatment is important to the feasibility of the overall process, because lignocellulose has strong chemical and physical characteristics, which cellulase inefficiently accesses and hydrolyzes biomass. Currently, there are many pretreatment methods, such as chemical pretreatment, physical pretreatment, physical-chemical pretreatment, and combined pretreatment method. The selection of the appropriate method depends on the type of lignocellulose. Due to the abundant amount of lignocellulose in nature, it is necessary to develop the biorefining process to convert the waste to value-added products. This concept agrees well with the Bio economy, Circular economy, and Green economy (BCG Economy) to achieve the sustainable development goals (SDG) of United Nations (UN). Therefore, green chemicals for pretreatment are selected with environmentally friendly property, such as ionic liquid and Deep Eutectic Solutions (DES). This review describes the options of chemical pretreatment methods that are developed by researchers. The pros and cons of each pretreatment method are discussed and the room for improvement is suggested. The knowledge obtained from this review will benefit to provide information for further development and research in biorefining process in the future

Review: The Bioavailability Activity of Centella asiatica

Centella asiatica (Bao-bog, Tiger Herbal, Pennywort, Gotu kola) has been announced as one of five “Thailand Champion Herbal Products (TCHP)” by the Department for Development of Thai Transitional and Alternative Medicine, Ministry of Public Health. C. asiatica has been investigated for its bioavailability activity, antimicrobial activity, antioxidant activity, anti-inflammatory activity, wound healing activity and anticancer activity. C. asiatica contains many types of active compounds: terpenoids, terpenoids and phenols. Thus, C. asiatica has high potential to be applied in pharmaceutical, cosmetic and food industries

Detection of PinX1 and 14-3-3 in the shrimp (Litopenaeus vannamei) and study on gene expressions during viral infection and environmental stresses

Two genes, PinX1 and 14-3-3, have been isolated and investigated for their expression in shrimp, Litopenaeusvannamei when infected with white spot syndrome virus (WSSV) and subjected to environmental stresses. A putative PinX1protein of 180 amino acids showed a 65% similarity to the zebra fish PinX1 protein (Danio rerio) and had a G-patch domainsimilar to human PinX1. The sequence of a full length cDNA of 14-3-3 has a very high similarity (96%) to other shrimp 14-3-3-like protein (Feneropenaeus merguiensis and Penaeus monodon). Transcripts of PinX1 and 14-3-3 were up regulated in thehemolymph of viral infected shrimp with the highest expression level at 24 hrs p.i. Shrimp showing mortality characteristicshad very low expression of these two genes. In animals subjected to a combined low temperature (19-20°C) and low oxygen(DO 1-1.5 mg/L) for 24 hrs, an interesting result was that the transcript of PinX1 was drastically increased. In contrast, 14-3-3did not show any significant differences between the six treatments. The results of this work indicated that the PinX1 proteinmight play an important role in the shrimp response to viral infection and repose to certain stresses. In contrast the 14-3-3protein might play a particularly important role in the immune defended mechanisms of viral infections of shrimps

Comparative evaluation of DNA extraction from rice’s root-associated bacterial consortium for population structure study

Understanding in population structure of a plant’s root-associated microbiome is applied in good practices in agricultural activities to improve production yields and enhance plant immune responses. The molecular analysis of bacterial populations inhabited in soil faces difficulties in obtaining high yield and high purity of DNA, and different commercial DNA extraction kits have been developed for this purpose. This study focuses on the comparison of DNA extraction of six different rice root-associated bacterial consortium using three commercial kits with two key technologies, spin-column adsorption and magnetic bead adsorption. The quality and quantity of genomic DNA obtained from these extraction methods were analyzed and compared based on DNA concentration, DNA purity and efficiency to be used as a template for 16sRNA amplification. The results showed that the extraction kit with magnetic bead adsorption technology showed the highest concentration (101.32 ng/μl) compared to other DNA extraction kits (32.67 and 1.89 ng/μl). The purity values (A260/A280) were assessed by using Nano-drop spectrophotometer and resulted in purities of nucleic acids in the range of 1.4-1.7. Thus, it was concluded that the extracted DNA obtained from the extraction kit with magnetic bead adsorption technology can be valuable for molecular analysis of microbial communities present in the soil

Identification of bacterial species from healthy wood of

Agarwood is one of the most expensive, sacred and valuable woods used in the biotechnology industry. This natural raw material is in high demand as a commodity and can be used to manufacture a variety of products. Isolating a microbe from its environment is crucial because several bacterial strains can produce novel compounds for biotechnological applications. Exploration of bacterial strains, such as bacterial endophytes, has been associated with bioactive compounds of the agarwood plant. The purpose of this study was to isolate and identify bacteria from Agarwood trees in the Kaeng Hang Maeo Sub-district of Chanthaburi Province, Thailand by using molecular biology techniques. A colony PCR technique without prior DNA extraction for rapid and simple detection of bacteria was performed. After the DNA sequence analysis, the results showed that most populations in the normal layer are belonged to Pantoea dispersa (99%). Through analysis of phylogenetic tree by neighbor-joining method, the sequences of the 16s rRNA gene were analyzed to understand evolutionary relationships of bacteria found in agarwood. In conclusion, good amplification of the 16s rRNA sequence (1.5 kb) was detected with the specificity of the target sequences of the 16s RNA. In addition, the isolated bacterial strains are the most common species in agarwood, however, there has been no previous research on isolating these bacterial strains in Aquilaria crassna

Improvement of potassium permanganate pretreatment by enzymatic saccharification of rice straw for production of biofuels

Commonly, the agricultural waste, i.e. lignocellulosic biomass is disposed through combustion causing air pollution with production of PM2.5 and PM10 particles. However, it has been found that these biomasses can be used as source for the production of biofuels and other valuable biochemicals. Though deconstruction of lignocellulosic biomass is challenging due to its complex structure. In this study, rice straw (RS) was pretreated using potassium permanganate (KMnO4) to enhance the enzymatic saccharification efficiency. The study was carried out by varying the operational factors in pretreatment, including temperature (30-90°C), time (30-360 min) and concentration of KMnO4 (0.5-3.0, % w/v), respectively, based on Box-Behnken design (BBD). Through multi-regression analysis of the experimental data obtained after pretreatment, the optimum conditions were determined. The optimum conditions for temperature, time and potassium permanganate concentration were 48.09°C, 360 min, and 1.36% w/v, respectively. The saccharifications of pretreatment and untreated rice straw were carried out using Cellic Ctec2. The reducing sugar was determined by using DNS method and the yields of the untreated and pretreated RS were 32.38 and 49.011 mg/mL, respectively. The results showed that the sugar for pretreated RS were 1.51 fold times higher compared to untreated RS. Therefore, this work illustrates the pretreatment efficiency for KMnO4 to enhance the reducing sugar yield during saccharification, which can be used for biofuel and value-added product productions