木聚糖酶分子结构与重要酶学性质关系的研究进展
木聚糖酶在特型酒生产中的应用
李旭晖，吴生文，张志刚，辛秀明
(四特酒有限责任公司，江西樟树331200)
摘要：探讨了固态发酵工艺中木聚糖酶对特型酒中醛、醇、有机酸、酯等风味物质的影响。结果表明，入池发酵酒
醅中木聚糖酶添加量为500 U/kg糟时，所产酒的醛类物质、杂醇油含量最低，四大乙酯及丙酸乙酯含量较高，对应
酸的含量也高。当木聚糖酶添加量为200 U/kg糟时，所产酒的风格突出、口感较好。
关键词：特型酒；木聚糖酶；固态发酵；风味物质
中图分类号：TS262.3；TS261.4；Q814文献标识码：B文章编号：1001－9286（2011）05－0065－04
Application of Xylanase in the Production of Saint Liquor
LI Xuhui,WU Shengwen,ZHANG Zhigang and XIN Xiuming
(Saint Liquor Co.Ltd,Zhangshu,Jiangxi 331200，China)
Abstract:The effects of xylanase on the flavoring substances in Saint liquor including aldehydes,ethanol,organic acids and esters etc.
vestigated.As the addition level of xylanase in fermented grains was 500 U/kg distiller grains,the content of aldehydes and fusel oil in
duced liquor was the lowest,the content of four main ethyl esters and ethyl propionateas were comparatively higher,and the content
sponding acids was also higher.As the addition level of xylanase was 200 U/kg distiller grains in fermented grains,the produced liquor h
taste and specific styles.
Key words:Saint liquor;xylanase;solid fermentation;Daqu liquor;flavoring substances
基金项目：江西省科技支撑计划项目(2009BGA02800)分支项目。
收稿日期：2011－03－22
作者简介：李旭晖(1984-),女，湖北人，硕士。
通讯作者：张志刚(1965)，男，河南洛阳人，工程师，酿酒师，省级白酒评委，主要从事白酒工艺及酿酒微生物的研究，获市级科技成果2项，在
上刊物上发表论文近20篇，E-mail:zhangzhigang1965@https://www.wendangku.net/doc/0618268442.html,。
特型酒的生产不是以纯淀粉为原料而是以整粒大米
为原料，米粒中淀粉层外围有纤维素和木聚糖等半纤维
素的包裹，从而影响到对原料中淀粉的利用率[1]。在颗粒
性固体发酵情况下木聚糖酶等非淀粉多糖(NSP)酶在颗
粒溶解上的作用十分重要。只有将细胞间质分解破坏之
后，才能使淀粉颗粒裸露出来，淀粉酶才能充分进行糖化
作用。对于颗粒溶解的第一步，分解细胞间质的正是木聚
糖酶[2]。
对于木聚糖酶在酒类中的应用，国内外的报道主要
集中在啤酒和葡萄酒酿造方面，用于改善麦汁的过滤速
度[1]和提高葡萄汁的得率[3]。有研究表明[3-4]，将木聚糖酶
作用于淀粉质原料，可以与纤维素酶等其他多糖水解酶
协同作用，破坏原料细胞的结构，促进淀粉、蛋白质等有
效成分的溶出，降低物料粘度，加速其他酶(主要是糖化
酶)的作用，从而提高原料出酒率。
在大曲酒酿造中，大曲为发酵、产香提供了微生物群
系和风味前驱物质，也提供了丰富的生物催化剂酶[5]。木
聚糖酶是大曲中众多酶类中的重要一种，但目前，未见曲
中木聚糖酶的检测数据报道。本试验通过添加高
木聚糖酶与传统发酵工艺相结合，研究木聚糖酶
风味物质的影响。旨在揭示大曲中酶类指标与曲
的内在机理和规律。
1材料与方法
1.1材料
糟醅：粮∶糟为1∶5.5，由四特酒责任有限公司
车间提供；大曲：由四特酒责任有限公司大曲一
供；木聚糖酶：4000 U/g，宁夏和氏璧生物技术有
生产。
陶坛（25 L）：市场上购买；小型甑桶（30 L）：
特酒有限责任公司自制。
1.2方法
1.2.1酒精发酵实验
在晾床上取摊凉后准备下曲的原料糟酒醅1
均匀的分成6份，每份准备曲粉1.5 kg。将称好
素酶同备好的曲粉一起与酒醅混合均匀，使酒
酿酒科技2011年第5期（总第203期）·LIQUOR－MAKING SCIENCE＆TECHNOLOGY 2011 No．5(Tol．203)酿酒科技2011年第5期（总第203期）·LIQUOR－MAKING SCIENCE＆TECHNOLOGY 2011 No．5(
终纤维素酶活力的增加值分别为0 U/kg糟、200 U/kg
糟、300 U/kg糟、400 U/kg糟、500 U/kg糟、600 U/kg糟，
装入陶坛，密封，同生产酒醅一起入窖发酵（夹在入窖酒
醅中）。发酵27 d后，开窖取出陶坛，从陶坛中取出酒醅
样品，用30 L小甑桶分别对发酵酒醅进行蒸馏，测定所
得蒸馏酒基的酒度、总酸、总酯以及各种微量成分。
1.2.2测定方法
木聚糖酶活力：见参考文献[6]；酒度、总酸、总酯：见
参考文献[7]。
乳酸：采用Agilent1200 LC测定，使用ZORBOX柱
(4.6 mm×250 mm)，流动相为甲醇∶KH2PO4=40∶60
(KH2PO4浓度为0.02 mol/L，pH值2.1)，柱温40℃，UV
检测器波长210 nm。
丙酸乙酯：使用A T白酒专用柱(25 m×0.53 mm×
1μm)，采用Agilent6820气相色谱仪测定；其他微量成分
使用CP-Wax57CB石英毛细管柱(50 m×0.25 mm×
0.2μm)，采用HP5890气相色谱仪测定。
1.3计算
出酒率（%）＝出
酒量（kg）
耗粮量（kg）×
100%
2结果与讨论
2.1木聚糖酶对出酒率的影响
按表1添加不同量的木聚糖酶，与未加木聚糖酶的
一组做对比，观察其对酒精产量的影响，结果见表1。
将木聚糖酶应用到淀粉质原料的酒精发酵生产中，
一方面木聚糖酶可通过降解原料中的半纤维素破坏植物
细胞壁，使细胞内容物充分释放出来，与淀粉酶、糖化酶等水解酶充分接触，提高糖化发酵效果；另一方面，木聚糖酶的降解作用可降低发酵醪粘度，促使液化糖化作用，提高发酵过程中的传热与传质效果，从而提高原料出酒率。实验表明，将木聚糖酶应用于酿酒，每100 kg原料可增加出酒量4～9 kg，提高出酒率16%～42%。当木聚糖酶添加量为400 U/kg糟时，出酒率达到最大值。
2.2木聚糖酶对特型酒风格风味物质的影响
2.2.1木聚糖酶对总酸、总酯等成分的影响
发酵27 d后，取蒸馏后的基酒，对其酒度、总酯、总
酸等成分进行分析，其中微量成分采用色谱仪进行分析
测定，将每池所出的酒折合成60%vol原酒计，具体结果见表2。
