纤维素酶的应用研究

纤维素酶应用的研究进展

湖南尤特尔生化有限公司 2010-10-14 11:41:20

摘要：纤维素是一种多糖，在纤维素酶的催化条件下可分解产生二糖或葡萄糖，在自然界中储量极其丰富。可惜的是纤维素的利用目前尚未完全开发，造成资源及能源的巨大浪费。为了更好地利用纤维素，愈来愈多的国内外学者开始关注纤维素酶的研究与应用，本文就近期国内外纤维素酶在工业上的应用及研究现状作以论述。

关键词：纤维素酶应用

纤维素酶从被发现起就受到世界各国生物界的关注。当今世界 ,纤维素酶的应用已扩展到医药、纺织、日用化工、造纸、食品发酵、工业洗涤、废水处理及饲料等各个领域 , 其应用前景十分广阔。因此,本文对纤维素酶在工业上的应用做综述。

1 纤维素酶的结构及作用机理

纤维素酶是指能水解纤维素β-1，4葡糖糖苷键，使之变为纤维二糖和葡萄糖的一种多酶体系。纤维素酶由三类组成:(1)内切葡聚糖酶(endo-1,4-β-D-glucanase,EC3-2-1-4,也称EG酶或Cx酶);(2)外切葡聚糖酶(exo-1,4-β-D-glucanase,EC3-2-1-91),又称纤维二糖水解酶(cellobiohydrolase,CBH)或C1酶;(3) β-葡萄糖苷酶(β-glucosidase,EC3-2-1-21),简称BG。纤维素酶解是一个复杂的过程,其最大特点是协同作用。内切葡聚糖酶首先作用于微纤维素的无定型区,随机水解β-1,4-糖苷键,产生大量带非还原性末端的小分子纤维素,外切葡聚糖酶从这些非还原性末端上依次水解β-1,4糖苷键,生成纤维二糖及其它低分子纤维糊精,在β-葡萄糖苷酶作用下水解成葡萄糖分子。这种协同作用普遍存在,除了上述协同作用,还可以发生在内切酶之间,外切酶之间,甚至发生在不同菌源的内切酶与外切酶之间。一般地说,协同作用与酶解底物的结晶度成正比。

2纤维素酶的应用

2.1.纤维素酶在食品工业中的应用

2.1.1 纤维素酶在水果、蔬菜加工业中的应用

由于果实和蔬菜中含有大量的纤维素，在加工过程中为了使植物组织软化膨润，一般用加热蒸煮、酸碱处理等，但这样就会使果蔬的香味和维生素损失，用纤维素酶进行果蔬处理不仅可以避免上述缺点，还可以使植物组织软化膨松，能提高可消化性和口感。纤维素酶用于果蔬汁加工可有利于细胞内物质渗出，增加出汁率；此外还可以减小压榨时压力，具有澄清作用。国外有研究，在进行大豆加工时，用纤维素酶处理大豆，可促使其脱皮，同时，由于它能使胞壁破坏，使包含其中的蛋白质、油脂完全分离，增加其从大豆和豆饼中提取优质水溶性蛋白质和油脂的获得率，既降低了成本，缩短了时间，又提高了产品质量。

近年来，纤维素酶还应用于蔬菜脱水加工方面。另外可以用细胞分离酶或纤维素酶分解果实和蔬菜，使其溶化而做成果酱。也可用纤维素酶溶解蘑菇 , 制造一种新调味料。在糖渍果品加工中用砂糖浸渍果实时 , 用纤维素酶破坏细胞膜 , 砂糖短时间内即可浸透果实中。椰子饼加水蒸煮后 , 加入纤维素酶 , 其中的蛋白质、脂肪和糖类得到释放使之作为人类的,食物而被利用成为可能。

2.1.2 纤维素酶在饮料业中的应用

随着茶饮料业迅速发展。使得纤维素酶在这一领域也有了新的作用。传统上，茶叶、速溶茶饮料生产加工，采用热水浸提法来提取茶叶中的有效成分。有人研究在使用纤维素酶提取时，可以有效提高速溶茶的提取率,经酶处理的茶饮料在短期内可以提高其稳定性。而采用沸水浸泡和酶法结合既可缩短抽提时间又可提高水溶性较差的茶单宁、咖啡因等的抽提率，并能保持茶叶原有的色、香、味。将纤维素酶应用于果蔬榨汁、花粉饮料中，可提高汁液的提取率，促进汁液澄清。而在日本，有报道，有人用纤维素酶处理豆腐渣后接入乳酸菌进行发酵，可制得高营养、高品味的发酵饮料。

