综合讲解纤维素酶课件

1、综合讲解纤维素酶1 地球每年陆生植物可产纤维素约地球每年陆生植物可产纤维素约51011吨 (5000 亿吨), 我国每年秸秆6-7亿吨 合成速率合成速率相当于全人类每人每天70千克 是地球上最丰富的再生资源再生资源,约占地球的60% 。 80纤维素未被开发利用未被开发利用 纤维素的利用前景诱人，但难度不小。纤维素的利用前景诱人，但难度不小。 综合讲解纤维素酶2 纤维素生物质 综合讲解纤维素酶3 纤维素分子 是由许多吡喃型 D-葡萄糖残基通 过-1,4-糖苷键 连接起来的线形 高分子聚合物， 分子量约 60000015000 00，聚合度从几 百至1500左右。 其链呈带状，链 内与链间都有氢

2、键。其中，链内 氢键通过葡萄糖 上6位的OH和相邻 综合讲解纤维素酶4 植物纤 维素的高聚 合度、毛细 管结构、本 质素和半纤 维素所形成 的保护层及 其超分子结 构中具有高 结晶度 (crystallin ity index) 的结晶区存 综合讲解纤维素酶5 纤维素的显微结构纤维素的显微结构 综合讲解纤维素酶6 纤维素酶纤维素酶 组成成份及其特征组成成份及其特征 纤维素酶是生物炼制中的一种重要关键酶。 是水解纤维素-1，4-葡萄糖苷键，使纤维素变成纤维二糖 和葡萄糖的一组酶的总称，它不是单一酶，而是起协同作 用的多组分酶系多组分酶系。 酸性纤维素酶是一种具有310个或更多个组分构成的多 组分

3、酶。依其作用可分为: -1，4-内切葡聚糖酶（Endo-Glucanase ，简称 EG,Cx）,主要作用于无定形纤维素,水解产生纤维糊精,纤 维寡糖. -1,4-外切葡聚糖（纤维二糖水解）酶（Cellobiohydrolase， CBH,C1 ）,主要作用于结晶纤维素,产生纤维二糖. -葡萄糖苷酶（-Glucosidase，G）,水解纤维二糖为葡 萄糖。 综合讲解纤维素酶7 纤维素酶分子是由球状的催化结构域催化结构域 （Catalytic domains,CD）通过一个富含 脯氨酸或羟基氨基酸的连接桥连接桥（Linker） 和纤维素结合结构域结合结构域（Cellulose binding d

4、omains,CBD）三部分组成。连接桥的 作用可能是保持CD和CBD之间的距离。 综合讲解纤维素酶8 纤维素酶对纤维素的作用机理纤维素酶对纤维素的作用机理 天然纤维素酶解过程可分三个阶段： 首先是纤维素对纤维素酶的可及性可及性 其次是纤维素酶的被吸附与扩散吸附与扩散过程 最后是由EG、CBH和G自组织复合 体协同作用协同作用降解纤维素的结晶区，同时 由EG、CBH和G随机作用纤维素的无 定形区。 综合讲解纤维素酶9 综合讲解纤维素酶10 外切酶外切酶C1酶作用于不溶性的固体表面,疏松纤维 素结晶结构并起水化作用，使形成结晶结构的纤 维素链开裂，长链分子的末端部分游离，从而使 纤维素链易于水化

5、。内切酶内切酶Cx酶随机水解非结 晶纤维素、可溶性纤维素衍生物和纤维寡糖、纤 维糊精， -葡萄糖苷酶将纤维二糖和纤维三糖水 解成葡萄糖。 结晶纤维素结晶纤维素 C1 无定形无定形 纤维素纤维素 纤维纤维 二糖二糖 G 葡萄糖葡萄糖 Cx 综合讲解纤维素酶11 应用应用 纺织纺织 棉布后整理、生物抛光棉布后整理、生物抛光 饲料工业饲料工业 饲料酶、秸秆青贮饲料酶、秸秆青贮 啤啤 酒酒 工工 业业 食品及食品及 发酵工业发酵工业 果汁加工、功能性成分提取果汁加工、功能性成分提取 中草药成分提取中草药成分提取 酒酒 精精 发发 酵酵 玉米酒精玉米酒精 红薯酒精红薯酒精 秸秆酒精秸秆酒精 综合讲解纤维

