Produkcja bioetanolu z wykorzystaniem enzymów termofilnych
Projekt TIME szczególny nacisk kładzie na zwiększenie efektywności przetwarzania lignocelulozy, materiału roślinnego zawierającego celulozę i ligninę, na etanol. Opracowano nowe techniki obróbki wstępnej i hydrolizy przeprowadzanej za pomocą enzymów. Etapy te odpowiadają za nawet 50% bieżących kosztów produkcji. Dlatego celem projektu TIME było zwiększenie pozysku etanolu przy jednoczesnej redukcji energii zużywanej w procesie produkcji. Osiągnięto to przez technologię zintensyfikowanej hydrolizy i fermentacji oraz wykorzystanie szczepów drożdży odpornych na wysokie temperatury. W projekcie TIME opracowano wysokotemperaturową technologię przetwarzania, w której zastosowano enzymy termofilne (zwane też ciepłolubnymi) i większą dostępność substratów. Pierwszy etap wymagał hydrolizy wstępnej (upłynnienia) w wysokiej temperaturze, po której następowała hydroliza całkowita w niższej temperaturze. Zidentyfikowano i oceniono enzymy wymagane do obu faz. Wyniki pokazały, że można przeprowadzić na początku procesu osobną fazę upłynnienia materiału w wysokiej temperaturze. Aby uzyskać najlepsze wyniki w fazie hydrolizy wstępnej wykorzystano kompletny zestaw enzymów ciepłolubnych. Umożliwiło to zastąpienie konwencjonalnie stosowanej w przemyśle mieszaniny w początkowej fazie dwuetapowego procesu, trwającej 24 godziny. Mieszaninę tę zastąpiono sztucznie utworzoną mieszaniną białek celulazy, zapewniającą dużą wydajność hydrolizy bez odpowiedniego wzrostu ogólnej dawki białka. Wyniki projektu zapewniły podstawę do opracowania ulepszonych produktów enzymatycznych, które pozostają stabilne w wysokich temperaturach (w zakresie od 55 do 60 stopni Celsjusza). Enzymy aktualnie dostępne dla przemysłu są stabilne w temperaturze 45–50 stopni Celsjusza. Takie ulepszenie oznacza, że do hydrolizy lignocelulozy potrzeba mniej białka. To z kolei pozwala zaoszczędzić czas i pieniądze.
