纤维素酶固定化研究

第33卷　第2期西南师范大学学报(自然科学版)2008年4月Vol133　No12 Journal of S outhwest China Normal University(Natural Science Edition)Apr12008

文章编号:100025471(2008)022*******

纤维素酶固定化研究3

伍红贤

西南民族大学生命科学与技术学院　610041

摘要:利用固态发酵法从瑞氏木霉QM9414发酵液中提取纤维素粗酶液,然后将其固定在壳聚糖上,测定粗酶液的酶活力,固定化酶与粗酶的最适p H,最适温度和Km值.结果表明,粗酶液的蛋白质含量为33133ug/mL,酶活力为120IU/mL.固定化酶的最适温度为60℃而粗酶液为50℃,粗酶液的最适p H=5,固定化酶的最适p H =4,固定化酶的Km值3159201×10-2,粗酶液的Km值为4107604×10-2,表明固定化酶的很多性质均优于游离酶液.

关　键　词:壳聚糖;纤维素酶;固定化

中图分类号:Q81412文献标识码:A

纤维素是植物光合作用的主要多糖类产物,是地球上最为丰富的可再生资源.据报道,全球每年通过光合作用可以获得新的纤维素约410×1010t,约占地球生物资源总量的40%,相当于每人每天1814kg,其蕴含的能量相当于当今全球总能耗的十倍以上[1].目前,利用纤维素酶水解纤维素是一种高效且无污染的理想途径,它可以使大量纤维素资源和城市纤维素废料转变成人类所需的物质.利用纤维素酶水解纤维素获得能量,对于提高人民生活水平,缓解能源危机,食物短缺,环境污染等日益严重的社会问题,具有非常重要的意义[2].

固定化酶是二十世纪发展起来的一项新技术,1916年Nelson和Griffin最先发现了酶的固定化现象后,科学家们就开始了固定化酶的研究工作,1969年日本一家制药公司第一次将固定化的酰化氨基水解酶用来从混合氨基酸中生产L-氨基酸,开辟了固定化酶工业化应用的新纪元.固定化酶与游离酶相比,具有不可比拟的优点,主要表现在:首先,酶与产物易于分开,因而可以回收再利用;其次,在一定程度上可以改善酶的操作性能和稳定性;第三,可以多次反复使用和连续操作,降低生产成本;第四,酶不混入产物,可以精简分离工序等[324].固定化酶的制备方法分为载体结合法、包埋法、交联法3种[5].随着固定化酶技术的发展,越来越多的研究者致力于对纤维素酶固定化的研究,但是应用交联法固定化纤维素酶的报道很少.本文采用壳聚糖交联法固定化纤维素酶,研究戊二醛浓度和给酶量对固定化酶活性的影响,以及固定化酶的最适温度、p H值、Km.结果表明,交联法得到的固定化纤维素酶与游离酶相比具有很多优点,对运用于工业生产具有重要意义.

1　材料与方法

1.1　材　料

瑞氏木霉QM9414(T1Reesei QM9414)由中国科学院微生物研究所友情赠送.麦芽斜面培养基:麦芽提取物2g、琼脂2g、d H2O100mL,混匀后加热溶化,调节p H3.4～4.0,121℃20min高压灭菌后,制成斜面备用;固态发酵产酶培养基:甘蔗渣215g、麸皮1g、Mandels营养液14mL.壳聚糖:购自成都科龙公司.

3收稿日期:2007212210

作者简介:伍红贤(19612),女,重庆人,实验师,主要从事生物学研究.

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112　方　法

11211　发酵粗酶液的提取

从冰箱中取出保存菌种,在超净工作台上接种到麦芽斜面培养基,30℃培养7d,然后用适量灭菌生理盐水刮洗斜面培养基上长满的菌种并稀释,在显微镜下调整菌液孢子浓度为112×109个/mL.在1个150mL的三角瓶中分别加入甘蔗渣215g,麸皮1g,Mandels营养液14mL,接入016mL上述浓度菌液孢子的菌液,在30℃的恒温培养箱发酵培养5d.5d后,在发酵的固态培养物中加入醋酸缓冲液,20颗玻璃珠,在30℃的培养箱中以150r/min的速度提取1h,然后8层纱布过滤,4000r/min离心10min,上清液即为粗酶液.

11212　酶活力的测定

粗酶液酶活力的测定:羧甲基纤维素钠测定法(CMC),在试管中加入一定量1%的CMC,再加入粗酶液,50℃作用30min,加入葡萄糖显色剂(DNS),540nm处测光密度值.酶活用国际单位,其定义为每克干曲每分钟水解生成1μmol葡萄糖的酶量为1个活力单位[umol/(min?g)].

固定化酶活的测定方法:准确称取一定量固定化酶,加入缓冲液,再加入一定量1%的CMC,50℃作用30min,加入DNS试剂,540nm处测光密度值.酶活用滤纸酶活(FPU)表示,采用国际单位,其定义为每克固定化酶每分钟水解生成1μmol葡萄糖的酶量为1个活力单位[umol/(min?g)].