6、素酶12 纤维素酶水洗牛仔裤 综合讲解纤维素酶13 秸秆酒精流程 综合讲解纤维素酶14 影响纤维乙醇产业化的主要因素 （1）木质纤维素预处理技术木质纤维素预处理技术有待进一步优化和提高。由于天然 纤维素原料的结构复杂的特性，使得其纤维素、半纤维素和 木质素三者不能有效分离；另外伴随产生一些中间副产物， 实验表明，这些物质抑制酵母的生长和代谢，最终影响乙醇 产率。 （2）缺乏高效的纤维酶高效的纤维酶菌株，现有的纤维素酶制剂水解效果较 低，使得酶解糖化经济成本较高，当前生产一吨纤维乙醇需 要酶制剂成本在22002600元。 （3）缺乏能够同时高效利用戊糖和己糖的发酵菌株缺乏能够同时高效利用戊糖和己

7、糖的发酵菌株。在木质纤 维水解中，其中有相当比重的木糖（葡萄糖/木糖约为2：1）。 因此，戊糖的利用是影响纤维乙醇综合成本的关键一项。 综合讲解纤维素酶15 产纤维素酶的主要微生物产纤维素酶的主要微生物 纤维素酶的来源非常广泛，昆虫、软体 动物、原生动物、细菌、放线菌和真菌等都能产 生纤维素酶。其中微生物主要的有： 霉菌类： 康氏木霉(Trichoderma koningii) 绿色木霉（ Trichoderma viride) 里氏木霉（ Trichoderma reesei ） 腐殖菌（Humicola insolens） 黑曲霉(Aspergillus niger) 斜卧青霉(Penic

8、illium decumbens)、 解纤维顶孢霉(Acremonium cellulolyticus)等。 综合讲解纤维素酶16 产纤维素酶细菌 有粪肥纤维单胞菌(Cellulomonas fimi)， 高温单胞菌属,高温单胞菌(Thermomonospora. fusca) 梭菌属,如丁酸梭菌(Clostridium butyricum) 芽孢杆菌(Bacillus sp.)等。 尤其是一些厌氧菌，如梭状芽孢杆菌(C. thermocellum)和 拟杆菌(B.cellulosolvens)，分泌的纤维素酶具有很高的 比活力，但是它们不能产生高酶效价。 此外栖息于草食动物的消化道、特别是反

9、刍动物的瘤胃中 的厌氧性细菌,可产生纤维素酶,对纤维素进行分解，如产 琥珀酸拟杆菌、牛黄瘤胃球菌、白色瘤胃球菌、溶纤维丁 酸弧菌等。 综合讲解纤维素酶17 不同来源微生物纤维素酶的性质比较 酶源最适pH最适温度酶组分 绿 色 木 霉 里 氏 木 霉 康氏木霉 4.5-5.0 (4.8) 50-60 EG,CBH, G 黑曲霉4.850 EG,G 少量少量CBH 腐殖菌7.0（耐碱 性） 50-55EG,G 少量少量CBH 嗜碱芽孢 杆菌 9.540-45EG 综合讲解纤维素酶18 纤维素分解菌的筛选方法纤维素分解菌的筛选方法 纤维素刚果红培养基法：纤维素刚果红培养基法： 纤维素能同刚果红染料形

10、成红色，而纤维素酶的 水解产物纤维糊精、纤维二糖和葡萄糖不能同刚 果红染料形成红色沉淀，为浅黄色，所以在纤维 素刚果红培养基上，凡能形成浅黄色水解圈的菌 落即是能产纤维素酶的菌株，还可以根据水解圈 的大小（产酶能力强水解圈大），估计菌株产酶 的情况，筛选高产菌株。 综合讲解纤维素酶19 磷酸膨化纤维素平板筛选法：磷酸膨化纤维素平板筛选法： 纤维素用85%磷酸膨化后，破坏了纤维素的结晶 结构，使纤维素结构蓬松，易于被纤维素酶水解。在 磷酸膨胀纤维素(Walseth)培养基上，用稀释法或划线 法分离出能使磷酸膨胀纤维素降解形成水解透明圈的 菌落，挑选形成透明圈大的菌落，筛选产纤维素酶的 优良菌株。

