纤维素酶法水解的研究进展
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作者简介：宋贤良（#&’&$），男，安徽太湖人，博士研究生，主要从
事纤维素科学与生物转化研究(文章编号：#’)#$#’!&（!""#）"*$""’)$"+
纤维素酶法水解的研究进展
宋贤良#，温其标#，朱
江!
（#(华南理工大学食品与生物工程学院，广东广州’#"’*"；!,郑州市第二面粉厂，
河南郑州*+""""）摘要：本文对纤维素酶法水解过程中有关原料预处理、影响酶解的因素、酶解机理及酶解工艺等方面的研究近况进行了较详细综述(在综述文献的基础上提出了自己的见解，并展望了纤维素酶法水解研究的前景(
关键词：纤维素；酶法水解；酶解工艺中图分类号：-+.&,.
文献标识码：/
"前言
随着现代工业发展，世界人口激增，能源危机
日趋加剧(许多专家估计，世界上已知的石油储存量大约."年内将被消耗完(所以世界各国纷纷展开新能源的研究与开发，其中以燃料酒精的生产最为突出(而纤维素是地球上最丰富，最廉价的可
再生资源(据资料表明［#］
，植物每年通过光合作
用，能产生高达#+,+0#"#"1纤维素类物质，其中纤维素、半纤维素的总量为%,+0#"#"1(而每年用于工业过程或燃烧的纤维素仅占!2左右，还有很大一部分未被利用(因此研究开发纤维素的转化技术，将秸秆、蔗渣、废纸、垃圾纤维等纤维素类物质高效地转化为糖，进一步发酵成酒精，对开发新能源，保护环境具有非常重要的现实意义(
纤维素大分子的降解一直是人们研究的热点，而且降解的方式有酸水解降解、氧化降解、生物降解、热降解、机械降解、离子辐射降解等多种途径(其中酶法水解是一种较为可行的途径，但目前仍处于水解速度缓慢，效率甚低的状态，离大规模工业化生产仍有一定的距离(随着生物技术的发展，基因工程在纤维素酶生产上的应用，有关纤维素酶基因克隆与表达的研究报道日益增多，迄今已从*"多种细胞和数种真菌中克隆到纤维酶基因，对一些纤维素酶的氨基酸序列及活点部位
已基本弄清(利用定点突变方法对纤维酶蛋白进
行定向设计与改造再也不再是纸上谈兵［!］
(还有
通过基因工程构建生产纤维素酶的高效工程菌，从而提高纤维素酶活力的报道，这些研究成果将
会给纤维素酶的生产带来突破性的进展［.］(利用
酶法水解转化纤维素资源是今后发展的必然趋势(
近年来，有关纤维素酶法水解研究非常活跃，在这一领域已取得许多新的进展(作者在大量文献的基础上，对纤维素酶解过程中原料的预处理、影响因素、酶解机理、酶解工艺等作一综述(
#原料预处理
天然植物纤维素原料主要由纤维素、半纤维
素、木质素组成，结构非常复杂，具有很大的结晶性(由于目前所筛选的许多高酶活的纤维分解菌其半纤维素酶及木质素酶活性不高，很难将天然植物纤维的三大组成降解；另一方面，由于结构的复杂性，又直接影响着纤维维素酶的作用(通常在酶法水解之前需进行必要的预处理，改变天然纤维素的结构，降低它的结晶度，脱去木质素，以增加纤维素酶系与纤维素的有效接触，从而提高酶解效率(目前已报道的预处理方法主要有以下几点：!"!
物理方法
常用的方法有超微粉碎、蒸汽爆破、高能辐射、微波和超声波处理等，这些方法都能有效改变天然纤维素的结构(李稳宏等研究了麦秸秆粉碎预处理对酶解的影响，结果表明：随着麦秸粉碎程
第!!卷第*期郑州工程学院学报345(!!，64(*!""#年#!月7489:;54<=>?:@A>48B:C1D181?4