表2结果表明，在特型酒生产中，加入木聚糖
在提高出酒率的同时，也会提高甲醇的含量，相比
木聚糖酶的对照组，当木聚糖酶添加量为300 U
时，甲醇含量提高了60%；而总酸、总酯、高级醇
变化不明显。
2.2.2木聚糖酶对醛类物质的影响
白酒中的乙醛和乙缩醛含量较高，占总醛的
是白酒香味的重要组成。成品酒中的醛类，可在贮
中氧化缩合、自然挥发，使酒中的醛类降低，酒质
得绵柔[8]。酒中的醛类含量应适量才能对酒的口
处，但是过量则使白酒有强烈的刺激味和辛辣味，
样的酒后会引起头晕，经常饮用含游离状态乙醛的
后嗓子发干，并会成酒瘾[9]。木聚糖酶的添加对醛
的影响结果见图1。
从图1中可以看出，添加木聚糖酶后，白酒中
乙缩醛含量有所降低；而异戊醛、糠醛含量有所提
木聚糖酶添加量为500 U/kg糟时，乙醛、乙缩醛
到最小值，而异戊醛含量达到最大值，相比对照组
降低了57%，乙缩醛降低了50%，异戊醛提高了
当木聚糖酶添加量为200 U/kg糟时，糠醛含量达
值，其含量相比对照组提高了43%。
2.2.3木聚糖酶对酯类物质的影响
在白酒中，除乙醇和水外，酯的含量占第3位
四大乙酯（己酸乙酯、乙酸乙酯、乳酸乙酯和丁酸是我国白酒的主要香气成分，其含量占总酯的95%。在特型酒酒基中酯类含量关系为：乳酸乙
酸乙酯＞己酸乙酯。
从图2中可以看出，当木聚糖酶添加量为40
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图1木聚糖酶的添加对醛类物质的影响
66图3木聚糖酶的添加对醇类物质的影响
图2木聚糖酶的添加对酯类物质的影响
糟时，乙酸乙酯、己酸乙酯、丁酸乙酯、丙酸乙酯的含量均达到最小值，分别降低了24%、31%、28%和26%。当木聚糖酶添加量为500 U/kg糟时，乳酸乙酯的含量达到最
大值，提高了52%。添加木聚糖酶后，乳酸乙酯在酒中所占比例随之提高，而其他酯类所占比例变化不明显。
2.2.4木聚糖酶对醇类物质的影响
杂醇油是一类高沸点的混合物，是3个碳以上的一
元醇类物质的总称，其主要成分是正丙醇、正丁醇、异丁醇、异戊醇等高级醇。在酒精工业上高级醇被视为杂质，且易溶于酒精不溶于水，在酒度低时类似油状，所以习惯上称高级醇作“杂醇油”[10]。杂醇油是中国白酒苦味或涩味的主要来源之一。白酒中如果杂醇油含量过高(超过国
家规定的卫生标准)，对人体有毒害作用，而且还给酒的
风味带来邪杂味。因此，杂醇油在白酒中含量不能过高，但杂醇油作为白酒中重要组成成分之一，如果白酒中根
本没有或十分缺少杂醇油的话，酒味将变得十分单调单薄。各种高级醇都有各自的香气和口味，是构成白酒的主要香味成分之一，是醇甜和助香剂的主要物质来源，也是酯类物质和酸类物质的桥梁(酸醇酯化反应生成酯)[11]。木聚糖酶的添加对醇类物质的影响结果见图3。
随着木聚糖酶的添加，杂醇油的含量略有提高，正丁
醇含量有所降低。当木聚糖酶添加量为400 U/kg糟时，
正丙醇、异丁醇、异戊醇含量均达到最大值，分别提高了23%、18%和10%；而正丁醇含量降低了29%。
2.2.5木聚糖酶对酸类物质的影响
有机酸是白酒中呈味的主要物质，酒中缺乏
不柔和，不协调，后味短淡。在白酒中酸是新酒老
化剂，酸的组成比例和含量的多少，对酒的协调性
能力有影响[12]。在口味上，有机酸能增加酒的后味或消去杂味，可使酒出现甜味或回甜感。木聚糖酶对酸类物质的影响结果见图4。
在主要酸类成分中，乙酸、丁酸和己酸含量
同程度的降低，而丙酸含量则有所提高。当木聚
加量为400 U/kg糟时，乙酸、己酸和丁酸含量均
小值，分别降低25%、26%和23%。当木聚糖酶
为500 U/kg糟时，丙酸含量达到最大值，提高了3 2.3木聚糖酶对特型酒口感的影响
对添加木聚糖酶对特型酒口感的影响进行了
结果见表4。
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图4木聚糖酶的添加对酸类物质的影响
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由表4可以看出，当木聚糖酶添加量为200 U/kg糟
时，所产酒的风格突出、口感较好，但在实验范围内，感官
评定酒体质量差别不大。
3结论
3.1本项目的研究结果表明，将木聚糖酶应用于特型酒
生产中，当木聚糖酶添加量为0.015%(400 U/kg酒糟)，
可将出酒率提高42%。
3.2在特型酒生产中，入池发酵的酒醅中木聚糖酶添加
量为500 U/kg糟时，所产酒的醛类物质、杂醇油含量最
低，酯类中四大酯及丙酸乙酯含量较高，对应酸的含量也
高。当木聚糖酶添加量为200 U/kg糟时，所产酒的风格
突出、口感较好。
3.3本试验只采用一个厂家生产的木聚糖酶。由于不同
来源的木聚糖酶的性质存在着差异，对于适合特型酒酿
造的木聚糖酶生产菌还缺少针对性的筛选。
3.4木聚糖酶是大曲中众多酶类中重要的一种，如何测
定大曲中木聚糖酶的活力，还有待深入研究。
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安琪发酵促进剂：酒精生产中的新武器
众所周知，以往在发酵过程中，酒精厂一般都采用添加大量尿素、二胺等方法来为酵母添加营养，使其保
旺盛的发酵机能。
近日黑龙江部分酒精厂出现了一个新状况：很多酒精厂已经完全取消了尿素、二胺等营养盐的添加！采用
一种新的方式———通过添加安琪发酵促进剂，替代了传统老方法。
据这些酒精厂介绍：使用安琪发酵促进剂效果非常理想，比传统方法更方便省事、效果更好。据悉，安琪发酵促进剂是一种天然、安全的生物营养源，是由酵母抽提物、酶制剂和无机盐配制的一种复
型产品，适用于玉米、木薯、糖蜜、小麦等原料的酒精发酵。
在安琪发酵促进剂中，含有丰富的不饱和脂肪酸、磷脂、甾醇、氨基氮、矿物质和维生素等，其营养成分比
适当，充分满足了酵母生长代谢的需求，可以使酵母自始至终都能保持旺盛的生理活性，利于提高酵母菌体的
长量和酒精代谢水平。
该产品还能有效降解原料中的大分子物质，使之变成能被酵母快速利用的可发酵性物质，增加有效成分
化发酵过程，从而提高酒精产率和原料利用率。
发酵促进剂还提供了酵母生长所必需的磷、硫、钾、钙、镁、锌等无机盐类，调节渗透压、pH、氧化还原电
有效提高酵母菌耐高渗透压、耐高酒分以及耐受恶劣环境的能力。
那么，使用发酵促进剂比传统的添加尿素、二胺等方法有什么优势呢？
据介绍，传统方法主要有两个缺点：一是现场环境不好控制，间歇多次的投料往往增大了发酵的染菌几
二是工人劳动强度大，重复的高强度体力劳动，大大降低了工人的工作效率。
如果用安琪发酵促进剂，每天仅需要向酒母罐内单次补充几箱发酵促进剂，所含营养成分就足够一个大
型酒精厂一日发酵所需大部分营养，简单的操作方式和少量的添加剂量，彻底解决了酒精厂以往在营养添加
程中遇到的种种麻烦。
由此看来，使用安琪发酵促进剂可真算得上是酒精发酵中的一种干净、省事的新方式！
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QS2631内切-β-1,4-葡聚糖酶(Cx)活性测定试剂盒说明书