11、 此外，还有滤纸片、球磨纤维素底物培养基筛选 鉴别方法。 综合讲解纤维素酶20 绿色木霉生长在膨化纤维素平板上形成产酶透明圈绿色木霉生长在膨化纤维素平板上形成产酶透明圈 综合讲解纤维素酶21 纤维素酶酶活表示方法纤维素酶酶活表示方法 1、滤纸酶活（FPA，FPase） 以滤纸为酶反应底物，该酶活反映综合酶活力，更主要 反映外切酶活 2、羧甲基纤维素钠酶（CMCase) 以以CMCCMC为酶反应底物，主要测定内切酶活性为酶反应底物，主要测定内切酶活性 3、 Avicelase 酶活 以微晶纤维素Avicel为酶反应底物，主要测定外切酶活 性 4、-葡萄糖苷酶 以水扬素为底物测定；以PNPG（对-

12、硝基苯-D-葡糖 苷）为底物测定。 纤维素被纤维素酶水解所产生的还原糖一般用DNS试剂 检测。 综合讲解纤维素酶22 纤维素酶活力的定义 在pH4.8，50 条件下测定,酶活单位定义 为水解底物每分钟产生1mol葡萄糖（或产 物）为1个活力单位。 综合讲解纤维素酶23 Avicelase 酶活的测定 （以Avicel为酶反应底物，主要测定外切酶活性） Avicel为微晶纤维素，由于Avicel本身有少量还原 糖干扰测定，所以需用去离子水洗涤Avicel 2-3次， 去除还原糖，洗涤烘干后的Avicel作为酶活测定的 底物。 称取50mg Avicel，放入20毫升试管底部，加入2ml pH4.

13、8 0.1M Hac-NaAc 缓冲液，放入50水浴中预 热2-3min，加入适当稀释酶液0.5ml，立即计时， 50振荡反应1h，加入3ml DNS溶液终止反应，沸 水浴煮5min，冷却至室温后，加入10ml去离子水， 摇匀后，4000-5000rpm离心5min,上清夜用721分光 光度计于535nm波长下，测定吸光度。以去离子水 代替酶液，同上操作，为参比（OD=0）。 综合讲解纤维素酶24 羧甲基纤维素钠酶活（CMCase）的测 定 （以（以CMC为酶反应底物，主要测定内切酶活性）为酶反应底物，主要测定内切酶活性） 取适当稀释的酶液0.5ml于20ml试管中，放入 50水浴中预热2-3

14、，加入2 ml 1%CMC溶液（用 pH4.8 0.1M Hac-NaAc缓冲液配制），立即计时， 50反应30min后，加入3ml DNS溶液终止反应， 沸水浴煮5min，冷却至室温后，加入10ml去离子 水，摇匀后，用721分光光度计于535nm波长下， 测定吸光度。以去离子水代替酶液，同上操作， 为参比（OD=0） 综合讲解纤维素酶25 -葡萄糖苷酶（也称纤维二糖水解酶）葡萄糖苷酶（也称纤维二糖水解酶） （1）以水扬素为底物测定 取适当稀释的酶液0.5ml于20ml试管中，放 入50水浴中预热2-3min，加入2 ml 1% 水杨素溶液（用pH4.8 0.1M Hac-NaAc缓 冲液配

15、制），立即计时，50反应30min 后，加入3ml DNS溶液终止反应，沸水浴 煮5min，冷却至室温后，加入10ml去离子 水，摇匀后，用721分光光度计于535nm波 长下，测定吸光度。以去离子水代替酶液， 同上操作，为参比（OD=0） 综合讲解纤维素酶26 -葡萄糖苷酶（也称纤维二糖水解酶）葡萄糖苷酶（也称纤维二糖水解酶） （2）以PNPG（对-硝基苯-D-葡糖苷）为底物测定 取适当稀释的酶液0.1ml于10ml试管中，放入50 水浴中预热2-3min，加入0.9 ml 0.1%PNPG溶液 （用pH4.8 0.1M Hac-NaAc缓冲液配制），立即计 时，50反应30min后，加入1