2.2 纤维素酶在酿造、发酵工业的应用

2.2.1纤维素酶在白酒生产中的应用

白酒酿造所用原料中纤维含量较大，使用纤维素酶后，可同时将淀粉和纤维素转化为糖，原料利用率提高，再经酵母分解全部转化为酒精 ,发酵过滤性好，发酵时间缩短，出酒率提高3%～5%, 且酒体质量纯正，淀粉和纤维利用率高达 90%。有研究结果表明,大曲酒糟中添加纤维素酶可大大提高出酒率。在其工艺条件下发酵2 天,每吨含10 %淀粉的酒糟可产60度白酒61kg，而比常规的发酵20天产酒15kg翻了两番。这样的技术在未来白酒发酵业中有着巨大的发展潜力。

美国乔治亚大学、佛罗里达大学的高温热纤梭菌的厌氧酒精发酵研究己取得阶段性成果。另外，利用基因操作技术把纤维素酶基因克隆在S.Cerevisiae及z.mo lis中，使得它们能够利用纤维素直接转化生产酒精，该工作也取得进展。同样，日本现已完成由蔗渣、稻草为原料生产燃料酒精的中试，日耗原料720kg，产酒精150L-200L，酒精度为99. 5%vo1。其它一些国家如法国等也制定了发展规划，从而在世界范围内使得该分支领域成为纤维素酶研究中最为活跃并有希望取得重大突破的分支之一。

2.2.2 纤维素酶在啤酒生产中的应用

将纤维素酶应用于啤酒工业的麦芽生产中,可增加麦粒溶性，加快发芽，减少糖化液中β-葡萄糖含量，改进过滤性能；将纤维素酶应用于酿酒, 每 100 kg原料可增加出酒量 10～15 kg,节粮 20%, 且酒的口感醇香，杂醇油含量低。同时，在啤酒生产中的啤酒糟的处理上也有研究表明用纤维素酶进行降解取得了满意的结果。 2.2.3 纤维素酶在食醋酿造中的应用

因为纤维素酶可以破坏植物细胞壁, 便于淀粉、蛋白质、脂肪类物质的释放, 所以在食醋酿造过程中，通过添加纤维素酶可以加快发酵速度，提高食醋的产量和主料出品率。在杨玉华等的研究中表明，在食醋生产时，每克主料用纤维素酶10～ 50U ,最终食醋产量和主料出品率可分别较为加酶组提高0.25～ 1.38 kg 和5.1%～ 27.2%。

2.2.4 纤维素酶在酱油酿造中的应用

目前,我国在酱油生产中原料蛋白的利用率最高80%左右,最低只有30% ,而先进国家这项指标一般在85% - 95% ,在我国酱油生产过程中,发酵控制水平很低。为使酱油生产中原料资源得到充分利用,以提高生产水平,云秀芳在酱油生产过程中，即在入曲池时,添加纤维素酶, 进行了试验研究。结果表明加入纤维素酶后可提高蛋白的利用率,最高可达44.85%，比未加组提高约3.16%-4.72%。但是淀粉利用率提高不明显。

同时，纤维素酶用于固态无盐酱油发酵能将包裹蛋白质的纤维素分解，使蛋白质呈裸露状态，便于蛋白酶分解蛋白质 , 提高酱油收得率，加快发酵速度, 改善酱油风味和质量。而酶制剂用量仅为0.0125%, 酱油中还原糖则可增加10.7%, 色度提高4.2%, 全氮和原料利用率分别比不加纤维素酶提高 8.6%和 8.1% 。

2.3 纤维素酶在纺织工业上的应用

2.3.1 纤维素酶在生物抛光处理中的应用

天然纤维素的结构复杂，结晶度高，在一定酶浓度和时间条件下很难把纤维素完全水解成葡萄糖单体 , 仅对织物表面或伸出织物表面的茸毛状短小纤维作用。从20世纪80年代开始，利用纤维素酶进行的生物抛光技术便开始应用于纺织行业。也就是去除从纤维表面伸出的细微纤维 , 经纤维素酶处理后稍经机械加工就可以得到表面平滑而茸毛少的织物。生经过生物抛光处理的织物还有诸多优点:穿着洗涤不易起球, 染色鲜艳, 保色保新时间长, 尤其对印花织物效果更好。

