纤维素酶及其应用现状
浅谈纤维素酶及其应用
第 ４期 （ 总第 ３ １ ３期）
２ ０ １ ３年 ４月
农 产品加 工 （ 学刊）
Ａ ｃ ａ ｄ ｅ ｍｉ ｃ Ｐ ｅ ｒ ｉ ｏ ｄ ｉ ｃ ａ ｌ ｏ ｆ Ｆ ａ ｒ ｍ Ｐ ｒ ｏ ｄ ｕ ｃ ｔ ｓ Ｐ ｒ ｏ ｃ ｅ ｓ ｓ ｉ ｎ ｇ
Ｎｏ ． ４ Ａｐ ｒ ．
文章编号 ：１ ６ ７ １ — ９ ６ ４ ６（ ２ ０ １ ３ ）０ ４ ａ 一 ０ ０ ５ ５ — ０ ４
浅 谈纤维素酶及 其应 用
陈荣珠 ，张 明亮，蔡 少丽 ，林 清强 ， 黄建 忠
（ 福建师范大学 生命科学学院 工业微 生物教育部工程研究 中心 ，福建省现代发酵技术工程研 究中心 ，福建 福州 ３ ５ ０ １ ０ ８ ）
Ｍｏ ｄ ｅ ｍ Ｆ ｅ ｒ ｍｅ ｎ ｔ Ｔ ｅ ｃ ｈ ｎ ｏ ｌ ｏ ｇ ｙ ；Ｃ ｏ Ｈ ｅ ｇ ｅ ｏ ｆ Ｌ ｉ ｆ ｅ Ｓ ｃ ｉ ｅ ｎ ｃ ｅ ，Ｆ ｕ ｊ ｉ ａ ｎ Ｎ ｏ ｍａ ｒ ｌ Ｕ ｎ ｉБайду номын сангаасｖ ｅ ｒ ｓ ｉ ｔ ｙ ，Ｆ ｕ ｚ ｈ ｏ ｕ ，Ｆ ｕ ｊ ｉ ａ ｎ ３ ５ ０ １ ０ ８ ，Ｃ ｈ ｉ ｎ ａ ）
摘要 ：纤维素是地球上最丰 富而 又廉价 的可再 生资源 。纤 维素酶是能将 纤维素分解 为葡 萄糖的一类酶 ，在食 品 、饲
纤维素酶
解。因此，纤维素的完全降解有赖于这三类酶的合适的比
例，比例不当时会显著影响它们对纤维素的降解活力。
张晓静 2013.02
一、纤维素酶的特性及来源
纤维素酶来源
纤维素酶来源非常广泛，昆虫、软体动物、微生物(细
菌、放线菌、真菌等)都能产生纤维素酶，如白蚁、小龙
虾等能产生完全不同于其内共生微生物群所产的纤维素 酶，反刍动物的瘤胃微生物也拥有强大的纤维素降解酶
酶解纤维素时，对无定形区仅EG即可使之水解，对于结
晶区则需要有EG和CBH的协同作用，而且在结晶纤维素 糖化过程中CB组分会使这种协同作用大大加强。
张晓静 2013.02
一、纤维素酶的特性及来源
纤维素酶
对于天然结晶纤维素的水解，首先需要EG酶随机水解切
断无定形区的纤维素分子链，使结晶纤维素出现更多的纤 维素分子基端，为CBH酶水解创造条件，然后CBH酶作用 于纤维素末端基释放出纤维二糖，纤维二糖再由CB酶水解 成葡萄糖，在上述三类酶的协同作用下完成对纤维素的降
到细胞外，增加提取纯化难度，在工业上很少应用。而丝
状真菌具有产酶的诸多优点。
张晓静 2013.02
一、纤维素酶的特性及来源
纤维素酶来源 丝状真菌具有产酶的诸多优点：产生的纤维素酶为胞
外酶，便于酶的分离和提取；产酶效率高，且产生纤维 素酶的酶系结构较为合理；同时可产生许多半纤维素酶、 果胶酶、淀粉酶等。从纤维素酶工业化制备及其应用角 度看，研究和采用丝状真菌产酶具有更大意义。
依次切下纤维二糖单位。其单独作用于天然结晶纤维素时
酶活力较低，但在EG酶的协同作用下，可以彻底水解结晶 纤维素。
张晓静 2013.02
一、纤维素酶的特性及来源
纤维素酶法水解的研究现状及展望
以前 ， 主要 工作 是 利用 生 物 化 学 的 方 法 对纤 维 素
酶进 行分离 纯 化 。但 由于 纤 维 素 酶来 源广 泛 、 组 分 复杂 、 纯化 甚为 困难 ， 进展 缓慢 。第 二阶段 是 故
溶液 粘度 的基 础 上 。 次 确 定纤 维 素 属 于高 分子 首 化合 物并 测 出 ： 纤维 素是 由 Ｄ 吡 哺 型 葡 萄 糖彼 此 一
