Утилизация богатых пектином агропромышленных отходов с помощью дрожжей: потенциал и проблемы

Богатые пектином агропромышленные отходы представляют собой сырьё, перспективное для создания устойчивых биоперерабатывающих производств. Они образуются в больших количествах во всём мире при промышленной переработке фруктов и овощей. Однако промышленное внедрение эффективных биопроцессов сопряжено с многочисленными трудностями, которые подробно рассматриваются в настоящем обзоре, главным образом на биологическом уровне. В настоящее время наиболее важной платформой дрожжевых клеточных фабрик для передовых биоперерабатывающих производств является Saccharomyces cerevisiae, однако этот вид не способен естественным образом катаболизировать основные сахара, присутствующие в гидролизатах богатых пектином агропромышленных отходов, в частности D-галактуроновую кислоту и L-арабинозу. Вместе с тем виды, не относящиеся к Saccharomyces (неконвенциональные дрожжи), рассматриваются как перспективная альтернатива, если они способны экспрессировать ценные метаболические пути, естественным образом ассимилировать более широкий спектр источников углерода или проявлять повышенную устойчивость к значимым стрессам, связанным с биопроцессами. Поэтому интерес к неконвенциональным дрожжам для биоперерабатывающих производств на основе биомассы быстро возрастает. В настоящем обзоре рассматривается валоризация богатых пектином отходов посредством изучения потенциала дрожжей, обладающих широкой метаболической универсальностью для эффективного использования углеродных субстратов, присутствующих в их гидролизатах, и высокой устойчивостью к множественным стрессам. Обсуждаются основные проблемы и достигнутый прогресс в области выделения, отбора, катаболизма сахаров, метаболической инженерии и применения неконвенциональных дрожжей, а также штаммов, производных от S. cerevisiae, для биоконверсии гидролизатов богатых пектином отходов. Рассматриваются опубликованные примеры синтеза ценных продуктов различными дрожжами с использованием богатых пектином отходов. Ключевые положения: обзор проблем и прогресса в биоконверсии богатых пектином отходов с помощью дрожжей; катаболические пути для основных источников углерода, присутствующих в гидролизатах богатых пектином отходов; множественные стрессы с потенциальным...