纤维素酶的作用机理及应用-纤维素酶的发酵

1.来源

纤维素酶来源非常广泛，如民虫、软体动物、原生动物、细菌、放线菌、真菌等都能产生纤维素酶。目前用于生产纤维素酶的微生物大多属于真菌，研究较多的有木霉属、曲霉属、根霉属和漆斑霉属，其中丝状真菌木需属被是产纤维素醇高的菌种中的员。有许多种木霉不但分泌的纤维素酶产高，而且纤维素酶系的三种组分（葡聚糖内切酶、葡察糖外切酶、葡萄糖苷酶）比例较协调，因此纤维素酶酶活力较高，更为有利的是木霉分泌的纤维素酶是胞外酶，所以分离纯化比较容易，而且木霉具有培养粗放、适应性强的特点，适于固态培养和液态深层发酵，因此可以大规模应用于生产，是目前内外研究广泛的纤维素酶产生菌。其中里氏木霉因其纤维素酶产量较高，易于培养和控制、产纤维素酶稳定性好、培养及代谢产物安全无毒等优良特点，成为生产纤维素酶的典型菌种。

2.作用机理

目前普遮认为纤维素的酶解是纤维素酵各组分协同作用的结果。但对于各个组分是如何作用的，许多学者提出了不同的看法。主要包括以下几种观点。

（1）CG-C假说

由Reese等人提出，其观点如图6-1所示。结品区—纤注素C|无然形新地系外切葡聚相时活性纤维素丙初高聚隔磷新维二非葡狗磨苷部简萄料图6-1GG假说

（2）顺序作用假说

以Enari等人为代表，观点如图6-2所示。

纤难素CDll.CBHICBll，CBII纤潍糊精纤海二糖EG1、EGT/BG葡萄糖

图6-2额序作用假说

（3）协同作用模型

目前，普遍接受的纤维素酶的降解机制是协同作用模型，如图6-3所示。

站州纤维素尤定形纤绿来或可溶生纤的慕糖-|c纤雏二箱—|BG|（试排）而委树

图6-3协同作用模型

三、纤维素酶的应用

纤维素酶可以广泛地用于食品工业、洗涤、造纸、纺织、饲料、医药和能源工业。

1.食品发酵工业

用纤维素酶处理大豆，可促使脱皮，增加从大豆提取蛋白质的得率，也可回收豆液中的蛋白质和油脂；用于淀粉制造，可缩短时间，增加得率；用于柑橘果汁加工，可促进汁液的提取和澄清；用于酱油酿造，可政善酱油质量，缩短生产周期，提高原料蛋白的利用率及产量；用于造酒工业，可提高出酒率。

2.饲料工业

纤维素酶和纤维素酶产生菌能转化祖饲料如麦糠、稻草、玉米芯等，把其中部分纤维素转化为糖、菌体蛋白、脂防等，降低饲料中粗纤维的含量，提高粗饲料营养价值，扩大饲料米源。

3.废弃纤维素生产糖液与单细胞蛋白

通过纤维素酶将农副产品和城市废料中的纤维素转化为葡萄糖和单细胞蛋白，可作为发酵工业的原料来生产酒精、SCP等发酵产品，对人类生产有着十分重要的意义。

1.纺织

纤维素酶在染整上广泛应用，特别在棉织物整理上，经过纤维素酶整理后棉织物的手感和外观获得很大的改善。由于织物表面的绒毛被除去，处理后织物更光洁，颜色更鲜艳，根据处理的目的不同，可进行生化抛光、柔软滑爽、改善光泽以及右磨水洗等加工。

2.造纸业

纤维素酵在造纸上的应用主要体现在旧纸脱墨过程中。该过程使用纤维素酶和半纤维素酶结合处理，可使采用传统的化学方法不易脱去的干性油和干性树脂脱去，促进脱墨过程，并且能在低pH的纸浆中进行脱墨，使纸纤维的洁白度、自由度和强度均有所提高，同时也节约了在传统方法中使用的化学原料。但在用纤维素酶脱墨时要严格控制酶剂量和作用时间。

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