2.3.2 纤维素酶在减量处理中的应用

纤维素纤维织物用纤维素酶处理都伴随着纤维的减量或失重 , 并引起许多性能变化。纤维素酶整理的减量是由化学催化水解和机械搅拌协同形成的,是物理减量和化学减量的综合结果。减量加工大多数采用液体染色机和水洗机。棉织物经过纤维素酶整理后 , 织物表面的绒毛将被被去，而光洁、颜色更鲜艳。但是如果织物被减量过大 , 纤维的强度会受到损伤。棉织物的失重率一般控制在 3% ～5%范围为好。

2.3.3 纤维素酶在水洗和石磨处理中的应用

纤维素酶现在已广泛应用于牛仔裤等产品的洗涤加工 , 代替石洗加工工艺。棉条绒和牛仔布服装采用纤维素酶处理后, 织物的手感柔软, 条绒织物表面绒毛整齐, 光泽柔和, 悬垂性和弹性提高。牛仔服能达到石磨水洗的效果。而且与传统的化学助剂整理工艺相比, 酶洗工艺大大减少了污水排放, 有利于环境保护。 2.3.4 纤维素酶在纺织工业其它处理的应用

现在纤维素酶在纺织工业上除上述一些应用外 ,还有许多应用之处。比如，纤维素酶可与脂肪酶、果胶酶共同应用于棉织物的精练加工 , 去除棉纤维中的天然杂质。纤维素酶整理也用于黏胶、Lyocell和醋酸纤维织物 , 能改善织物的手感、悬垂性 , 去除织物表面的绒毛 ,

减少了黏胶织物的起球倾向和 Lyocell织物的原纤化倾向。大家熟悉的苎麻织物因为存在手感粗糙、穿着刺痒感问题 , 严重影响了苎麻织物的使用性能 , 通过纤维素酶减量整理 , 能够使织物获得柔软的手感和光洁的布面 , 刺痒感消失或改善。纤维素酶在纺织工业中的作用也越来越大，但现在技术上的问题业有不少，还需要进一步提高。

2.4 纤维素酶在饲料业中的应用

2.4.1纤维素酶在饲料中作添加剂的应用

随着科技的发展，酶制剂作为家畜饲料添加剂在国外已引起越来越多的关注。用于制作酶剂的酶有多种，由于家禽家畜一般难消化利用纤维素和半纤维素 ,因此 ,纤维素酶在饲料酶制剂中应用最为普遍。使用饲料纤维素酶制剂 ,可以促进动物的消化吸收 ,大大提高动物对饲料的利用率。

2.4.2纤维素酶在制备低纤维饲料中的应用

由真菌木霉和黑曲霉所产生的纤维素酶同时含有能将天然纤维素降解成易消化糖的多种酶组分 , 且降解纤维素的能力很强。利用纤维素酶这种特性 , 可使粗饲料制作成低纤维饲料。这已在兔等家禽饲养中得到了试验应用。

2.5 纤维素酶在医药工业中的应用

目前纤维素酶在医药行业中的应用也越来越广泛，比如用于植物药效成分提取、中药提取成分分析方面、某些疾病的治疗上都有研究，并取得了较好的结果。但因起步晚，技术不够完善，所以还存在不少不足之处。

2.5.1纤维素酶在植物药提取时的应用

在国内，已有许多学者在这方面进行研究。比如：邢秀芳、马桔云等将纤维素酶用于葛根总黄酮的提取中，经纤维素酶的作用,葛根总黄酮的收率比未加纤维素酶组提高了13%; 经t

检验, 两种提取方法的P < 0.01。而且经TLC鉴别，两种方法的所得结果显示成分一致，也就是说，通过酶处理后没有破坏葛根的成分。沈爱英等用由纤维素酶、果胶酶和蛋白酶按一定比例组成的复合酶,对姬松茸子实体酶解预处理后用热水浸提,多糖提取率为15.7%;所需时间为单纯热水浸提的一半,而提取率明显高于水浸提和酸、碱浸提。刘佳佳等在提取金银花绿原酸时,增加了纤维素酶解工艺,结果能显著提高金银花提取物得率和绿原酸得率,最大可使绿原酸得率提高25.97%。赵宁等在提取干红辣椒中辣椒素的研究中,确定了酶解的最优条件为：酶解温度为45℃，酶解液初始pH=5．4，酶解时间为3h，酶量为7．5m/g辣椒。最终得出结果:酶法提取工艺比传统丙酮浸提法辣椒素产量提高了30%。杨军宣等在三七的提取中用纤维素酶、三七总皂甙提取率提高23.5%。同时TLC鉴别表明其酶法未引起