16、ml 2%Na2CO3溶液终 止反应，摇匀后，用721分光光度计测定对-硝基苯 在410nm波长下的吸光度。以去离子水代替酶液， 同上操作，为参比（OD=0） 综合讲解纤维素酶27 纤维素酶高产菌株纤维素酶高产菌株 70-80年代国外主要采用诱变育种方法获得筛 选高产菌，包括随机诱变和有目标诱变，其主要 策略是： 1、解除分解代谢阻遏，解除葡萄糖、甘油等易分解 代谢碳源对产酶阻遏，或筛选2-deoxyglucose抗 性。 2、提高酶的胞外分泌性，如筛选对细胞壁合成抑制 作用的化学物质抗性菌株 3、筛选-葡萄糖苷酶高产菌株，设计- glucosidase作用的有色底物，获得解除分解代谢 阻遏高

17、产突变株。 综合讲解纤维素酶28 代表性菌株高产菌株 国外代表性菌株有 Trichoderma reesei QM9414, Rut C-30, MCG-77, MCG-80, CL-287, 41G KDR-11,KDG-12,KDD-10等。 综合讲解纤维素酶29 国内菌种诱变选育情况 王家林等对康氏木霉NT-15进行紫外线、电 磁波辐射、线性加速器，亚硝基胍等物理、 化学的诱变方法，获得了高产菌株NT15-H, 固体培养滤纸活力为3670u/g, Cx酶活力 1800U/g，此菌种在工厂化生产中性能稳定。 综合讲解纤维素酶30 张苓花等采用康氏木霉W-925经过硫酸二乙酯和紫外线复 合诱

18、变，筛选得到产酶活性高的菌种Wu-932 ，该菌种CMC 糖化力达到2975 u/g，滤纸糖酶活性为531U/g，比出发菌 W-925分别提高了100%和81%。 化工部饲料添加剂技术服务中心采用里氏木霉A3进行紫外 线和亚硝基胍复合诱变后，将处理过的孢子接种于纤维双 层平板上，30培养5-8天，15放置7-10天，挑选透明 圈直径和菌落直径比较大的单菌落进行三角瓶固态发酵再 筛选，得到了产纤维素酶活力很高的里氏木霉91-3菌株。 综合讲解纤维素酶31 中科院微生物研究所董志扬等用康宁木霉通过射 线照射和亚硝基胍交替处理，诱变出一株纤维素 酶高产菌株T801，其产酶能力提高1.77倍。 青岛海

19、洋大学管斌等对里氏木霉进行低剂量、反 复多次紫外线、亚硝基胍复合诱变处理方法，用 “以2-脱氧葡萄糖作为降解产物阻遏物”高效筛 选方法，选育得到一株抗分解代谢阻遏的突变株， 纤维素酶活力提高三倍。 综合讲解纤维素酶32 纤维素酶基因工程菌构建 20世纪80年代以后一直至今，以纤维素酶过 量生产为主要目的，构建高产纤维素酶基因工 程菌的研究十分活跃。 目前里氏木霉(T reesei)纤维素酶中的 内切酶：EGI、EGIII和EGV基因 外切酶：CBH I , CBH II， -葡萄糖苷酶：GI，GII 等纤维素酶中各组分蛋白分子量，氨基酸残基 组成，基因长度与序列均已被调查清楚。 综合讲解纤维素

20、酶33 纤维素酶基因工程菌构建策略 由于纤维素酶是一个多酶体系，要得到一个有实 际应用价值的纤维素酶，大多采用产纤维素酶菌 种Trichoderma reesei为外源基因的表达宿主，采 用基因工程手段改造里氏木霉，提高产酶活力。 1、通过扩增内切酶或外切酶蛋白基因的拷贝数， 2、外源-葡萄糖苷基因转入到里氏木霉 3、引入高比活的外源内切酶或外切酶基因，强化内 切酶或外切酶的活性，可获得改变纤维素酶系组 成和高活性的纤维素酶工程菌。 综合讲解纤维素酶34 如 1、国内某公司利用采用厌氧真菌Orpinomyces的 高比活（220U/mg）内切纤维素酶基因CelB，转 入到里氏木霉中，筛选高产菌

