木聚糖酶及其應(yīng)用.doc

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1、木聚糖酶及其應(yīng)用姓名：程婷婷學(xué)號：班級：食品科學(xué)與工程專業(yè)08級本科2班摘要：木聚糖是一種多聚五碳糖，是植物半纖維素的主要成分，是僅次于纖維素的第二豐富的可再生資源。木聚糖木聚糖結(jié)構(gòu)復(fù)雜，完全降解需要多種酶的參與，其中β-1，4-內(nèi)切木聚糖酶能夠以內(nèi)切方式作用于木聚糖主鏈產(chǎn)生不同長度的木寡糖和少量的木糖，是木聚糖降解酶系中最關(guān)鍵的酶。木聚糖酶是可將木聚糖降解成低聚木糖和木糖的水解酶,在食品、制漿造紙、飼料等行業(yè)上有著廣闊的應(yīng)用前景.本文主要從木聚糖酶的分類、特性及其應(yīng)用等方面進(jìn)行闡述。關(guān)鍵詞：木聚糖酶；分類；特性；應(yīng)用木聚糖是以木吡喃糖為單位的由β-1，4鍵連接的半纖維素

2、，富含于闊葉樹和大多數(shù)一年生植物體內(nèi)，是一種重要的可再生資源，僅次于纖維素。它多為異聚多糖，結(jié)構(gòu)變化范圍很大，從β-1，4糖苷鍵相連接的多聚木糖線性分子到高度分枝的異質(zhì)多糖。目前，木聚糖酶主要由微生物生產(chǎn)，已報道能生產(chǎn)木聚糖酶的微生物有絲狀真菌、細(xì)菌和鏈霉菌等。微生物產(chǎn)生的木聚糖酶具有多樣性，即常常產(chǎn)生不止一種類型的木聚糖酶，而且這些木聚糖酶的特性也存在差異。木聚糖酶可廣泛應(yīng)用于食品、制漿造紙、飼料等行業(yè)。1木聚糖酶的分類1.1木聚糖酶木聚糖酶是指能夠降解半纖維素木聚糖的一組酶的總稱，主要包括三類:內(nèi)切-β-1,4一木聚糖酶，作用于木聚糖和長鏈木寡糖，從β-1,4一木聚糖

3、主鏈的內(nèi)部切割木糖苷鏈，從而使木聚糖降解為木寡糖，其水解產(chǎn)物主要為木二糖與木二糖以上的寡聚木糖，也有少量的木糖和阿拉伯糖;外切-β-1,4一木聚糖酶，作用于木聚糖和木寡糖的非還原端，產(chǎn)物為木糖;β-木糖苷酶,該酶通過切割木寡糖末端而釋放木糖殘基[1]。1.2根據(jù)所水解的木聚糖苷鍵類型木聚糖酶可分為β-1,4糖苷鍵木聚糖酶和β-1,3糖苷鍵木聚糖酶兩類。陸上植物的木聚糖酶均屬β-1,4糖苷鍵木聚糖酶，而β-1,3糖苷鍵木聚糖酶大都存在于海藻及海洋生物中。按木聚糖酶的序列同源性和疏水族，木聚糖酶分別屬于糖苷水解酶的兩個家族，即F家族(10家族)和G家族(11家族),屬于同一家

4、族的木聚糖酶催化區(qū)域具有同源性，可以根據(jù)已知家族的酶來推測未知酶的催化特性[2]。F家族的木聚糖酶分子量高，結(jié)構(gòu)復(fù)雜，通常生成較小的低聚糖，該家族的木聚糖酶可以作用于對硝基苯和對硝基苯纖維二糖，與底物結(jié)合需要較少數(shù)量的點;G家族的木聚糖酶則對木聚糖有很高的特異性。1.3依據(jù)木聚糖酶對底物的特異性木聚糖酶可分為特異性木聚糖酶和非特異性木聚糖酶。特異性木聚糖酶特異作用于木聚糖底物，非特異性酶除作用于木聚糖外，還能作用于纖維素及人工底物，稱雙功能酶。另外，根據(jù)木聚糖酶的來源不同木聚糖酶可分為細(xì)菌木聚糖酶、曲霉木聚糖酶和木霉木聚糖酶。從酶的分子量上劃分，可分低分子量木聚糖酶和高分

5、子量木聚糖酶。2木聚糖酶的特性2.1理化性質(zhì)不同來源的木聚糖酶其組成和催化性質(zhì)各不相同，但它們的理化性質(zhì)有相似之處。大多數(shù)微生物木聚糖酶為單亞基蛋白，分子質(zhì)量8～145ku，等電點pI值3～10，最適作用溫度為40～75℃。細(xì)菌、真菌產(chǎn)木聚糖酶的最適溫度范圍是40～60℃，真菌木聚糖酶的耐熱性通常比細(xì)菌木聚糖酶的差一些。嗜溫性細(xì)菌產(chǎn)的木聚糖酶能在105～110℃，pH值5.3下具有最佳活力。根據(jù)酶的理化特性，可分為兩大類，即分子量小于30ku的酶和分子量大于30ku的酶，前者通常為堿性蛋白，后者通常為酸性蛋白[3]。一般情況下，細(xì)菌可產(chǎn)生兩種木聚糖酶，即低分子量的堿性木聚

6、糖酶和高分子量的酸性木聚糖酶，而真菌中沒有這種現(xiàn)象，產(chǎn)生低分子量的堿性木聚糖酶。2.2誘導(dǎo)特性微生物木聚糖酶通常是誘導(dǎo)型的，但也有很少數(shù)是組成型的。通常，木聚糖酶的誘導(dǎo)是相當(dāng)復(fù)雜的，其誘導(dǎo)水平也因微生物的差異而差別較大：某種微生物的誘導(dǎo)物可能是另一種微生物的抑制劑。另外，底物衍生物和酶反應(yīng)的終產(chǎn)物在木聚糖酶的誘導(dǎo)中也起到正向作用，在濃度較高時，可能成為微生物產(chǎn)酶的抑制劑。木聚糖酶是微生物常見的誘導(dǎo)物，它是一種大分子聚合物，不能穿過細(xì)胞壁，直接進(jìn)入微生物細(xì)胞內(nèi)。隨著微生物細(xì)胞的生長，首先分泌除少量的組成型木聚糖酶，把木聚糖酶降解成低聚木糖、木二糖和木糖。少量的降解產(chǎn)物先結(jié)合

7、到細(xì)胞表面上，再進(jìn)入細(xì)胞內(nèi)，啟動轉(zhuǎn)錄加強(qiáng)酶的合成[4]。3木聚糖酶在食品、制漿造紙和飼料行業(yè)中的應(yīng)用3.1木聚糖酶在食品行業(yè)中的應(yīng)用3.1.1在焙烤食品中的應(yīng)用???面粉中的非淀粉多糖主要是戊聚糖，化學(xué)結(jié)構(gòu)上屬于阿拉伯木聚糖，占小麥粉干基的1.5%～3%，對面團(tuán)的流變學(xué)特性及制品的品質(zhì)等有顯著的影響。木聚糖酶改良面包的作用機(jī)理仍不清楚，大多數(shù)研究認(rèn)為是由于木聚糖酶降解阿拉伯木聚糖，尤其是其中的水不溶性木聚糖，不僅能提高面團(tuán)的機(jī)械加工性能，而且可以增加面包體積，改善面包心質(zhì)地以及延緩老化等，提高了面團(tuán)的機(jī)械加工性能，改善了面制品