持続可能なバイオリファイナリーのためのリグノセルロースの酸水素性分別：利点、機会、および研究のニーズ

このミニレビューは、バイオリーフィンの用途向けにリグノセルロースを持続的に分割するために酸のハイドロトロープを使用する可能性に関する包括的な議論を提供します。酸水素は、リグニンに向かってハイドロトロープ特性を持つ酸のクラスであり、水系のリグニンの可溶化に役立ちます。したがって、エーテルとエステル結合、さらにはリグニン炭水化物複合体（LCC）の結合を切断する能力により、これらの酸水素は植物バイオマス細胞壁に埋め込まれたリグニンを分離し、その後、水系の分離リグニンを溶解することができます。2つの酸化水素の性能、つまり芳香族スルホン酸[P-トルエンスルホン酸（P-TSOH）]およびジカルボン酸[マレイン酸（MA）]、ヘミセルロースの掘削と溶解の観点から、リグニンのconscens延を減らすことで、評価され、比較されました。酵素加水分解とリグニン含有セルロースナノフィブリル（LCNF）を介してセルロース糖を生産するためのMAによるリグニンエステル化の利点（断線型の水不溶性固形物（WIS）からの機械的細動、および光の色が少ない凝縮リグニンを獲得するためには、実証されました。マレイン酸の水素化分画の優れた消化率は、他の分別プロセスのwissと比較することによっても実証されました。酸性水素プロポのリサイクル可能性と再利用性もレビューされました。最後に、将来の研究に関する視点は、商業化のための重要な技術的問題に対処する必要がありました。

This Minireview provides a comprehensive discussion on the potential of using acid hydrotropes for sustainably fractionating lignocelluloses for biorefinery applications. Acid hydrotropes are a class of acids that have hydrotrope properties toward lignin, which helps to solubilize lignin in aqueous systems. With the capability of cleaving ether and ester bonds and even lignin-carbohydrate complex (LCC) linkages, these acid hydrotropes can therefore isolate lignin embedded in the plant biomass cell wall and subsequently solubilize the isolated lignin in aqueous systems. Performances of two acid hydrotropes, that is, an aromatic sulfonic acid [p-toluenesulfonic acid (p-TsOH)] and a dicarboxylic acid [maleic acid (MA)], in terms of delignification and dissolution of hemicelluloses, and reducing lignin condensation, were evaluated and compared. The advantages of lignin esterification by MA for producing cellulosic sugars through enzymatic hydrolysis and lignin-containing cellulose nanofibrils (LCNFs) through mechanical fibrillation from the fractionated water insoluble solids (WIS), and for obtaining less condensed lignin with light color, were demonstrated. The excellent enzymatic digestibility of maleic acid hydrotropic fractionation WISs was also demonstrated by comparing with WISs from other fractionation processes. The recyclability and reusability of acid hydrotropes were also reviewed. Finally, perspectives on future research needs to address key technical issues for commercialization were also provided.