21、株，发酵CMCase 酶活达到400-1200 IU/ml。 2、诺维信公司把米曲霉的-葡萄糖苷基因转入到 里氏木霉 Rut C-30，得到高-葡萄糖苷酶活性表 达量的里氏木霉SMA135-04，该纤维素酶有利于 对纤维素的水解。 综合讲解纤维素酶35 浙江大学化工与生物工程系，采用里氏木霉 Trichoderma reesei ZU-02，提取木糖后的玉米 芯残渣为碳源，最适底物浓度为研究了40 g/l ， 最适C/N 比为8.0，500 ml三角瓶摇瓶发酵 7天， 纤维素酶活力为5.25 IU/ml (213.4 IU/g cellulose)，放大到30吨搅拌发酵罐，4天发酵， 酶活达到

22、5.48 IU/ml (222.8 IU/g cellulase) 。 10%(w/v)玉米芯残渣，用20 IU/g 底物加酶量,， 水解率达到90.4% 综合讲解纤维素酶36 江南大学利用里氏木霉Trichoderma reesei 高产 突变株WX12，以纤维素粉、麸皮和豆粕为原料， 30发酵，CMCase 达到600IU/ml，滤纸酶活 FPase达到17 IU/ml 。 河南天冠企业集团采用里氏木霉R3 液体深层发 酵，发酵过程采取分段控制pH 值、温度和溶氧的 工艺,发酵120 h 酶活力最高, FPA 和CMC 酶活力 分别达到48.9IU/ ml 和321.68IU/ ml。 综

23、合讲解纤维素酶37 美国能源部、国家再生能源实验室（NREL）总投资超过 3000万元美元，与和杰能科GENENCOR、诺维信NOVOZYMES 公司合作研发的生物基乙醇燃料项目中降低纤维素酶成本, 提高酶活已取得了可喜的成果， 采用生物信息、直接进化等生物技术，将生产1加仑燃料 级酒精所需纤维素酶的成本从最初超过5美元的水平降至 仅需要耗费约10-18美分（实验室条件下），降低了约30 倍的成本。 欧洲和美国最大酒精制造商之一Abengoa Bioenergy公司 已于2006年在位于美国内布拉斯加州的生物废料分馏处理 中试基地对诺维信酶制剂工艺进行测试。一旦实现该项目 的商业化操作，将有助

24、于减少对不可再生、基于石油的能 源和原材料资源的依赖。 综合讲解纤维素酶38 1、液体发酵：、液体发酵： 机械搅拌罐发酵（分批发酵，流加发酵） 气升式罐发酵 优点：优点：液体发酵原料利用率高、生产条件易控制、产量高、工 人劳动强度小、产品质量稳定、品质高，容易大规模生产。 缺点：缺点：设备投资大、要求高；发酵动力消耗大。 2、固体发酵：、固体发酵： 固体发酵反应器有转鼓式、圆盘式、浅盘式等。一般来说固体 发酵产酶活力是液体发酵酶活力的几十到几百倍。如采用周 期脉冲技术，可改善传质、传热，提高产酶活力。 优点：优点：设备投资相对较小、发酵动力消耗小，酶活高，产量高。 缺点：缺点：不容易大规模生产

25、，产品品质不高，劳动强度较高； 纤维素酶的发酵生产方法纤维素酶的发酵生产方法 综合讲解纤维素酶39 气升式液体发酵 转鼓式固体发酵 综合讲解纤维素酶40 纤维素酶的研究发展趋向纤维素酶的研究发展趋向 构建纤维素酶高产基因工程菌，或现有生构建纤维素酶高产基因工程菌，或现有生 产菌种通过基因工程技术改造。产菌种通过基因工程技术改造。 纤维素酶的蛋白质工程，纤维素酶的人工纤维素酶的蛋白质工程，纤维素酶的人工 进化，创造比活性更高、酶水解温度高，进化，创造比活性更高、酶水解温度高， 水解效率更强的纤维素酶。水解效率更强的纤维素酶。 综合讲解纤维素酶41 表1、国产、国外液体纤维素酶产品 活力比较 来源

26、CMCase(IU/ml)FPase(IU/ml) 国内某公司1 3475.2 40.3 国内某公司21320.622.5 国外 产品 Cellusoft 25000L3887.572.5 BLUE-J BPE Conc. 1247.825.5 HDL 1607214.879.5 System XC7805.994.7 Quantuml1461.532.5 MBl-65E6939.7101.3 HD L-1604132.1110.2 IndiAge 2XL2257.244.9 综合讲解纤维素酶42 不同纤维素水解制糖过程其参数比不同纤维素水解制糖过程其参数比 较较 稀酸、浓酸、酶解、氢氟酸稀酸