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纤维素酶的作用

博学笃行自强不息

纤维素酶的作用

纤维素酶是一种广泛存在于自然界中的酶类，它在生物体内发挥着重要的作用。纤维素酶主要作用于纤维素，这是一种存在于植物细胞壁中的多糖物质。纤维素是地球上最丰富的有机化合物之一，它在植物细胞壁中起到了结构支持和保护细胞的作用。然而，纤维素对于大多数动物和微生物来说是难以降解和利用的。

纤维素酶能够降解纤维素，将其分解为可溶性的低聚糖和葡萄糖单体。这些降解产物可以被动物和微生物吸收和利用，从而提供能量和营养物质。纤维素酶可以在多种生物体中找到，包括动物、植物和微生物。

在动物体内，纤维素酶主要存在于一些特殊的微生物中，如细胞外产生的蛇胆酶，它能够帮助动物消化纤维素。蛇胆酶是一种能够分解纤维素的纤维素酶，它存在于蛇的唾液中。蛇在进食时，会释放唾液来润湿和分解捕获的猎物，其中的纤维素酶能够帮助蛇消化纤维素。

在植物体内，纤维素酶主要存在于植物细胞壁中的细胞酶体中。当植物受到外界环境的刺激时，植物细胞会释放纤维素酶来分解细胞壁中的纤维素，以适应外界条件的变化。例如，在植物生长过程中，纤维素酶能够帮助植物调节细胞壁的构成，以适应不同的环境条件。

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在微生物体内，纤维素酶是一种常见的酶类。许多微生物，如细菌和真菌，具有纤维素酶的产生能力。这些微生物通过分泌纤维素酶来分解环境中的纤维素，从而释放出能量和营养物质。这对于地球上的生态系统是非常重要的，因为纤维素是植物细胞壁中最主要的组成部分，纤维素酶能够促进植物细胞壁的降解和再生。

除了在生物体内发挥重要作用外，纤维素酶还在工业上具有广泛的应用价值。纤维素酶可以用于生物质降解，例如在制备生物柴油和纸浆工业中。通过添加纤维素酶，可以有效地分解生物质中的纤维素，从而提高生物质的可转化性和利用效率。此外，纤维素酶还可以用于制备食品添加剂和生物医药产品等。

总之，纤维素酶在生物体内具有重要的作用。它能够降解纤维素，提供能量和营养物质，并在生物体生长和发育过程中发挥调节作用。此外，纤维素酶在工业上也具有广泛的应用前景。对纤维素酶的研究和应用，将有助于推动生物质资源的有效利用和环境保护的可持续发展。