货号：QS2631 规格：50管/24样 内切-β-1，4-葡聚糖酶（Cx）活性测定试剂盒说明书 分光光度法 正式测定前务必取 2-3 个预期差异较大的样本做预测定 测定意义： Cx存在于细菌、真菌和动物体内，是纤维素酶系的组份之一，Cx主要作用于非晶态纤维素和水溶性纤维素衍生物，随机水解糖苷键，将其分解成葡萄糖、纤维二糖、纤维三糖和其他寡聚体。 测定原理： 采用3,5－二硝基水杨酸法测定Cx催化羧甲基纤维素钠降解产生的还原糖的含量。 需自备的仪器和用品： 可见分光光度计、水浴锅、离心机、可调式移液器、1mL 玻璃比色皿、研钵、冰和蒸馏水。 试剂的组成和配制： 提取液：液体 50mL×1 瓶，4℃保存； 试剂一：液体 15mL×1 瓶，4℃保存； 试剂二：液体 60mL×1 瓶，4℃保存； 样品测定的准备： 1、细菌或培养细胞：先收集细菌或细胞到离心管内，离心后弃上清；按照细菌或细胞数量（104 个）：提取液体积（mL）为 500~1000：1 的比例（建议 500 万细菌或细胞加入 1mL 提取液），超声波破碎细菌或细胞（冰浴，功率 20％或 200W，超声 3s，间隔 10s，重复 30 次）；8000g 4℃离心 10min，取上清，置冰上待测。 2、组织：按照组织质量（g）：提取液体积(mL)为 1：5~10 的比例（建议称取约 0.1g 组织， 加入 1mL 提取液），进行冰浴匀浆。8000g 4℃离心 10min，取上清，置冰上待测。 3、血清（浆）样品：直接检测。 测定步骤： 1、分光光度计预热 30min 以上，调节波长至 540nm，蒸馏水调零。 混匀， 90℃水浴 10min（盖紧，防止水分散失），冷却后，测 540nm 下吸光值 A，计 算ΔA=A 测定管-A 对照管。每个测定管需设一个对照管。 第1页，共2页
木聚糖酶及其应用
木聚糖酶及其应用 姓名：程婷婷学号：20083768 班级：食品科学与工程专业08级本科2班摘要：木聚糖是一种多聚五碳糖，是植物半纤维素的主要成分，是仅次于纤维素的第二丰富的可再生资源。木聚糖木聚糖结构复杂，完全降解需要多种酶的参与，其中β-1，4-内切木聚糖酶能够以内切方式作用于木聚糖主链产生不同长度的木寡糖和少量的木糖，是木聚糖降解酶系中最关键的酶。木聚糖酶是可将木聚糖降解成低聚木糖和木糖的水解酶,在食品、制浆造纸、饲料等行业上有着广阔的应用前景.本文主要从木聚糖酶的分类、特性及其应用等方面进行阐述。 关键词：木聚糖酶；分类；特性；应用 木聚糖是以木吡喃糖为单位的由β-1， 4键连接的半纤维素，富含于阔叶树和大多数一年生植物体内，是一种重要的可再生资源，仅次于纤维素。它多为异聚多糖，结构变化范围很大，从β-1，4糖苷键相连接的多聚木糖线性分子到高度分枝的异质多糖。目前，木聚糖酶主要由微生物生产，已报道能生产木聚糖酶的微生物有丝状真菌、细菌和链霉菌等。微生物产生的木聚糖酶具有多样性，即常常产生不止一种类型的木聚糖酶，而且这些木聚糖酶的特性也存在差异。木聚糖酶可广泛应用于食品、制浆造纸、饲料等行业。 1木聚糖酶的分类 1.1木聚糖酶 木聚糖酶是指能够降解半纤维素木聚糖的一组酶的总称，主要包括三类:内切-β-1,4一木聚糖酶，作用于木聚糖和长链木寡糖，从β-1,4一木聚糖主链的内部切割木糖苷链，从而使木聚糖降解为木寡糖，其水解产物主要为木二糖与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还原端，产物为木糖; β-木糖苷酶,该酶通过切割木寡糖末端而释放木糖残基[1]。 1.2根据所水解的木聚糖苷键类型 木聚糖酶可分为β-1,4糖苷键木聚糖酶和β-1,3糖苷键木聚糖酶两类。陆上植物的木聚糖酶均属β-1,4糖苷键木聚糖酶，而β-1,3糖苷键木聚糖酶大都
(完整版)木质素酶活力的测定方法
1前言 草菇是一种著名的食用菌，营养丰富，味鲜美，深受人们的喜爱。草菇子实体含有人体必需的8种氨基酸，占其他氨基酸总量得38.2%，还含有14种维生素[1]，不愧为一种比较理想的天然保健食品。草菇喜高温高湿，生长速度快，生长周期短，一糙只需25天左右，在广西每年4月至9月均可以种植，是一种很有发展前途的食用菌，生产和市 场前景广阔。 栽培草菇的生物学效率比较低（鲜菇与栽培料的比值），用稻草栽培草菇的生物学效率大都在10—15%左右。过去研究认为草菇主要利用纤维素、淀粉，不大利用半纤维素以及木质素。因为草菇的半纤维素酶活性低，又缺乏降解木质素的酶类，但是农作物秸杆中一般含有半纤维素15—30%，木质素占10—30%。为此，本试验用透明圈法、氧化圈法观 测V 展1、V 展2 、V 展3 、V 6 、V 广 、V 11 六个菌株所产的胞外酶利用分解半纤维素，木质素的能 力，看是否能够从其中初步筛选出利用半纤维素、木质素较强的菌株来。探讨更合理地配制栽培料的途径对提高草菇的生物转化率有重要意义。 2 实验原理 半纤维素是由五个碳原子为主的木糖聚合的高分子化合物，经木聚糖酶降解利用之后，基质生成透明圈[2]。木质素是以苯环为基本结构的复杂大分子的有机化合物，含碳60—66%，在多酚氧化酶、过氧化酶降解后，能与愈创木酚进行反应生成棕红色或棕褐色轮环[3]。亮兰试剂与蛋白质结合兰青色、在与过氧化酶作用则呈黄色透明圈[4]。通过相应的平板基质培养，草菇菌丝分泌的酶类降解利用后，形成的透明圈迟早、直径大小、色泽深度等初步判断是否存在半纤维素酶和木质素酶降解酶类及其活性。 3 材料与方法 3.1 材料 3.1.1 菌株 V 9购至广西大学微生物研究所，V 广、 V 11 购至广西农业科学院生物技术研究所，V 展1 、 V 展2 、V 展3 采至广西现代农业展示中心经组织培养所得。 3.1.2 试剂 可溶性淀粉、亮兰溶液自配、半纤维素自已提制、愈创木酚为国产分析纯、木聚糖为进 口。 3.2 试验方法 3.2.1 试剂配制 3.2.1.1 亮兰溶液配制
酶活力测定方法
蛋白酶活力测定: 参照中华人民共和国专业标准SB/ T10317-1999蛋白酶活力测定方法( Asha 等, 2007)。 纤维素酶DNS酶活力测定方法 DNS, 活力, 纤维素酶, 测定 1 定义" |0 `. y6 t9 b" ^ 2 x 1g固体酶粉在40℃和pH值4.2条件下，每分钟水解纤维素生成1微克葡萄糖的量为1个酶活力单位，以u/g表示。 2 原理 纤维素酶分解纤维素，产生纤维二糖、葡萄糖等还原糖，纤维二糖、葡萄糖等还原糖能将3，5二硝基水杨酸中的硝基还原成橙黄色的氨基化合物，利用比色法测定其还原物生成量，表示酶的活力。! Y" m& p' q; I& K B& e$ T( B4 } 3.试剂和溶液 3.1 1％葡萄糖标准溶液（同β－葡聚糖酶酶活测定） 3.2 羧甲基纤维素钠(CMC)溶液 取1g羧甲基纤维素钠（粘度300～600厘泊）,加入pH4.2的磷酸氢二钠－柠檬酸缓冲液(甲液414ml和乙液586ml并用pH计校正至pH为4.2)混合均匀,水浴加热至溶,冷却后用2M 盐酸或氢氧化钠调节pH到4.2,定溶至100ml,再用二层纱布过滤，此溶液在4℃冰箱贮存，有效期3天。取滤液100ml，20ml，蒸馏水40ml，混匀，贮冰箱备用。4 C) c+ }( l2 R( M( p! L 3.3 DNS 试剂（同β－葡聚糖酶酶活测定）; h1 a. l3 Z3 k6 t2 | 4仪器和设备 4.1恒温水浴锅(40℃±0.2℃) 4.2分光光度计 含10mm比色皿，可在550nm处测量吸光度。$ ]1 h& A) p) K 5测定步骤 5.1 标准曲线绘制. [* |! P6 u* G& u2 ^6 J4 Q 分别吸取1%葡萄糖标准溶液0、1.0、2.0、3.0、4.0、5.0、6.0ml于50ml容量瓶中，用蒸馏水制成每ml分别含有葡萄糖0、200、400、600、800、1000、1200mg的稀标准液。