文 献标 识 码 ： Ａ
文 章 编 号 ： ０ ８０ １ （０ ６ ０ ．０ １０ １０ ．５ ２ ０ ）２０ ５ ６ １
纤维素 物质 是 年 产量 巨大 的可 再 生性 资 源 ，
利用 微生物 生产 的纤维 素酶将 其 转化 为人类 急需
立以及 分子 折叠 和催 化机 制关 系 的探 讨［ 卜 。 作 者在 此基 础上 对近年 来 纤维 素酶 法水 解 的研究
生活 服 务 的 能 源 、 物 及 化 工原 料 。 而早 期 水 解 纤 维 素 主 要 采 用 酸 水 解法 ， 由 于 要 求 条 件 高 ， 率 低 ， 食 但 产
以及对环境存在污染 ， 已被 淘汰。近 年 来， 着生物技 术 的迅速 发展 以及具 有催 化 高救性 的酶 的研 现 随
Ｃ 、 接 桥 （ｉｋｒ和 纤维 素 结 合 结 构 域 （ｅｕ Ｄ）连 １ ｅ） ｎ ｃｌ — ｌ
１ 纤维 素 的 结构
纤维 素 分 子 是 由 成 千 的 葡 萄 糖 残 基 通 过
１１ ４ ３ ，糖苷 键 连 结 而 成 的 线 性 高 分 子结 构 。 了解 －
其 结 构 对 水 解 机 制 的 进 一 步 研 究 具 有 重 要 的 意义。
１ １ 化 学 结 构 ．
的催 化 高效性 ， 们 开始 利用 纤 维 素 酶 来水 解 纤 人
淀粉酶 纤维素酶
淀粉酶纤维素酶淀粉酶和纤维素酶是两种常见的酶类，它们在生物体内起着重要的作用。
本文将分别介绍淀粉酶和纤维素酶的定义、功能、应用以及相关领域的研究进展。
一、淀粉酶淀粉酶是一种能够水解淀粉和糖类物质的酶。
它在生物体内起着重要的消化和代谢作用。
淀粉是植物细胞中的主要能量储存形式，而淀粉酶能够将淀粉分解为葡萄糖分子，以供生物体进行能量代谢。
淀粉酶主要存在于口腔和胰腺中，参与食物的消化过程。
在口腔中，淀粉酶主要由唾液腺分泌，通过唾液进入口腔，与食物中的淀粉发生反应，将淀粉分解为可溶性糊精和葡萄糖。
在胰腺中，胰岛细胞分泌淀粉酶进入小肠，进一步分解食物中的淀粉。
淀粉酶的应用十分广泛。
在食品工业中，淀粉酶能够将淀粉分解为糖类物质，用于制作糖浆、酒精等产品。
在纺织工业中，淀粉酶可用于浆料的脱除，提高织物的柔软度和光泽度。
此外，淀粉酶还被广泛应用于生物化学研究、医药领域以及环境保护等领域。
二、纤维素酶纤维素酶是一类能够降解纤维素的酶。
纤维素是植物细胞壁的主要成分，但由于其结构复杂，常常难以被生物体直接利用。
纤维素酶能够将纤维素水解为可溶性纤维素和糖类物质，为生物体提供能量。
纤维素酶主要存在于微生物和真菌中。
微生物如细菌和真菌是纤维素分解的主要产生者，它们能够分泌纤维素酶来降解纤维素。
纤维素酶可分为纤维素酶I和纤维素酶II两类，它们具有不同的水解机制和酶活性。
纤维素酶的应用也非常广泛。
在生物质能源领域，纤维素酶被广泛用于生物质转化过程中的纤维素降解，以提高生物质能源的利用效率。
此外，纤维素酶还在纸浆工业、饲料工业、纺织工业等领域有着重要的应用。
近年来，淀粉酶和纤维素酶的研究取得了一些重要进展。
科学家们通过对淀粉酶和纤维素酶的结构和功能进行深入研究，不断挖掘其潜在的应用价值。
例如，通过基因工程技术改造淀粉酶和纤维素酶的基因，可以获得更高效的酶制剂。
同时，研究人员还通过筛选和优化酶制剂，提高了淀粉酶和纤维素酶的催化效率和稳定性。
纤维素酶及其在发酵食品工业中的应用
作者简介 ： 李西腾（ ９９一） 男， １６ ， 江苏赣榆县人 ， 讲师 ， 硕士 ， 究方向： 品生物技术。 研 食