27、、浓酸、酶解、氢氟酸 ExperimentalPilot plantPilot plantCommercial in the former USSR Technology status HighHighLow-averageLowReactivity of hydrolytic lignin LowNALow, w/recoveryAverageAcid consumption 90-955085-9050Yield of d-glucose, % Hydrofluoric Acid Enzymatic Procedures Concentrated Acid Dilute AcidParam

28、eter Hydrolytic Procedure 综合讲解纤维素酶43 浓酸水解纤维素浓酸水解纤维素/半纤维素为混合糖过程技术半纤维素为混合糖过程技术 蒸汽 蒸汽 木质素 过滤过滤 过滤过滤 1级水解级水解 2级水解级水解 浓硫酸 酸再浓缩酸再浓缩 酸/糖 溶液 生物质 纯化的糖溶液 石灰 离离 心心 混合罐混合罐 石膏肥料 混合糖到发酵或 直接转化 -加氢 - 热转化 色谱分离色谱分离 酸回收 固体 水 回收冷凝物 蒸汽 强硫酸 固体 固体 泵 液体 如需要 到硅石过程 A 10-Step Overview 10 6 7 5 4 3 2 1 8 9 综合讲解纤维素酶44 纤维素乙醇前景 随

29、着对纤维素酶研究的不断深入，以及生物化学、 分子生物学、生物信息学、结构生物学以及基因 工程等多种交叉学科的快速发展，获得适合工业 生产的高比活力、低成本的纤维素酶将不再是可 望而不可及。 此外采用浓酸化学法水解植物纤维素也取得了很 大进展和突破。 纤维素水解制糖技术在不远的将来会成为现实， 纤维素乙醇将变得有竞争力，其前景乐观。 综合讲解纤维素酶45 木聚糖酶木聚糖酶(Xylanse) 综合讲解纤维素酶46 木聚糖木聚糖 木聚糖木聚糖(-l(-l，4-xylan)4-xylan)是植物半纤维素的主是植物半纤维素的主 要成分。它是自然界中含量仅次于纤维素的多要成分。它是自然界中含量仅次于纤维素

30、的多 糖，分别占被子植物和裸子植物干质量的糖，分别占被子植物和裸子植物干质量的 15153030和和7 71212。木聚糖是吡喃木糖木聚糖是吡喃木糖 以以-l-l，4-4-糖苷键连成主链的不均一多糖糖苷键连成主链的不均一多糖，侧，侧 链通常有链通常有O-O-乙酰基，乙酰基，-L-L-呋喃阿拉伯糖基，呋喃阿拉伯糖基， 葡糖醛酸基。葡糖醛酸基。 综合讲解纤维素酶47 O O H OOH OH O O H O O OH OOH O O O H OH O O H OOH O O O O H OOH O O O H O H O O O H O O O H H O H (1,4)-链 D-木糖吡喃糖苷链

31、H O O O O H a-1,3 L-O3 （单替）和 O2 与O3 （双替）位 上连接着阿拉伯呋喃糖残基 O CH3O OH O5位上连接着阿魏酸 结构结构 综合讲解纤维素酶48 木聚糖酶木聚糖酶 木聚糖酶是一类木聚糖降解酶系，主要 是由11，4D4D木聚糖内切酶木聚糖内切酶和 1,4D1,4D木糖苷酶木糖苷酶( (外切酶）外切酶）组成，此外 还有一些脱支链酶脱支链酶，如L呋喃型阿 拉伯糖苷酶、葡萄糖醛酸苷酶，乙 酰木聚糖酯酶及能降解木聚糖上阿拉伯 糖侧链残基与酚酸形成的酯键酚酸酯酶 等。 综合讲解纤维素酶49 综合讲解纤维素酶50 阿魏糖酰酯酶 -苷 阿拉伯阿拉伯 阿魏酸 -阿拉伯呋喃糖