各取不同浓度的稀标准液0.5ml于试管中，加入CMC溶液1.5ml、DNS试剂3.0ml，于沸水浴中沸腾7min，取出后立即加入蒸馏水10ml混匀。冷却后，用10mm比色皿，在波长550nm处用分光光度计分别测定其吸光度。以吸光度为纵坐标，相对应的葡萄糖浓度为横坐标，绘制标准曲线或计算回归方程。1 H, `% F/ `7 X/ U. W 5.2待测酶液的制备（同β－葡聚糖酶酶活测定） 1 L- {5 h8 W; q+ V4 u2 Y 5.3 比色测定 精确吸取经待测稀释酶液0.5ml，40℃预热5min，加入经40℃预热的CMC液1.5ml（每个样品同时作3支平行试管），于40℃水浴精确反应10min，立即加入DNS试剂3.0ml终止反应，以后按标准曲线制作步骤测定样品吸光度。 同时进行空白对照测定，取稀释酶液0.5ml，先加入DNS试剂3.0ml，再加入CMC液1.5ml，其余步骤同于样品测定。 6.计算0 W+ i$ S: }( _1 o7 ], R5 m( N
木聚糖酶研究进展
木聚糖酶研究进展 刘亮伟 河南农业大学生命科学学院 郑州 450002 文化路 95 号llw321@https://www.wendangku.net/doc/0618268442.html, 科学技术的进步给21世纪的人类带来了便利,也给人类带来了前所未有的压力：人口膨胀、能源危机、环境污染、资源匮乏，所有这些问题的本源是能源危机。与能源匮乏相矛盾，自然界通过光合作用赋予人类大量可再生资源：如纤维素和半纤维素，作为继纤维素后第一大生物资源的半纤维素在农业和木材工业中是常见的废弃物，它作为可再生资源的一个有利条件是它比纤维素更易于提取和水解。秸秆中半纤维素含量占其总干重的25～50%，其化学结构较纤维素复杂得多，由D-木糖通过β-1,4-糖苷键相连成的主链和少量L-阿拉伯糖侧链所组成[1]，这种D-木糖单元在硬木和软木中平均聚合度分别是150－200和70－130，要得到能够利用的单糖必须通过以木聚糖酶为主的半纤维素酶系协同作用进行水解而完成[2]。 内切-1,4-β-木聚糖酶（E.C 3.2.1.8）是一种内切糖苷酶，能够水解木聚糖这类自然界中最丰富的半纤维素，同自然界中五碳糖的循环相联系，在能量循环中占有重要地位。在古代人们就已经在生产过程中间接地利用各种酶进行生产：如酿酒、制作奶酪、烘焙面包、修饰淀粉等。1986年，Viikarri发现了木聚糖酶在纸浆漂白和造纸工业中能够降低环境污染物品的用量[3]，伴随着人类对于可持续性发展和环境的重视，木聚糖酶在工业上的应用明显增加，在1997-2002年间的5年中，纸浆造纸业用酶由1.0亿美元增加到1.92亿元，增长率为16.2%，是所有酶制品行业中增长率最快的。 1木聚糖酶的应用 1.1在纸浆造纸工业中应用 木聚糖酶最重要的用途是在纸浆造纸工业中对于纸浆的漂白。因为环境污染最大的来源是纸浆造纸工业中的废水。根据资料显示仅仅美国每年用于纸浆漂白的氯化物或次生氯化物用量就有200多万吨[4]。因为纸浆漂白污水中含有有毒物质，并且这些物质能在生态系统的生物和非生物组成中积累，如氯苯、氯二苯和其它氯化木质素次生物[5; 6]。这些化学物质对环境危害很大，据有关研究显示既便是远离造纸厂10公里以外的鱼群都会受到纸浆漂白污水中有害物质的负面影响[7]，这种受到污染的鱼可以直接或间接地影响人类的身体健康。木聚糖酶的作用就是对木聚糖进行水解从而加快了纸浆中木质素的释放，色素物质所以能够比较容易地从纤维素中释放出来。经实验证实，木聚糖酶的漂白效果比木质素降解酶好得多，这是因为木质素大部分交联在半纤维素上，而半纤维素比木质素更容易解聚[8]。利用木聚糖酶相应地比其它酶进行多聚物降解时，碳水化合物水解速度要快2-3倍[9]。经木聚糖酶处理后的纸浆漂白可以降低20%-40%漂白剂用量 [10]。
木聚糖酶的酶活测定
木聚糖酶的酶活测定方法 一、原理 木聚糖酶能将木聚糖降解成寡糖和单糖，具有还原性末端的寡糖和有还原基团的单糖在沸水浴条件下可与DNS试剂发生显色反应。反应颜色强度与酶解产生的还原糖量成正比，而还原糖量又与反应液中的木聚糖酶的活力成正比。 酶活定义方法 木聚糖酶活力单位是指55℃、pH5.0的条件下，以每分钟催化木聚糖水解生成1μmol木糖所需的酶量定义为一个酶活力单位U。 二、实验试剂 榉木木聚糖（sigma），木聚糖酶（苏柯汉），木糖 50mmol NaAC-HAC、DNS试剂、50mmol柠檬酸-Na2HPO4、50mmol甘氨酸-NaOH DNS（1L）配置方法： 取3,5-二硝基水杨酸6.3g溶于500ml水中，45℃水浴溶解后，加2mol/L的NaOH 262ml，不停搅拌，然后加入185g酒石酸钾钠，溶解后加入5g结晶酚（或6.25ml 80%的苯酚），溶解后加入亚硫酸钠5g，搅拌至溶解后冷却定容至1L。4℃保存，7天后可用，若有絮状物请过滤后使用，有效期为6个月。 50mmol NaAC-HAC：称取3.402gNaAC·3H2O 溶于蒸馏水中，定容至500ml；用移液器移取1.428ml HAC溶于蒸馏水中，定容至500ml。两者按V（NaAC）：V（HAC）≈2:1 体积配比，用pH计调节到pH5.0。 50mmol柠檬酸-Na2HPO4：称取柠檬酸5.2535gNa2HPO4 4.477g，溶于蒸馏水中定容至250ml；称取柠檬酸5.2535g溶于蒸馏水中定容至500ml；用pH计调节pH至所需pH值的缓冲液。50mmol甘氨酸-NaOH：称取甘氨酸0.3735g溶于蒸馏水中，定容100ml；称取NaOH 0.200g 溶于蒸馏水中，定容100ml；用pH计调节pH至所需pH值的缓冲液。 三、仪器 水浴锅、分光光度计、电热套、烧杯、具塞刻度试管、移液器、电子天平 四、标准曲线的绘制 1、木糖标准液的配制：准确称取100mg分析纯的无水木糖（预先在105℃干燥至恒重），用 少量蒸馏水溶解后，定容转移到100ml容量瓶中，再定容至刻度，摇匀，浓度为1mg/ml。 2、按下表制木糖标准曲线 表1、木糖标准曲线 五、酶活测定 1、样品制备
食品生物化学 木聚糖酶及其应用
附件一: 新疆农业大学 专业文献综述 题目: 木聚糖酶及其应用 姓名: 全莉 学院: 食品科学与药学学院 专业: 食品科学与工程 班级: 食科112班 学号: 114031226 指导教师: 蓬焕明职称: 副教授 20012 年12 月20 日 新疆农业大学教务处制