纤维素酶和果胶酶复合体系在茶叶提取加工中的应用研究

纤维素酶和果胶酶复合体系在茶叶提取加工

中的应用研究

茶叶是我国传统的饮品之一，在过去的几千年中一直受到人们的

喜爱。如今，随着人们对营养和健康的关注不断提高，茶叶的营养成

分和功能逐渐受到重视。而茶叶中的有效成分主要是通过水提取得到

的。传统的茶叶提取方法基本上都是通过水浸泡或者蒸馏来进行的，

但这种方法提取效率低，并且茶叶香气和营养成分的损失比较大。因

此，近年来出现了一种新的茶叶提取方法，即利用纤维素酶和果胶酶

的复合体系来提高茶叶的提取效果。

纤维素酶和果胶酶是两种常见的生物酶，它们的主要作用是分解

植物细胞壁中的纤维素和果胶。茶叶中含有大量的纤维素和果胶，因

此利用这两种酶来进行茶叶提取是非常有效的。一般来说，茶叶提取

过程可以分为加热水浸出和冷水浸出两个阶段。在加热水浸出阶段，

茶叶中的纤维素和果胶主要被纤维素酶和果胶酶分解成为较小的分子，

这样就可以更好地溶于水。在冷水浸出阶段，茶叶中的有效成分就可

以通过水的流动被提取出来。

利用纤维素酶和果胶酶复合体系进行茶叶提取有以下优点：首先，

提高了茶叶提取效率，大大缩短了提取时间，使得茶叶的营养成分和

香气得到充分保留。其次，提取的过程中不需要加热处理，避免了高

温破坏茶叶中的有效成分的问题。最后，利用纤维素酶和果胶酶复合

体系进行茶叶提取是一种绿色环保的方法，不会对环境造成污染。总的来说，利用纤维素酶和果胶酶复合体系进行茶叶提取是一种

非常有效、环保和营养丰富的茶叶提取方法。在实际操作中，可以根

据所需的茶叶品种和目的灵活地选择不同的酶制剂和提取条件，以达

到最佳的提取效果。在未来的研究中，我们还可以进一步探究纤维素

酶和果胶酶复合体系在茶叶提取中的作用机理，并探索更加精细、高

效的提取方法，以进一步提高茶叶的品质和营养价值。

米糠中纤维素酶解液的制备及其应用研究

一、引言

纤维素是植物细胞壁的主要成分，由于其高度结晶和复杂的结构，使得其降解一直以来都是困扰生物学家和工程师的难题之一。然而，随着生物工程技术的发展，纤维素酶解液的制备和应用研究取得了一定的突破，使得纤维素的有效利用成为可能。

二、米糠中纤维素酶解液的制备方法

1. 预处理：首先，将干燥的米糠进行打碎，在加入适量的水后，进行物理性预处理，如研磨和超声波处理，以增加纤维素的暴露面积。

2. 酶解：接下来，将预处理后的米糠加入到含有纤维素酶的酶解液中，进行酶解反应。常用的纤维素酶包括纤维素酶I和纤维素酶II。

3. 过滤：酶解反应后，使用滤纸或膜过滤器对酶解液进行过滤，去除残余的固体颗粒。

4. 浓缩和纯化：利用浓缩技术，将酶解液中的酶浓缩，然后进行纯化，获得纯度更高的酶解液。

三、米糠中纤维素酶解液的应用研究

1. 生物能源生产：米糠中的纤维素经过酶解后可以得到各种糖类，如葡萄糖、木糖和纤维糖等。这些糖类可以作为发酵的底物，用于生产生物乙醇、生物柴油等生物能源。

2. 饲料添加剂：纤维素酶解液可以通过降解米糠中的纤维素，提高动物对米糠的消化率，增强饲料的营养价值。因此，在动物饲料中添加纤维素酶解液可以提高饲料利用率，减少饲料的浪费。 3. 食品工业：米糠中的纤维素酶解液可以用于制备低聚糖、寡糖等食品添加剂，具有调节肠道菌群、增强免疫力等功能。

4. 建筑材料制备：米糠中纤维素酶解液可以用于制备纤维素纤维板、纸浆等建筑材料，具有环保和可持续发展的特点。

四、米糠中纤维素酶解液的优势和挑战

1. 优势：米糠广泛且易得，作为一种农副产品，其利用能够降低对传统粮食资源的依赖，有助于实现农业的可持续发展。此外，纤维素酶解液的应用领域广泛，具有潜在的经济和环境效益。

2. 挑战：纤维素酶解液的制备过程仍然存在一定的技术难点，如酶解液的纯化和稳定性等问题，这些问题需要更多的研究和创新来解决。此外，纤维素酶解液的大规模应用也面临着市场和政策等方面的挑战。

纤维素酶在生物质能源利用中的应用研究

随着人类对化石燃料的大量使用，全球温室气体排放量不断增加，导致了气候变暖和环境污染。因此，研究新型能源成为当前全球面临的共同问题。目前，生物质能源被认为是一种极具应用前景的新能源，其中以纤维素为主要组分的生物质能源是其中的重要代表。而纤维素酶则是生物质能源利用过程中的重要酶类。本文将阐述纤维素酶在生物质能源利用中的应用研究。

一、纤维素酶的概念和种类

纤维素是一种由许多葡萄糖分子构成的多糖物质，是植物细胞壁的主要成分。纤维素酶即能够降解纤维素的酶类。纤维素酶分为三类，即微生物来源纤维素酶、植物来源纤维素酶和动物来源纤维素酶。其中，微生物来源纤维素酶又可以进一步分为纤维素分解酶和纤维素转化酶两类。