32、糖苷酶 阿拉伯 小分子多糖 -1,4-内切内切 综合讲解纤维素酶51 木聚糖酶活的测定 以燕麦或桦木木聚糖为酶作用的底物， 采用DNS测酶水解所释放的还原糖（木 糖），酶活单位定义为在一定pH值、一 定温度下，每分钟水解木聚糖释放1微摩 尔木糖的酶量为1个活力单位(U)。 综合讲解纤维素酶52 木聚糖酶的生产 可由不同菌属的微生物产生可由不同菌属的微生物产生 1、芽孢杆菌属（Bacillus）木聚糖酶 2、曲霉属（Aspergillus）木聚糖酶 3、木霉属（Trichoderma）木聚糖酶 4、链霉菌属（Streptomyces）木聚糖酶 5、不同嗜热菌的木聚糖酶 综合讲解纤维素酶53 1、

33、芽孢杆菌属（Bacillus）木聚糖酶 综合讲解纤维素酶54 2、曲霉属（Aspergillus）木聚糖酶 综合讲解纤维素酶55 3、木霉属（Trichoderma）木聚糖酶 综合讲解纤维素酶56 4、链霉菌属（Streptomyces）木聚糖酶 综合讲解纤维素酶57 5、不同嗜热菌的木聚糖酶 综合讲解纤维素酶58 木聚糖酶的应用木聚糖酶的应用 医药 能源 食品 纺织 饲料 制浆造纸 应用 综合讲解纤维素酶59 木聚糖酶在制浆造纸工业上的应用 在制浆造纸工业中，传统的化学漂白方法是采用 多步骤的氯、二氧化氯漂白及碱提取来去掉木质素，在 废水中含有大量的氮及有毒的、强烈致癌致畸物质，造 成严重的

34、环境污染。 木聚糖酶用于纸浆漂白是用木聚糖酶来降解木素 碳水化合物的复合体，可减少漂白纸浆的化学药品用量， 提高后续漂段的漂白效果的目的。经过木聚糖酶处理， 在相同的其他漂白条件下可使漂浆白度提高26 IS0，并能简化漂白废水的处理程序，降低污染。 1986年科学家发现用木聚糖酶处理纸浆，可降低漂 白时氯的用量。 1991年芬兰最早开始在造纸中商品化 应用木聚糖酶。 综合讲解纤维素酶60 在饲料中的应用 1、木聚糖酶在饲料中的作用机理 谷物籽实中都会含有一定量的抗营养因子非淀粉多糖 (NSP)，NSP分为可溶性NSP(SNSP)和不可溶性NSP(INSP)， 影响动物对养分消化率的NSP主要是

35、SNSP。小麦、麦麸、米 糠中的SNSP主要是木聚糖。酶制剂能消除NSP的抗营养作用， 主要是NSP酶将NSP降解为小分子，从而改变NSP的抗营养特 性。 木聚糖酶是专一降解木聚糖的复合酶，主要是由-l， 4-D-内切木聚糖酶和 -l，4-D-外切木糖甘酶组成，此外， 还有一些脱支链酶。木聚糖酶破坏木聚糖分子中的共价交 联(阿拉伯糖残基取代区)及通过氢键形成的连接区(主链上 的非取代区)，使木聚糖的水溶性及粘性大大下降，从而降 低对肠道的负作用。 综合讲解纤维素酶61 木聚糖酶在动物中的作用 降低胃肠道食糜的粘性。 能够提高内源性消化酶的活性，促进养分的消化 吸收。 破坏细胞壁结构。 减少肠道

36、微生物数量，有利用猪的健康 木聚糖酶添加到日粮中能提高猪对高纤维饲料的 利用率，改善健康状况，缓解饲料资源短决的情 况，并可提高生长猪淀粉、粗蛋白质及灰分的回 肠消化率，但不影响各营养指标的粪表现消化率。 综合讲解纤维素酶62 培烤用酶，可提高面筋网络的弹性，增强 面团稳定性，改善加工性能，改进面包瓤 的结构，增大面包体积，改善面包品质。 纺织中棉麻织物整理 酶解木聚糖生产低聚木糖（双歧杆菌增殖 因子） 综合讲解纤维素酶63 木质素降解酶 木质素是植物中仅次于纤维素的最丰富和最重要的 有机高聚物。由一系列的苯丙烷单元通过醚键和碳 碳键连接的复杂无定形的、光化学惰性、交联且具 有高度分散性的芳香多聚物，高度抗生物降解。 它和半纤维素、果胶一起作为细