木聚糖酶及其应用 姓名：全莉指导老师：蓬焕明 摘要：木聚糖是一种多聚五碳糖，是植物半纤维素的主要成分，是仅次于纤维素的第二β-1，4-内切木聚糖酶能够以内切方式作用于木聚糖主链产生不同长度的木寡糖和少量的木糖，是木聚糖降解酶系中最关键的酶。木聚糖酶是可将木聚糖降解成低聚木糖和木糖的水解酶,在食品、制浆造纸、饲料等行业上有着广阔的应用前景.本文主要从木聚糖酶的分类、特性及其应用等方面进行阐述。 关键词：木聚糖酶；分类；特性；应用 引言：丰富的可再生资源。木聚糖木聚糖结构复杂，完全降解需要多种酶的参与，其中木聚糖是以木吡喃糖为单位的由β-1， 4键连接的半纤维素，富含于阔叶树和大多数一年生植物体内，是一种重要的可再生资源，仅次于纤维素。它多为异聚多糖，结构变化范围很大，从β-1，4糖苷键相连接的多聚木糖线性分子到高度分枝的异质多糖。目前，木聚糖酶主要由微生物生产，已报道能生产木聚糖酶的微生物有丝状真菌、细菌和链霉菌等。微生物产生的木聚糖酶具有多样性，即常常产生不止一种类型的木聚糖酶，而且这些木聚糖酶的特性也存在差异。木聚糖酶可广泛应用于食品、制浆造纸、饲料等行业。 正文： 1 木聚糖酶的分类 1.1木聚糖酶 木聚糖酶是指能够降解半纤维素木聚糖的一组酶的总称，主要包括三类:内切-β-1,4一木聚糖酶，作用于木聚糖和长链木寡糖，从β-1,4一木聚糖主链的内部切割木糖苷链，从而使木聚糖降解为木寡糖，其水解产物主要为木二糖与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还原端，产物为木糖; β-木糖苷酶,该酶通过切割木寡糖末端而释放木糖残基[1]。 1.2 根据所水解的木聚糖苷键类型 木聚糖酶可分为β-1,4糖苷键木聚糖酶和β-1,3糖苷键木聚糖酶两类。陆上植物的木聚糖酶均属β-1,4糖苷键木聚糖酶，而β-1,3糖苷键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，木聚糖酶分别属于糖苷水解酶的两个家族，即F家族(10家族)和G家族(11家族),属于同一家族的木聚糖酶催化区域具有同源性，可以根据已知家族的酶来推测未知酶的催化特性[2]。F家族的木聚糖酶分子量高，结构复杂，通常生成较小的低聚糖，该家族的木聚糖酶可以作用于对硝基苯和对硝基苯纤维二糖，与底物结合需要较少数量的点;G家族的木聚糖酶则对木聚糖有很高的特异性。 1.3 依据木聚糖酶对底物的特异性 木聚糖酶可分为特异性木聚糖酶和非特异性木聚糖酶。特异性木聚糖酶特异作用于木聚糖底物，非特异性酶除作用于木聚糖外，还能作用于纤维素及人工底物，称双功能酶。
酶活测定方法
酶活测定方法 还原法 酶与底物在特定的条件下反应,酶可以促使底物释放出还原性的基团。在此反应体系中添加 化学试剂,酶促反应的产物可与该化学试剂发生反应,生成有色物质。通过在特定的波长下 比色,即可求出还原产物的含量,从而计算出酶活力的大小。 色原底物法 通过底物与特定的可溶性生色基团物质结合,合成人工底物。该底物与酶发生反应后,生色基团可被释放出来,用分光光度法即可测定颜色的深浅,在与已知标准酶所做的曲线比较后,即可求出待测酶的活力。 粘度法 该法常用于测定纤维素酶、木聚糖酶和β-葡聚糖酶的活力。木聚糖和β-葡聚糖溶液通常 情况下可形成极高的粘度,当酶作用于粘性底物时木聚糖和β-葡聚糖会被切割成较小的分子 使其粘度大为降低。基于Poiseuille定律我们知道,只要测定一定条件下溶剂和样品溶液的运动粘度,便可计算特性粘数,并以此来判断酶的活力。 高压液相色谱法 酶与其底物在特定的条件下充分反应后,在一定的色谱条件下从反应体系中提取溶液进行 色谱分析,认真记录保留时间和色谱图,测量各个样的峰高和半峰高,计算出酶促反应生成物 的含量,从而换算出酶活力的数值。 免疫学方法 常用于酶活性分析的免疫学方法包括:免疫电泳法、免疫凝胶扩散法。这两种方法都是根据酶与其抗体之间可发生特定的沉淀反应,通过待测酶和标准酶的比较,最终确定酶活力。 免疫学方法检侧度非常灵敏,可检侧出经过极度稀释后样品中的酶蛋白,但其缺点是不同厂 家生产的酶产品需要有不同特定的抗体发生反应。 琼脂凝胶扩散法 将酶作用的底物与琼脂混合熔融后,倒入培养皿中或载波片上制成琼脂平板。用打孔器在 琼脂平面上打出一个约4-5mm半径的小孔。在点加酶样并培养24h以后,用染色剂显色或用展开剂展开显出水解区,利用水解直径和酶活力关系测定酶活力。 蛋白酶活力的测定
蛋白类木聚糖酶研究进展
蛋白类木聚糖酶抑制剂研究进展 专业：09生物工程班级：09级1班作者:许斌指导老师：龚妍春 摘要：木聚糖酶已广泛应用于饲料、食品加工、纸浆漂白等领域, 然而近年研究小麦等谷物中存在一种能抑制木聚糖酶活性的蛋白质性质的成分, 称为木聚糖酶抑制蛋白。木聚糖酶抑制蛋白具有多型性, 但不同类型抑制蛋白都只作用于外源木聚糖酶,而对谷物内源性木聚糖酶没有抑制作用。这就对木聚糖酶应用领域中酶功效的发挥提出了挑战: 抑制蛋白的存在是否影响外加木聚糖酶的作用? 本文综述了三类木聚糖酶抑制蛋白的分子结构抑制特性，阐明蛋白类抑制剂与木聚糖酶之间的互作机理, 为最大限度的发挥木聚糖酶功效奠定理论基础。简要介绍了木聚糖酶抑制蛋白对谷物的影响作用。 关键词:木聚糖酶;木聚糖酶抑制蛋白;抑制特性 1.引言 木聚糖作为植物中的一种主要的非淀粉多糖，含量仅次于纤维素，是自然界中第二大丰富的多聚糖。木聚糖是植物细胞壁多糖中半纤维素的主要成分，主链由D- 吡喃型木糖残基通过B-1, 4-糖苷键连接而成，主链上一般还带有少量的乙酰基、葡萄糖醛酸基、阿拉伯糖基等侧链取代基[1]。内切B-1-4木聚糖酶(EC3.2.1.2，简称木聚糖酶) 是专一性水解木聚糖主链的酶，将大分子木聚糖降解成低聚木糖、木二糖及少量的木糖，木聚糖酶主要由微生物产生，但一些藻类、原生动物、甲壳类动物和植物等也能产生木聚糖酶。根据催化结构域氨基酸的同源性和疏水簇分析法，木聚糖酶可分为GH10家族（包括植物酶类、真菌酶类和细菌酶类等）和GH11家族（包括真菌酶类和细菌酶类）2个家族。已知的禾谷类所产的木聚糖酶都属于GH10 家族，而微生物产生的木聚糖酶则属于F10 或G11 两个家族[2]。木聚糖除了在饲料工业中应用之外，在造纸制浆、食品加工等领域均有涉及。然而, 近年的研究发现微生物木聚糖酶的活性在体外试验中会被来自小麦等谷物的一种蛋白质性质的成分所抑制, 这种成分即木聚糖酶抑制蛋白。由于实验室应用试验所加木聚糖酶的量总是大于实际应用过程中的酶用量, 因此可以推测实际应用中外加的木聚糖酶也会受到基质中抑制蛋白的抑制作用, 从而影响用酶工艺过程[3]。许多有益微生物产生的木聚糖酶已经广泛应用于饲料面包焙制淀粉加工纸浆生物漂白等领域，而植物病原菌的木聚糖酶有方面作用:
蛋白酶活力测定方法
酸性蛋白酶产品概述: 蛋白质由氨基酸组成，是自然界中发现的最复杂的有机化合物之一。由盐酸和蛋白酶分解成易被高等动物的肠道和微生物有机体的细胞膜吸收的氨基酸。包括人类在内的每种动物，必须要有足够的蛋白质来维持自身生长，来生成每个细胞所必需的氨基酸，一些特种蛋白质还是某些特殊细胞、腺体分泌物、酶和激素的功能性组成元素。蛋白酶是指一些有催化功能的酶，能够水解（断裂）蛋白质，因此也被称为蛋白水解酶。蛋白水解酶在许多的生理和病理过程中发挥着重要作用，在食品和乳品加工业也有着广泛应用。工作机理 蛋白水解酶制剂本产品能在酸性条件下水解蛋白质食品中的缩氨酸键，释放氨基酸或者多肽。在酒精、葡萄酒、果汁、啤酒、黄油和酱油生产中，添加酸性蛋白酶可澄清发酵液中的雾气。酵母在发酵阶段的生长可以通过悬浮蛋白质转化的氨基酸来加以促进，从而加速发酵并提高产量。本产品是一种酸性蛋白酶制剂，在酸性条件下具有较高活性，由酸性蛋白酶高产菌株——曲霉菌深层发酵而成。它广泛应用于饲料、纺织、废水处理和果汁提纯方面。 酸性蛋白酶（Acid protease ）是指蛋白酶具有较低的最适pH，而不是指酸性基团存在于酶的活性部位，酸性蛋白酶的最适PH从2左右（胃蛋白酶）到4左右。从酶的活力-PH曲线分析，在酶的活性部位中含有一个或更多的羟基。这一类蛋白酶中研究最彻底的是胃蛋白酶。（酸性蛋白酶537容易失活）