３ ・ ３
・
《 江苏调味 副食 ￣） ０ ９年 第 ２ ） ０ ２ ６卷
第 ４期 （ 总第 １８ ） １期
源 的纤维 素酶 其结 构 和 功能 相 差很 大 ， 源 于真 来
将 其分 解 。如果 用纤 维素 酶将纤 维素 转化 为葡 萄 糖 ， 给人类 提供 新 的资源 ， 将 同时也解 决 了纤维 素
收 稿 日期 ： ０９— ６—１ ２０ ０ ８
量少 ， 同时 ， 生 的酶属 胞 内酶或 者吸 附于细胞 壁 产 上， 故很 少用 细菌做 纤维 素酶 的生 产菌种 。 同来 不
李西腾
纤维素酶及 其在 发酵食品工业 中的应用
文 章 编 号 ：０ ６—８ ８ （０ ９ ０ １０ ４ １ ２０ ）４—０ ３ ０ ０ ３— ４
纤 酶在食业 应 维及 发 品中用 素 其 酵 工 的
李西腾
（ 苏食 品职 业技 术 学院 ， 苏 淮安 江 江 ２３ ０ ） ２ ０３
摘 要 ：为了充分利 用纤维素， 介绍 了纤维素酶的性质 、 来源 、 生产 方法及作 用机理 。同时 ， 阐述 了纤维素酶 在酱油酿造、 酒类 生产 、 食醋酿造和单细胞蛋 白生产等发酵食品工业 中的应用概况 以及前景展 望。 关键 词 ： 维素酶 ； 纤 发酵食品 ； 用 应
纤维素酶及其应用
２ １ 年第 ２ ０１ 期
６月 出版
杜翠娇 ， ： 等 纤维素酶及其应用
７
晶区域 ，随机切割纤维素多糖链 １ 一糖苷键 ，产 ，４ 生不同长度的有非还原末端 的小分子纤维素；外切
先使用适 当的纤维素酶处理后再干燥脱水 ，可以避 免 因热烫 、酸碱处理 等造成 的营养 物质损失 。另
摘
要
介绍 了纤维素酶的来源、组成功能、作用机理及其在食品等各个领域的应 用研究，并展 望其发展
纤维 素酶 ；应 用 ；食 品加 工
前景。
关键 词
Ａｂｓ ｒ ｔ Ｔｈ ｅ ｏ ｒ ｅ ， ｃ ｍｐ ｓｔ ｎ ｆ ｃｉ ｎ ， ｒ ａ ｔ ｎ ｍｅ ｈ ｎ ｓ ｔ ａｃ ｅｒｓｕ ｃ ｓ ｏ ｏ ｉ ｏ ｕｎ ｔｏ ｓ ｉ ｅ ｃ ｉ ｃ ａ ｉｍｓ， ａ ｄ ｉｓａ ｌ ａｉ ｎ ｉ ｈｅｆ ｏ ｒ ｃ ｓ ｉ ｏ ｎ ｔ ｐｐ ｉ ｔ ｎ ｔ ｏ ｄ ｐ ｏ ｅ ｓｎｇ ｃ ｏ
３ 纤维素酶的应 用
目 ，纤维素酶已经被广泛地应用于多个领 前 域 ，主要有食品、酿酒、环保 、饲料加工、纺织 、 农业、 日 化等方面。
３１ 水 果 和蔬 菜 加工 ． 由于植 物 细胞 壁 的 主要 成分 是 果胶 、纤 维素 和
的得率 ，同时还可保持茶叶原有的色香味。
３４ 活性 物质 的提取 ．
物 ，如淀粉 、蛋 白质 、脂肪 白酒 及其 酒精 生产 ．
以纤维素为原料发酵生产酒精 ，使用 的是二段 法，即先用纤维素酶将纤维素糖化 ， 再经酵母发酵成 酒精。若在发酵过程中同时接人酒精发酵的酵母，酵 母会将产生的葡萄糖立刻发酵成酒精 ，从而消除了葡 萄糖对纤维素酶的抑制作用 ，此称为一步法 （ 同 或称
纤维素酶作用
纤维素酶作用纤维素是植物细胞壁的主要成分之一，它由纤维素分子组成，这些分子之间通过氢键相互连接形成纤维状结构。
纤维素酶是一类能够降解纤维素的酶类，它在植物生物质转化和生物质能源利用中具有重要的作用。
纤维素酶主要包括β-1,4-葡聚糖酶、β-1,4-葡聚糖微晶酶和纤维素酶混合体等，它们通过切断纤维素分子的β-1,4-葡聚糖链来分解纤维素。
纤维素酶的作用过程可以分为两个步骤，即纤维素的固定和纤维素链的水解。