二、纤维素酶在生物质能源利用中的应用

1.生物质能源的利用

生物质能源是由生物可降解的有机原料转化而来的能源，是一种可再生的能源。利用纤维素酶能够高效地降解纤维素，从而提取生物质能源。目前，国内外研究者通过生物发酵技术等途径，开发了一系列以纤维素为主要原料的生物能源，如生物柴油、生物气、生物燃料电池等。

2.纤维素酶在生物质能源生产中的应用

纤维素酶在生物质能源生产中具有重要的应用价值。当前，对于生物质能源的利用和开发主要集中在生物质发酵和湿法生物质转化两大方面。其中，利用纤维素酶进行生物质发酵，可以提高发酵效率和产品产量，降低生产成本。利用纤维素酶进行湿法生物质转化，则可以大幅度提高生物质转化效率和产率。

三、纤维素酶在生物质能源利用中面临的挑战目前，纤维素酶在生物质能源利用中依然存在一些技术难题和挑战。例如，纤维素含量较高的生物质原料的降解过程会导致反应温度升高，甚至引起反应失效；另外，纤维素酶耐久性较低，酶的复合度差，使得酶返利换代率较高。因此，开发一种高效耐用的纤维素酶是当前生物质能源利用中亟待解决的技术问题之一。

四、纤维素酶在生物质能源利用中的未来发展趋势

纤维素酶研究报告

纤维素酶研究概述

摘要

纤维素酶广泛存在于自然界的生物体中。细菌、真菌、动物体内等都能产生纤维素酶。产生纤维素酶的菌种容易退化，导致产酶能力降低。纤维素酶在食品行业和环境行业均有广泛应用。在进行酒精发酵时，纤维素酶的添加可以增加原料的利用率，并对酒质有所提升。由于纤维素酶难以提纯，实际应用时一般还含有半纤维素酶和其他相关的酶，如淀粉酶（amylase）、蛋白酶（Protease）等。

纤维素酶种类繁多，来源很广。不同来源的纤维素酶其结构和功能相差很大。由于真菌纤维素酶产量高、活性大，故在畜牧业和饲料工业中应用的纤维素酶主要是真菌纤维素酶。

关键词：纤维素酶，研究方向，作用机理

引言

纤维素是自然界中分布最为广泛的生物资源，我国每年产生的纤维素资源总量超过15亿吨。但是，由于降解工艺的不成熟，成本过高等问题的存在，限制了纤维素的应用。随着科学技术的发展，可再生能源的应用成为了研究热点。纤维素作为自然界中数量最为庞大的可再生资源将会成为能源、化工领域的重要材料。同时，纤维素资源的有效利用对于解决世界能源危机，粮食短缺和环境污染等问题有着重要意义[1]。而在这一过程中纤维素酶就要扮演最为重要的那一个角色。

纤维素酶的发展

纤维素酶的基础研究是从五十年代开始的.五十年代初,选育与培养产生纤维素酶的微生物方法,特别是纤维素酶分析方法不够完善,而且研究目的也只是消极地为了防止微生物腐蚀木材和纸张制品.进入六十年代后,微生物选育与培养以及纤维素酶分析技术有了迅速的进步。在最初的几年间论文数量呈倍数增长，更不用说现在了。近年来有关纤维素酶的基础研究,包括酶的氨基酸序列、基因的克隆与表达、酶蛋白的空间结构与功能,以及酶蛋白的基因调控等诸多方

面都取得显著进展。到目前为止,登记在Swiss2Protein数据库的纤维素酶的氨基酸序列有649条,基因序列有433条。我国对纤维素酶的研究始于上世纪50年代,迄今已有50多年的历史。在纤维素酶的菌种开发、发酵培养、基因的克隆与表达,以及纤维素酶在纺织、能源等方面的应用都取得较大进展[2]。在国外于2013-2014年建造了世界首个纤维素酶工厂。

纤维素酶对纤维素的作用机理及其在纺织上的应用

- 1 - 纤维素酶对纤维素的作用机理及其在纺织上的应用

纤维素酶（Cellulase）是一种对纤维素可以发挥作用的酶，它可以将纤维素分解成葡萄糖，从而被有机体完全吸收。纤维素酶的作用机理及其在纺织上的应用被广泛研究，因此本文将首先简要介绍纤维素酶的作用机理，然后详细介绍纤维素酶在纺织上的应用。