简介：酸性蛋白酶是由隆科特黑曲霉优良菌种经发酵精制提炼而成，它能在低PH条件下，有效水解蛋白质，广泛应用于酒精、白酒、啤酒、酿造、食品加工、饲料添加、皮革加工等行业。 1、产品规格：，规格有5万u/g～10万u/g 液体型为黑褐色液体，规格有50000u/ml～10000u/ml. 2、酶活力定义：一个酶活力单位是1g酶粉或1ml酶液在40℃，PH3.0条件下，1分钟水解酪素产生1ug酪氨酸为一个酶活力单位（u/g或u/ml） 特性1、温度范围为：最适温度范围为40℃-50℃2、PH为：最适PH范围为2.5～3.5 使用方法 1、白酒工业： 本品用以淀粉为原料的生产酒精及白酒行业，提高出酒率0.25%个酒分，提高发酵速度。 2、食品工业： 食品上用以淀粉改良，提高食品风味、改良品质，因能提高氨基酸含量 3、啤酒生产： 能有效阻断双乙酰生成，缩短啤酒成熟期。 4 饲料添加剂：提高饲料利用率。 5、毛皮软化： 提高上色率，手感丰满，增加毛皮光泽。
木聚糖酶
木聚糖酶 本品精选优良菌株，经液体深层发酵精制而成的高效浓缩酶制剂。适用于饲料、食品、酿造、果蔬汁加工、纺织等行业。 作用原理 木聚糖是一种多聚五碳糖，为半纤维素的主要成分之一。木聚糖酶是一类降解木聚糖分子中β-1，4-木糖苷键的酶系，主要包括内切β- 1,4-木聚糖酶和β-木糖苷酶。内切β-1,4-木聚糖酶以内切方式作用于木聚糖主链内部的β-1,4-木糖苷键，其主要水解产物为低聚木糖和少量木糖。β-木糖苷酶通过水解低聚木糖的末端来催化释放木糖残基。木聚糖彻底降解为木糖需要这两种酶的共同参与。 理化性质 外观：黄色或白色粉剂及黄色液体. 作用pH范围：pH3.0-7.0，最适pH为5.0 作用温度范围：30-75℃，最适温度为50℃。 产品酶活 木聚糖酶酶活：1~30万u/g 酶活单位(U)定义：在50℃、pH5.0条件下，每分钟水解木聚糖产生1μg还原糖所需要的酶量定义为1个酶活力单位。 使用方法 本品可应用于饲料、食品、酿造、果蔬汁加工，植物提取、纺织等行业。因应用领域和生产条件等不同用量与用法而有所改变。用户也可以结合自己的工艺条件通过试验确定最佳使用方案。 5.包装规格
25kg/桶。 6.运输与贮存 运输时应避免日晒，贮存于阴凉干燥环境中（25℃以下可保存18个月）。 中性蛋白酶 中性蛋白酶采用枯草芽孢杆菌经深层发酵提炼而成。广泛应用于酒精、啤酒、味精、淀粉糖、发酵工业的液化以及纺织、印染退浆等. 一、产品性状: 1 、产品规格： 固体型分为 50000--100000u/g 。. 2、 1g固体酶粉在30℃，pH7.5条件下，1min水解酪素产生1ug酪氨酸所需的酶 量为1个酶活力单位，以u/g表示。 二、产品特性: 1 、热稳定性：最适作用温度40℃～50℃ 。 2 、 PH 稳定性：最适作用pH6.5～7.5，PH5.0 以下失活严重。 三、应用工艺（根据试验情况进行调整） 1、饲料用酶：该酶与a-淀粉酶、酸性蛋白酶、纤维素酶、糖化酶等复合使用。可以广泛应用于仔猪、育成猪、禽类、鱼类饲喂。参考用量为3-10u/g。 2、用于皮革脱毛：酶脱毛（35-42℃，pH7.5，20-25u/ml）→水洗→浸酸→揉制。 3、用于胶片回收：45℃，pH7.0-7.5，用20-23u/ml进行回收。 4、用于丝绸脱胶：预处理→脱水→酸处理（蛋白酶18-24u/ml，肥皂0.75%， 48-50℃，30-60分钟，pH 7-8）→脱水→扯皮→冲洗→脱水→抖松→烘干→抖松。 5、医药工业：含中性蛋白酶的药物，可起到消炎、利胆、止痛、助消化的功效。 6、焙烤行业的应用：改善成品的光泽，结构均匀一致，口感松爽酥脆。 四、注意事项 1、此产品可完全溶于水，使用安全可靠。操作时请勿直接与酶制剂接触，若有
木聚糖酶活力特性研究
木聚糖酶活力特性研究 郑翔鹏 （福建省燕京惠泉啤酒股份有限公司） 概况 木聚糖酶分子只含一个亚基，分子量在8～30kD间的为碱性蛋白，分子量在30～145kD 间的为酸性蛋白。PI值为3～10.5，稳定pH值为3～10，反应最适pH值在4～7之间，最适温度为40～60℃。离子通过改变酶的构象影响木聚糖酶的稳定性，一般情况下,Ag+ (离子浓度1 mmol·L - 1 ,抑制酶活达100% ) 、Hg2 + (离子浓度1 mmol · L - 1 , 抑制酶活达7013% ) 、Cu2 + (离子浓度2. 00 mg·ml- 1 ,抑制酶活达25. 42% )等离子抑制木聚糖酶的活性,Mg2 + (离子浓度2. 00 mg·ml- 1 ,提高酶活达6% ) 、Mn2+ (离子浓度1 mmol·L - 1 ,提高酶活达24% )等离子则能提高木聚糖酶的活性。Ag+ 、Hg2 + 、Cu2 +等离子主要通过改变酶分子中2SH基团的还原态或直接攻击酶分子中的某些氨基酸残基,改变酶的构象来抑制木聚糖酶的活性， Mg2 + 、Zn2 +等则通过影响酶与底物的结合及解离状态,提高酶的活性,其具体机制还有待进一步研究。 木聚糖酶的分子结构由功能结构域和连接区构成。其中，功能结构域由催化结构域和纤维素结合结构域构成，纤维素结合结构域可改变酶对可溶或不溶底物的活力。根据结构域的相似性，木聚糖酶可通过结构域的改组和随后结构域的修饰而进，许多木聚糖酶具有纤维素酶的活性。木聚糖酶与木聚糖的结合利用离子间的静电作用。木聚糖含有的4-O-甲基葡糖醛酸带负电，木聚糖酶在pH低于PI时带正电荷，易于结合，而在pH值高于PI时，则不易结合。其反应为典型的酸碱亲核水解反应。 木聚糖酶特性分析 在对木聚糖酶的特性分析中，着重分析酶活力与温度、PH值、钙离子对酶活力的影响。 1.1木聚糖酶活力分析 对于木聚糖酶活力的分析，国标中没有相应的推荐方法。目前，主要采用分光比色测定反应液颜色的强度来定量分析酶的活力。木聚糖酶活力单位是指在50℃、pH值为5.3的条件下，每分钟从浓度为10mg/ml的木聚糖溶液中降解释放1μmol还原糖所需要的酶量为一个酶活力单位U。 木聚糖酶能将木聚糖降解成寡糖和单糖。具有还原性末端的寡糖和有还原基团的单糖在沸水浴条件下可以与DNS试剂发生显色反应。反应液颜色的强度与酶解产生的还原糖量成正比，而还原糖的生成量又与反应液中木聚糖酶的活力成正比。 吸取水1.0ml，加入DNS试剂3.0ml，沸水浴加热5min。用自来水冷却至室温，制成标准空白样。分别吸取木糖溶液1.00、2.00、3.00、4.00、5.00ml，分别用水定容至100ml，配制成浓度为0.10～0.50mg/ml木糖标准溶液。分别吸取上述浓度系列的木糖标准溶液各1.00ml （做二个平行），分别加入到刻度试管中，再分别加入3mlDNS试剂。电磁振荡3s，沸水浴加热5min。然后用自来水冷却到室温，以标准空白样为对照调零，在540nm处测定吸光度OD值。以木糖浓度为Y轴、吸光度OD值为X轴，绘制标准曲线。每次新配制DNS试剂均需要重新绘制标准曲线。 固体试样应粉碎或充分碾碎，然后过60目筛（孔径为0.25mm）。液体试样可直接称取。称取试样，精确至0.001g。加入250ml乙酸-乙酸钠缓冲溶液。磁力搅拌30min，再用缓冲溶液定容至500ml，在4℃条件下避光保存12h，过滤。再用缓冲溶液做二次稀释（稀释后的待测酶液中木聚糖酶的活力最好能控制在0.04～0.08U/ml之间）。
木聚糖酶分子结构与重要酶学性质关系的研究进展
