纤维素酶及其应用纤维素酶及其应用武秀琴(河南工程学院资源与环境工程系,河南新郑451191)摘要文章介绍了纤维素酶的组成、来源及生产方法。论述了纤维素酶在饲料工业、食品加工、纺织工业、发酵食品行业的应用,并对其发展前景作了展望。关键词纤维素酶;应用中图分类号Q55文献标识码A文章编号1005-7021(2022)02-0089-04CellulaseandItsApplicationWUXiu2qin(Dept.ofRes.&Environ.Engin.,HenanColl.ofEngin.Xinzheng451191)AbstractComposition,origin,andproductionmethodofcellulasewereintroducedinthispaper.Theapplicationsofcellulaseinforage,food,textile,andfermentedfoodindustrieswereexplicated.Thevistaofitsdevelopmentwasprospectedaswell.Keywordscellulase;application纤维素是地球上最丰富、最廉价的再生资源。有资料表明,全世界每年的植物体生成量达1500亿t干物质,其中纤维素及半纤维素的总量为850亿t[1]。纤维素的基本单位是葡萄糖,但由于纤维素具有水不溶性的高结晶构造,其外围又被木质素包围着,要把它水解成可利用的葡萄糖非常困难。所以到目前为止仍没有得到很好地利用。当前,新能源、新食品资源的开发利用是世界各国都在研究的重大课题,因此,纤维素酶的研究成为其主要组成部分[2]。1纤维素酶的组成纤维素酶是指3种起协同作用的一组酶的总称,现已确定纤维素酶主要组分如下:1.1内切型葡聚糖苷酶也称Cx酶、CMC酶。它以随机的形式在纤维素聚合物内部的非结晶区进行切割,对末端键的敏感性比间键小。其主要产物是纤维糊精、纤维二糖和纤维三糖等带非还原性末端的小分子纤维素。1.2外切型葡萄糖苷酶又叫纤维二糖水解酶或微晶纤维素酶。该酶在天然纤维素的降解过程中起主导作用,它能从纤维素链的还原或非还原性末端切割糖苷键,生成可溶的纤维糊精和纤维二糖。1.3纤维二糖酶也称β2葡萄糖苷酶,简称BG。它能水解纤维二糖和短链的纤维寡糖生成葡萄糖。内切酶首先切割纤维素链使暴露出末端,然后外切酶连续切割纤维二糖单位,而β2葡萄糖苷酶通过水解纤维二糖或纤维糊精完成协同反应全过程[3]。2纤维素酶的来源纤维素酶的来源非常广泛,真菌、细菌和放线菌等在一定条件下都能产生纤维素酶,原生动物、作者简介:武秀琴女,硕士,讲师,工程师。从事微生物资源开发与应用的研究工作。E2mail:wxq0371@http://www.sodocs.net/doc/1b4f403c0912a21614792928.html收稿日期:2022210208;修回日期:202220220998微生物学杂志2022年3月第29卷第2期JOURNALOFMICROBIOLOGYMar.2022Vol.29No.2软体动物、昆虫和植物的一些组织等也能产生纤维素酶。微生物以外的生物生产纤维素酶缺乏大规模应用的实际意义,在生产中采用微生物生产则是最为方便和有效的方法。不同微生物产生的纤维素酶的组成和催化特性不同。细菌生产的纤维素酶的活力较低,且多数不能分泌到细胞外。真菌产纤维素酶的能力强,一般都能分泌到菌体外,并且酶的组分适当,酶之间有强烈的协同作用,有的同时能产生木聚糖酶和葡聚糖酶等,对天然木质纤维素的水解特别重要。其中对纤维素作用较强的菌多是木霉属(Trichoderma)、曲霉属(Aspergillus)、青霉属(Penicillium)和枝顶抱雄属(Acremonium)的菌株,木霉属是迄今所知形成和分泌纤维素酶系成分最全面、活力最高的一个属,国内外许多研究人员对此作了很多报道。在细菌中,日前对生产高温纤维素酶的耐热梭状芽胞杆菌(Clostridiumthermocellum)和作为基因工程菌的大肠埃希菌(Escherichiacoli)产生纤维素研究较多。应用于纤维素酶规模化生产的菌种主要为绿色木霉(Richodermaviide)、里氏木霉(Trichoder2maresei)和黑曲霉(Aspergillusniger)。3纤维素酶作用机制纤维素降解时首先被外切纤维素酶的CBD吸附到不溶性纤维素表面,使结晶结构的纤维素长分子链开裂,聚集结构解聚,长链分子末端部分发生游离从而为纤维素水解酶类的作用提高了可及性和反应性,从而使纤维素易于水化,之后内切酶作用于经外切活化的纤维素,分解其β21,4键,产生纤维二糖、三糖等短链低聚糖。在内切葡聚糖酶、外切葡聚糖酶和β2葡萄糖苷酶的协同作用下,纤维素的β21,4糖苷键逐步水解,形成纤维寡糖和葡萄糖。协同作用时CBH和EG都能引起...