在固定步骤中，纤维素酶通过识别并结合纤维素分子，将其固定在酶的活性位点上。
这一过程是通过纤维素酶的结构域实现的，它们与纤维素分子的结合点之间存在各种非共价键，如氢键、疏水相互作用和静电相互作用等。
通过这些键的形成，纤维素酶能够与纤维素分子形成特异的结合，从而实现纤维素的固定。
在水解步骤中，纤维素酶通过切断纤维素分子的β-1,4-葡聚糖链来分解纤维素。
这一过程是通过纤维素酶的催化作用实现的，它们能够使水分子攻击纤维素分子的β-1,4-葡聚糖链，并将其水解成低聚糖。
纤维素酶的催化作用包括两个关键步骤，即切断和再结合。
在切断步骤中，纤维素酶将水分子引入纤维素链的内部，并切断β-1,4-葡聚糖链的连接。
在再结合步骤中，纤维素酶将切断的β-1,4-葡聚糖链与水分子重新结合，形成低聚糖。
纤维素酶的作用可以应用于多个领域。
首先，纤维素酶能够提高生物质的降解效率，促进植物生物质转化为生物能源的过程。
这对于生物质能源的利用具有重要的意义，可以减少对化石燃料的依赖，降低温室气体的排放。
其次，纤维素酶可以应用于食品工业，用于酿造和发酵等过程中的纤维素去除。
此外，纤维素酶还可以用于纸浆和纤维素制品的生产，提高纤维素材料的可加工性和品质。
纤维素酶的研究和应用正处于快速发展的阶段。
随着对生物质能源需求的不断增加和生物技术的进步，纤维素酶的性能和应用领域将得到更多的拓展。
通过对纤维素酶的深入研究，可以提高其催化效率和稳定性，提高纤维素的降解效率，促进生物质能源的可持续利用。
兽用纤维素酶的功能主治
兽用纤维素酶的功能主治简介兽用纤维素酶是一种特殊的酶类制剂，广泛应用于兽医领域。
它具有独特的功能和主治，能够帮助动物更好地消化纤维素，提高饲料利用率，促进动物生长发育。
本文将详细介绍兽用纤维素酶的功能主治。
功能主治1. 改善饲料消化兽用纤维素酶可以分解纤维素这种难以消化的物质，将其转化为可被动物吸收利用的营养成分。
纤维素是植物细胞壁的主要成分，含量较高的饲料通常难以被动物消化吸收。
纤维素酶能够降低饲料的纤维素含量，提高饲料中其他营养物质的消化率，从而改善动物的饲料消化情况。
2. 提高饲料利用率纤维素酶的作用能够有效提高饲料利用率，减少饲料浪费。
在动物的消化道中，纤维素酶能够将纤维素分解为低聚糖和短链脂肪酸等易于吸收的物质，提供额外的能量供动物利用。
通过提高饲料利用率，动物可以更好地吸收营养，增强免疫力，减少消化问题的发生。
3. 减轻消化不良纤维素酶可以有效缓解动物因消化不良导致的胀气、腹泻等问题。
消化不良是动物常见的消化系统疾病，常会影响动物的生长发育和饲料利用。
纤维素酶能够分解纤维素，降低消化压力，减轻动物消化系统的负担，从而提高动物的消化能力，减少消化不良症状的发生。
4. 促进生长发育纤维素酶的应用可以促进动物的生长发育，提高体重和肉质品质。
纤维素是动物饲料中含量较高的成分之一，但由于动物缺乏纤维素酶的产生，难以充分消化和吸收纤维素。
通过添加纤维素酶，可以提高纤维素的利用率，增加动物对纤维素的吸收，进而改善动物的生长速度和体重增加。
5. 降低养殖成本兽用纤维素酶的应用可以降低养殖过程中的饲料成本。
通过提高饲料利用率和消化能力，动物可以更好地吸收饲料中的营养物质，减少饲料的浪费。
此外，纤维素酶还可以降低动物对高纤维素饲料的需求量，进一步减少饲料投喂量，从而减少养殖成本。
结论兽用纤维素酶在兽医领域中具有重要的功能和主治。
它能够改善饲料消化，提高饲料利用率，减轻消化不良，促进动物的生长发育，并能降低养殖成本。