21卷1期2005年1月 生 物 工 程 学 报 Chinese Journal o f Biotechnology V ol.21 N o.1 January 2005 Received :July ,13,2004;Accepted :September ,16,2004. This w ork was supported by G rant from Chinese National Programs for H igh T echnology Research and Development (863)(N o.2001AA214041). 3C orresponding author.T el :86210268975126;E 2mail :yaobin @https://www.wendangku.net/doc/0618268442.html,. cn 国家高技术研究与发展计划(863计划)项目资助(N o.2001AA214041)。 木聚糖酶分子结构与重要酶学性质关系的研究进展 R ecent Advances in Structures and R elative E nzyme Pro 2 perties of X ylanase 杨浩萌1 ,姚 斌 13 ,范云六 2 Y ANG Hao 2Meng 1,Y AO Bin 13and FAN Y un 2Liu 2 11中国农业科学院饲料研究所, 北京 10008121中国农业科学院生物技术研究所,北京 100081 11F eed Research Institute ,Chinese Academy o f Agricultural Sciences ,Beijing 100081,China 21Biotechnology Research Center ,Chinese Academy o f Agricultural Sciences ,Beijing 100081,China 摘 要 木聚糖是一种多聚五碳糖,是植物细胞中主要的半纤维素成分。木聚糖酶是可将木聚糖降解成低聚木糖和木糖的水解酶,它在饲料、造纸、食品、能源工业和环境科学上有着广阔的应用前景。随着分子生物学、结构生物学的发展及蛋白质工程的应用,对木聚糖酶结构和功能的研究不断深入。这里重点阐述与酶的活性、热稳定性、作用pH 、等电点、底物亲和性及催化效率等重要性质相关的分子结构研究进展,讨论了其进一步的研究发展方向。研究木聚糖酶结构与功能的关系,对进一步加深木聚糖酶作用机制的了解、指导木聚糖酶的分子改良有重要意义。关键词 木聚糖酶,结构与功能,催化残基,热稳定性,pH 性质,底物亲和性中图分类号 Q556 文献标识码 A 文章编号100023061(2005)0120006206 Abstract X ylanase can hydrolyze xylans into xyloolig osaccharides and D 2xylose ,and has great prospect for applications in feed industry ,paper and pulp industry ,food industry and environment science.The study of xylanase had been started in 1960’s.W ith the development and application of the new technologies ,such as m olecular biology ,structural biology and protein engi 2neering ,many progresses have been made in the research of structures and functions of xylanase.This paper reviews the research progress and trend in the structure correlating with the im portant properties of xylanase.Analyses of three 2dimensional structures and properties of mutants have revealed that glutam ine and aspartic acid residues are inv olved in the catalytic mechanism.The therm ostability of xylanase correlated with many factors ,such as disulfide bridges ,salt bridges ,aromatic interactions ,cotent of arginine and proline ,and some multidomain xylanase have therm ostability domains in N or C term inal.But no single mechanism is responsible for the remarkable stability of xylanase.The isoelectic points and reaction pH of xylanase are in fluenced by hydropho 2bicity and content of electric charges.M any researches had dem onstrated that aromatic am ino acid ,histidine ,and tryptophan play an im portant role in im proving enzyme 2substrate affinity.The researches of structures and functions of xylanase are of great signifi 2cance in understanding the catalytic mechanism and directing the im provement of xylanase properties to meet the application requirement. K ey w ords xylanase ,structure and function ,catalytic residures ,therm ostability ,pH properties ,substrate affinity
文献综述木聚糖酶的研究及应用前景