纤维素酶是由微生物产生的，主要由细菌、酵母、真菌、藻类以及有机体产生的多种酶组成。纤维素酶把多糖类物质（如纤维素）由其分子中间的碳链开始分解，这种分解的过程中，酶会将每一小段糖的键结分离，并分解成单糖，其中最常见的是葡萄糖。而纤维素酶的反应速度受温度、PH值、酶度、添加物和糖类物质的种类等因素的影响。

纤维素酶在纺织上的应用被广泛研究。在棉、麻纤维素降解中，纤维素酶可以有效地降解纤维素，使其纤维变得柔软，使穿着更加舒适。纤维素酶也可以用于去除棉纤维的表面污渍以及除去棉纤维表面上的粘贴剂和印染剂。此外，纤维素酶也可以用于制造拉链、缝纫线、针织物等，减少纤维之间的磨擦，使缝纫更加牢固。

综上所述，纤维素酶是一种非常有用的生物酶，其作用机理是将纤维素分解成单糖，从而可以被有机体完全吸收。此外，纤维素酶还可以广泛应用在纺织工业中，在棉、麻纤维素降解、除去洁棉中可以起到极佳的作用，而且也可以彩印起到抗污染，节约材料，提高工作效率等多方面的作用，同时也可以制作拉链、缝纫线、针织物等，提高了纺织品的质量。 - 2 - 因此，研究和开发纤维素酶将有助于改善纺织工业的生产效率，同时也有助于更好地利用和分解纤维素，保护环境，减少污染。

纤维素酶研究现状及其在畜牧业中的应用

摘要：纤维素酶在畜牧业中广泛应用，不仅促进动物生长发育的功能，还能助于解决失误短缺和能源危机等问题。

关键词：纤维素酶；畜牧业；应用

纤维素酶通常作为饲料中的添加剂，纤维素是植物细胞壁上主要成分，而纤维素酶是通过植物在光合作用下产生，是一种可再生资源。曾通过人工的方法去破坏细胞壁，扩大饲料营养价值，但效果不理想。通过研究人员长时间的研究发展，把纤维素酶运用到畜牧业之中，可以达到理想中的效果，因为其对饲料中的植物细胞壁有着较强的破坏作用，可以使饲料的营养价值变高，可以有效的促进在动物胃肠道的消化吸收，促进其快速生长发育，抵抗力也可以随之增强。这一研究发现可以既可以控制饲料的成本，节约经费，也可以进一步促进我国畜牧业的发展，也可以有效发挥饲料最大的价值。

1、纤维素酶研究现状

（1）组成研究

在植物中纤维素本来就占比相当大，在国内外研究纤维素的人员众多，对其的各个方面进行研究，包括成分、分子结构、实际应用等，纤维素酶是指所有参与降解纤维通过光合作用最中被转化为葡萄糖多种酶的总称。同时研究人员开始做进一步研究，发现纤维素酶是通过三种酶共同组成合成的诱导型复合酶，主要包括葡聚糖酶、纤维二糖酶和β-葡萄糖苷酶，研究人员对于这三种酶展开研究发现缺乏任何一种酶都不能完成水解，三种酶需要同时存在在相互协同合作的情况下，就可以完成对纤维素的降解[1]。

（2）分子结构邹仪鸣的《植物纤维素化学》这本书中曾详细介绍了纤维素酶的分子结构，人们也可以通过这本书，进一步的去了解纤维素酶的特点，更好的在生活之中运用到纤维酶素。当纤维素酶催化结构呈球形时，我们可以通过观察，可直观有效的反应纤维素酶的催化活性，知道其分子结构。

（3）营养作用机理

通过研究人员的实验发现，纤维素酶有可以破坏植物细胞壁的作用，这一发现促进了我国畜牧业的发展，因为将其加入到饲料之中，可以直接破坏植物细胞壁，然后将里面的营养释放出来，再通过复合酶进行降解，可以有效的增进动物胃肠道的消化吸收，可以促进其生长发育，增加抵抗力。有些反刍动物体内可以产生一些纤维素酶，但是往往是满足不了机体的需求，需要在其的饲料之中加入适当纤维素酶，时动物可以快速的吸收营养，增强身体的抵抗能力，改善胃肠道的环境，让其更加快速的生长。尤其是一些动物在成年之后，消化酶分泌严重下降，机体不能够快速消化吸收营养，可以适当添加纤维素酶会有更加明显的效果。

