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1、纖維素酶的發(fā)展與應用季月月16班12720328摘要:纖維素酶作為一種重要的酶產品，它是一種復合酶，主要由外切β-葡聚糖酶，內切β-葡聚糖酶和β-葡萄糖苷酶等組成。目前纖維素酶已被廣泛應用于飼料、酒精等領域，因此被國內外業(yè)內人士看好。它將是繼糖化酶、淀粉酶和蛋白酶之后的第四大工業(yè)酶種，發(fā)展前景非常廣闊1。關鍵字:纖維素酶；機理；結構變化；飼料；釀造業(yè)；水產業(yè)1纖維素簡介纖維素酶（cellulase)是指能降解纖維素的一類酶的總稱，在分解纖維素時起生物催化作用，它是可以將纖維素分解成單糖或多糖的蛋白質或RNA,纖維素酶廣泛存在于自然界的生
2、物體中，細菌、真菌、動物體內等都可以產生纖維素酶。一般用于生產的纖維素酶來自于真菌，比較典型的有木酶屬(trichoderma)、曲霉屬（Aspergillus）和青霉屬(Penicillium）1。它不是單種酶，而是其協(xié)同作用的多種酶份體系，按照微生物對纖維素酶的分泌性和所產纖維素酶系活性間關系可分為：一、對天然木質纖維素分解較弱，但可大量合成可分泌到胞外的纖維素酶，如木霉等的纖維素酶系；二、對木質纖維素分解力強，但分泌到胞外的纖維素酶活力較低，如擔子菌纖維素酶系；三、對木質纖維素分解能力強，但其纖維素酶基本不分泌到胞外，而是存在于細
3、胞壁上，如細菌的纖維素酶系。一個完整的酶系，通常由作用方式不同而能相互協(xié)同催化水解纖維素的3類酶組成，即內切葡聚糖苷酶（C1）、外切葡聚糖苷酶（Cx)、β-葡萄糖苷酶2。目前，大規(guī)模用于工業(yè)生產纖維素酶的菌株主要包括康寧木霉，綠色木霉，里氏木霉和黑曲霉。也有學者開始研究低溫纖維素酶，由于其在再燃穩(wěn)定性有較高的酶活和催化效率，可大大縮短處理時間和費用，因此在工業(yè)上具有廣闊的發(fā)展前景。72纖維素酶的作用機理纖維素酶酶使纖維素轉化為葡萄糖的過程仍不清楚，但普遍認為是各組分協(xié)同作用的結果，但各組分是如何作用的，許多學者提出了不同的觀點，但最后得
4、到普遍接受的降解機制是協(xié)同作用模型：在講解過程中，首先由葡聚糖內切酶C1作用于微纖維的非結晶區(qū)，使其露出很多末端供外切酶的作用，纖維二糖水解酶從非還原末端依次分解，產生纖維二糖，然后，部分降解的纖維素由內切酶和外切酶協(xié)同作用，分解生成纖維二糖，三糖等低聚糖，最后由β-葡萄糖苷酶分解為葡萄糖3。3纖維素酶的性質43.1纖維素酶的最適pH纖維素酶系中，不同的pH條件下，纖維素水解效率明顯不同。大多數酶作用于底物的最適pH為4.0一6.0;pH穩(wěn)定范圍大多在4.0-9.0。另外，最適PH與反應溫度有關，如擬康氏木霉姚一78的纖維素酶CMC糖化
5、力，30℃時最適pH為5.0,40℃時為4.8,50℃時為4.4,60一75℃時為4.0一4.40。3.2纖維素酶的最適溫度大多數纖維素酶都具有較高的穩(wěn)定性，一般最適溫度為40一650C,溫度穩(wěn)定范圍為50-700C。但各組分酶的熱穩(wěn)定性也有差異，并受到pH的影響。擬康氏木霉姚一78纖維素酶的CMC糖化力在pH2.0或pH7.0時，若溫度在40℃以上，便開始降低;在pH3.0或pH6.0時，溫度在50℃以上，活力開始降低;而在較適宜的pH4.0.一5.0時，溫度60℃以上，酶活力才開始降低。3.3纖維素酶的最佳水解時間5要注意的是纖維素
6、酶水解得得最佳時間一般為48小時，其中開始的6小時水解效率較高，48小時后，效率基本不再提高反而有降低的趨勢，誰接的時間與效率關系與結構的變化有一定的關系。3.4纖維素酶的抑制劑與激活劑纖維素酶可由酶促反應的產物和類似底物的某些物質引起競爭性抑制劑，常見的競爭性抑制劑有纖維二糖、葡萄糖和甲基纖維素;植物體內的某些酚、單寧和花色素是天然的抑制劑;鹵素化合物、重金屬、去垢劑和染料等也能使其失活。但是,在酶作用條件改變后，一些物質可在抑制劑和活化劑之間轉換。如纖維二糖在大多數情況下是抑制劑，但在作用于CMC時，有7種纖維素酶被纖維二糖活化。但
7、是，由不同的生產菌種所產的纖維素酶在分子量、最適溫度、最適pH等各方面都有所不同，甚至相差很大，而且纖維素酶各組分大多數是糖蛋白，含糖比例很不相同,糖與蛋白的結合方式也不同。4纖維素酶在食品工業(yè)中應用8-204.1水果蔬菜加工在果蔬加工中，為了使組織軟化膨潤，一般采用蒸煮，酸堿處理等，但這通常會使植物中維生素和香味消失。利用纖維素酶處理可以避免上述缺點，而且能使植物組織軟化蓬松，更能改善產品的適口性，提高消化率。在壓榨果汁時出汁率會提高5%左右，而且壓榨時間大大縮短，這對于節(jié)約生產成本，提高生產效率有著很大的意義。4.2油料作物加工纖維
8、素酶在油料加工中其非常重要的作用，傳統(tǒng)的油料加工采用壓榨，浸提等方法，產品質量低，生產成本高，同時不可避免有機溶劑的殘留。用纖維素酶法代替有機溶劑浸提法，不僅提高了油品的產量和質量，而且通過酶法控制加工過程