木聚糖酶的研究及应用前景 （张海珍1吴萍2） （张海珍江苏省灌云县伊山高级中学 222200 吴萍安徽科技学院生命科学院 233100） 摘要：对木聚糖酶的特性及其在国内外的研究进展作了介绍，详细阐述了木聚糖酶在造纸、食品、饲料、酿酒、烘烤等工业及其在生产单细胞蛋白、生物制药、液体或气体燃料、糖浆、饮料等方面的巨大潜力及十分诱人的应用前景。 关键词：木聚糖酶特性研究进展应用前景 木聚糖酶（endo—1,4—β—D—xylan xylanohydrolase, EC. 3. 2. .1. 8）是一类以内切方式降解木聚糖分子中的β—1 ,4--木糖苷键的水解酶类。该酶在造纸工业上可用于预漂纸张，提高木素溶出率，改善纸张性能且减少环境污染。在食品工业中利用木聚糖酶降解半纤维素的主要成分，木聚糖生产低聚木糖具高附加的产品。在饲料工业中可提高饲料的能量值和禽。畜对饲料的利用率，并且在饮料和制药，溶剂，糖浆，气体或液体燃料等行业中也具有巨大潜力，其前景十分诱人。因此，木聚糖酶的开发具有重要的经济和社会价值意义。 1．木聚糖酶的特性 木聚糖酶（endo—1,4—β—D—xylan xylanohydrolase,EC·3·2·1·8）是一类以内切方式讲解木聚糖分子中的β—1，4—木糖苷键的水解酶类。包括内切β—木聚糖酶、外切β—木聚糖酶和β—木二糖苷酶。其主要水解产物为木二糖和木二糖以上的低聚木糖，还有少量木糖和阿拉伯糖。[1] 木聚糖酶按其序列同源性和疏水族分析属于糖苷水解酶的两个家族，即F家族（10家族）和G家族（11家族），属于同一家族的木聚糖酶催化区域具有同源性，可根据已知家族的酶来推测未知酶的催化特性。F家族的木聚糖酶分子量高，复杂，通常产生较小的聚糖；F家族则具有较高的特异性[4,10]。 木聚糖酶体（xylanosome）是在微生物表面分离到的多酶复合体。[2]这些复合体在半纤维素的降解中起重要作用。现在已知能够产木聚糖酶的微生物包括细菌、真菌、黑曲霉、木霉等。不同来源的木聚糖酶催化特性是有差异的，它们各自有其不同的PH值和最适温度。已证实放线菌和细菌的最适生长和产酶PH 接近于中性；耐碱性杆菌PH值在9—10；而真菌却较适合酸性条件[15]，且能分泌胞外木聚糖酶的水平高于酵母菌[10,11,12]和细菌[2,13]，从而格外引起研究人员的关注。
木聚糖酶作用机理
木聚糖酶作用机理及区分木聚糖内外切酶测定方法探讨2007-08-01 13:01:27 作者：汤海鸥来源：挑战部文字大小：【大】【中】【小】 近年来，木聚糖酶以其特有降解阿拉伯木聚糖，消除阿拉伯木聚糖对动物的抗营养作用，已成为一种在养殖业中广泛应用的酶制剂。特别是基因工程菌株性木聚糖酶以其稳定性好，降解效率高等特点引起了人们的广泛关注。然而木聚糖酶是降解半纤维素木聚糖的一组酶的总称，要想很好的应用木聚糖酶制剂产品，必须对木聚糖酶的作用机理有较深的了解。同时，在实际生产应用中木聚糖内切酶和外切酶的协同作用对木聚糖降解至关重要，但对于如何应用检测方法去区分木聚糖内外切酶的性质却很少关注。由此，本文首先从分子角度对木聚糖酶的作用机理进行了论述，然后对区分木聚糖酶系中内切酶和外切酶的检测方法进行了探讨，意欲对木聚糖酶制剂产品在生产上更好的应用提供帮助。 1. 木聚糖酶作用机理 木聚糖是由β－1,4或β－1,3糖苷键连接的一种杂合多聚分子。主链由多个吡喃木糖基通过木糖苷键相连，侧链上连着多种不同大小的短的取代基,主要有乙酰基、4-甲基-D-葡糖醛酸残基、L-阿拉伯糖残基等。这些侧链与植物细胞中其它几种结构性多糖(如木质素、纤维素、果胶、葡聚糖等)以共价或非共价键连接,组成植物细胞重要的结构——细胞壁。木聚糖主要存在于植物细胞的次生壁中,处于木质素及其它多聚糖之间,起着连接作用。也正由于这些侧链的不同,使得木聚糖的结构变化范围很大,从仅由β-1,4-糖苷键连接的多聚木糖线性分子到高度分枝的异质多糖。因此，要使木聚糖完全降解则需要多种水解酶的协同作用，这其中包括主链水解酶β－D －1,4内切木聚糖酶、β－D－1,4外切木糖苷酶和侧链水解酶a－L－阿拉伯呋喃糖苷酶、a－葡萄糖醛酸酶和乙酰木聚糖酯酶等。 木聚糖降解时，起主要作用的酶是β－D－1,4内切木聚糖酶和β－D－1,4外切木糖苷酶。β－D－1,4内切木聚糖酶以内切方式作用于木聚糖主链内部的β- 1，4木糖苷键,其主要水解产物为低聚木糖、木寡糖、木二糖等；β－D－1,4外切木糖苷酶通过水解低聚木糖、木寡糖等的非还原性末端来催化释放木糖残基。另外, 参与彻底降解木聚糖的还有a－L－阿拉伯呋喃糖苷酶、α-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(如阿魏酸或香豆酸)形成的酯键酚酸酯酶等侧链水解酶，它们作用于木糖与侧链取代基之间的糖苷键，协同主链水解酶的作用最终将木聚糖转化为它的组成单糖。
饲料酶活性测定方法
饲用酶活性测定方法
附录A 木聚糖酶活力的测定方法 A1应用范围 本标准规定了用分光光度法测定饲料添加剂中木聚糖酶的活力。 本标准适用于饲料添加剂木聚糖酶产品，最低检出限为10.0U/g。 A2规范性引用文件 下列文件中的条款通过本标准的引用而成为本标准的条款。凡是注册日期的引用文件，其随后所有的修改单（不包括勘误的内容）或修订版均不适用于本标准，然而，鼓励根据本标准达成协议的各方研究是否可使用这些文件的最新版本。凡是不注册日期的引用文件，其最新版本适用于本标准。A3木聚糖酶活力单位定义 在37℃，pH为5.5的条件下，每分钟从浓度为5mg/ml的木聚糖溶液中降解释放1umol还原糖所需要的酶量为一个酶活力单位U。 A4测定原理 木聚糖酶能将木聚糖降解成寡糖和单糖。具有还原性末端的寡糖和有还原基团的单糖在沸水浴条件下可以与3，5-二硝基水杨酸（DNS）试剂发生显色反应。反应液颜色的深度与酶解产生的还原糖量成正比，而还原糖的生成量又与反应液中木聚糖酶的活力成正比。因此，通过分光比色测定反应液颜色的强度，可以计算反应液中木聚糖酶的活力。 A5.试剂与溶液 除特殊说明外，所用的试剂均为分析纯，水均为符合GB/T6682中规定的三级水。 A5.1乙酸溶液，c（CH3COOH）为0.1mol/L： 吸取冰乙酸0.60ml。加水溶解，定容至100ml。 A5.2乙酸钠溶液，c（CH3COONa）为0.1mol/L： 称取三水乙酸钠1.36g。加水溶解，定容至100ml。 A5.3氢氧化钠溶液，c(NaOH)为200g/L： 称取氢氧化钠20.0g。加水溶解，定容至100ml。 A5.4乙酸—乙酸钠缓冲溶液，c(CH3COOH—CH3COONa)为0.1mol/L，pH为5.50 称取三水乙酸钠23.14g，加入冰乙酸1.70ml。再加水溶解，定容至2000mL。测定溶液的pH。如果pH偏离5.50，再用乙酸溶液（5.1）或乙酸钠溶液（5.2）调节至5.50。 A5.5木糖储备溶液，c(C5H10O5)为10.0mg/ml： 称取无水木糖1.000g，加缓冲液（5.4）溶解，定容至100ml。 A5.6木聚糖溶液，浓度为5mg/mL 称取木聚糖（Sigma X0672）1.00g，加入氢氧化钠0.32g(或0.5mol/LNaOH溶液16mL)，再加入90mL水（75mL）,加热，磁力搅拌至木聚糖完全溶解。再加入冰乙酸0.5mL，再用乙酸乙酸钠缓冲溶液（5.4）定容至100mL。如果pH偏离5.50，再用乙酸溶液（5.1）或乙酸钠溶液（5.2）调节pH 至5.50，然后再用乙酸乙酸钠缓冲溶液（5.4）定容至100mL。使用前，适当摇匀。4℃避光保存，有效期为12h。 A5.7DNS试剂 称取3,5-二硝基水杨酸3.15g（化学纯），加水500mL，搅拌5s，水浴至45℃。然后逐步加入100mL 氢氧化钠溶液（5.3），同时不断搅拌，直到溶液清澈透明（注意：在加入氢氧化钠过程中，溶液温度不要超过48℃）。再逐步加入四水酒石酸钾钠91.0g、苯酚2.50g和无水亚硫酸钠2.50g。继续45℃水浴加热，同时补加水300mL，不断搅拌，直到加入的物质完全溶解。停止加热，冷却至室温后，用水定容至1000mL。用烧结玻璃过滤器过滤。取滤液，储存在棕色瓶中，避光保存。室温下存放7