纤维素酶的研究现状及应用前景

刘晓晶,李田,翟增强󰀁(中国矿业大学化工学院,江苏徐州221116)摘要󰀁纤维素酶可以使构成植物细胞壁等不易利用的植物纤维分解成葡萄糖,从而提高玉米等秸秆的利用率,推动纤维素酶及燃料乙醇的工业发展及推广。主要阐述了纤维素的结构和纤维素酶的作用机理,并详细介绍了纤维素酶的发展与应用前景。关键词󰀁纤维素;纤维素酶;作用机理;生产;应用中图分类号󰀁S183󰀁󰀁文献标识码󰀁A󰀁󰀁文章编号󰀁0517-6611(2011)04-01920-02TheStatusQuoandApplicationProspectofCellulaseLIUXiao-jingetal󰀁(ChemicalEngineeringInstitute,ChinaMiningUniversity,Xuzhou,Jiangsu221168)Abstract󰀁Cellulasecanmadeplantfibrewhatconstitutedplantcellwalls,etc.resolvedintoglucose,thereby,theutilizationrateofmaizestraw,etc.wasmiproved,andtheindustrialdevelopmentandgeneralizationofcellulaseandfuelethanolwerepromoted.Thisarticlemainlydis-cussedthestructureofcelluloseandthemechanismofthecellulase,andthedevelopmentandtheapplicationprospectsofcellulasewereintro-duceddetailedly.Keywords󰀁Cellulose;Cellulase;Mechanism;Production;Application

纤维素酶在乳酸发酵工艺中的应用研究

第３９卷第３期　２０ｌ０年７月　发酵科技通讯　

纤维素酶在乳酸发酵工艺中的应用研究　

宋　磊　刘　冰　王德培　高年发　

（工业微生物教育部重点实验室　天津科技大学生物工程学院　天津　３００４５７）　

摘　要：本文主要研究了纤维素酶在双酶法玉米粉水解糖生产过程中的协同作用，从而探讨最佳的　３－艺条件。结果表明，在糖化过程中，添加葡萄糖淀粉酶用量０．７ｇ／ｔ淀粉，纤维素酶的用量０．５ｇ／ｔ淀粉，糖　

化温度６０￣（２，ｐＨ值４．０，糖化时间由７２ｈ缩短为５４ｈ，糖化液的ＤＥ值达９３％以上，乳酸的产量提高了　

１６．３４％生产ｌｔＬ一乳酸的成本节约５６．５３元以上。　关键词：葡萄糖淀粉酶　纤维素酶　乳酸　发酵　

糖化液制作工艺是使用尽量廉价的成分替代　传统工艺中原有成分，寻找可代替玉米的非粮碳　

源如木薯、糖蜜等。但是，目前采用双酶法直接水　解玉米粉，除了制得玉米水解糖外，还能制得较高　

价值的饲料，极大地降低发酵生产成本，故玉米仍　是国内发酵工业的当家原料。为此，进一步提高玉　

米糖化液还原糖得率，仍是发酵工程主攻的课题。　本文利用在糖化阶段加入进口纤维素酶的糖化制　

作工艺来提高还原糖的得率，经过在乳酸发酵小　

试中应用实验表明，此工艺可以降低生产成本，生　产效率明显提高。　

１材料与方法　

１．１　实验材料、试剂与仪器　

细玉米粉购于超市，诺维信公司的葡萄糖淀　

粉酶（Ｄｅｘｒｏｚｙｍｅ　ＧＡ）和纤维素酶（Ｃｅｌｌｕｃａｓｔ　ＢＧ），　７５２型紫外可见分光光度计，ＳＢＡ一４０Ｃ生物传感　

分析仪等。　１．２实验方法　１．２．１　玉米糖化液的制作方法　・　］　

１．２．２乳酸发酵方法　

发酵培养基（ｇ／Ｌ）含有葡萄糖１４０－１５０（玉米　糖化液），玉米浆１０，麸皮２０，小肽０．５，ｐＨ６．０～　

６．５。然后按照１０％的接菌量（菌种ＴＬ一４，天津科　

技大学保藏）于５０ｃｃ下恒温静置培养６０ｈＥ　１。　１．２．３测定方法　还原糖测定方法二硝基水杨酸比色法（ＤＮＳ）　；乳酸测定方法利用ＳＢＡ一４０Ｃ生物传感分析仪　