11213　载体的预处理和纤维素酶的固定化

将壳聚糖用粉碎机粉碎后过40目筛,然后分别用3%的HCl和10%的NaO H反复洗脱壳聚糖本身附着的钙成分和蛋白质成分.随后反复用蒸馏水洗绦并抽滤3次.抽干后保存于4℃冰箱备用.

纤维素酶的固定参照陈盛的方法:称取一定量的40目壳聚糖,加入一定浓度的戊二醛,室温下搅拌3 h,4℃冰箱静置过夜,反复水冼并抽滤,然后往交联后壳聚糖中加入一定量的纤维素粗酶液,室温下搅拌2h,然后放置4℃冰箱过夜.次日,充分水洗并抽干即得固定化纤维素酶.

11214　戊二醛浓度对固定化酶活力的影响

取6份012g精致载体,分别放在6个干净的小烧杯中,然后在烧杯中分别加入4%,5%,6%,7%, 8%,9%戊二醛5mL,随后在磁力搅拌器上搅拌3h.载体与戊二醛充分交联后,反复水洗并抽滤;然后向抽滤后的载体中加入5mL粗酶液,相同条件磁力搅拌2h.置冰箱4℃过夜.次日,抽滤水洗3次即得固定化酶.然后测定固定化酶的活力.

11215　酶量对固定化酶活力的影响

取6份012g精致载体分别加入6个干净的小烧杯中,再分别向每个烧杯中加入5mL5%的戊二醛,然后磁力搅拌器上搅拌315h.载体与戊二醛充分交联后,反复水洗并抽滤.然后向抽滤后的载体分别加入2,3,4,5,6,7mL的粗酶液,相同条件磁力搅拌2h.置冰箱4℃过夜.次日,抽滤水洗3次即得固定化酶.测定固定化酶的活力.

11216　固定化酶与粗酶液最适温度比较

取固定化酶0105g和粗酶液015mL各7份,分别在40,45,50,55,60,65,70℃,其它条件相同的情况下测酶活力1

11217　固定化酶与粗酶液最适p H比较

取固定化酶0105g和粗酶液015mL各6份,分别在p H为2,3,4,5,6,7,其余条件相同情况下测酶活力.

11218　固定化酶与粗酶液的表观米氏常数比较

取固定化酶0105g与粗酶液015mL各6份,分别与不同浓度的底物3mL反应,测酶活,用双倒数作图法,求得固定化酶和粗酶液米氏常数Km.

2　结　果

2.1　粗酶液蛋白质含量及酶活力

经测定,提取的游离酶液中蛋白质含量为33133ug/mL,酶活力为120IU/mL.

212　戊二醛浓度对固定化酶活性的影响

不同戊二醛浓度对固定化酶活力影响如图1所示:当戊二醛浓度较低时,固定化酶活力随着戊二醛浓

度的增大而增大,当戊二醛浓度达到6%时,固定化酶活力达最大,超过6%以后酶活力降低.表明6%的戊二醛足以使该壳聚糖分子上的氨基酸充分发生交联反应,所形成的载体与酶结合量达到最大值.

2.3　酶量对固定化酶活力的影响

不同酶量对固定化酶活力的影响如图2所示.当其他条件不变时,随着给酶量的增加,固定化酶活力增加,在5mL 时达到最大.图2表明:在本实验条件下,011g 干壳聚糖与6%戊二醛交联后固定效果最好

.

2.4　固定化酶与粗酶液最适温度比较

固定化酶与粗酶液最适温度如图3所示,粗酶的最适温度为50℃,而固定化酶的最适温度为60℃,其原因可能是因为固定化酶改善了粗酶的一些性质.

2.5　固定化酶与粗酶液最适pH 比较

固定化酶与粗酶液最适p H 如图4所示,固定化酶最适p H410,游离酶的最适p H510,表明固定化酶

在耐酸性方面较优于粗酶液

,这将有利于固定化的工业应用.

图5　固定化酶与粗酶液的表观米氏常数2.6　固定化酶与粗酶液的表观米氏常数比较

固定化酶与粗酶液的表观米氏常数如图5所示.

固定化酶Km =3159201×10-2,粗酶液Km 值为

4107604×10-2,表明该纤维素酶经固定化以后,与底

物的亲和力有所增加.

3　结论与讨论

本实验利用固态发酵法从瑞氏木霉QM9414发酵

液中提取了纤维素粗酶液,将其固定在壳聚糖上,结果表明,游离酶液中的蛋白质含量为33133ug/mL ,酶活力为120IU/mL.当011g 载体与5mL 6%的戊二醛固定纤维素酶后酶的活力最好.这是因为当壳聚糖的量一定时,其提供给酶的结合位点是一定的,随着给酶量的增加,其结合位点趋于饱和,因而制得的固定化酶活力随着酶量的增加而增大,当结合位点饱和

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以后,增加给酶量却不增大酶活力[428].

固定化酶的最适温度为60℃而粗酶液为50℃,粗酶液的最适p H为5,固定化酶的最适p H为41这表明固定化纤维素酶的活力受环境因素如p H、温度等的影响,固定化酶的最适p H向酸性方向移动,而最适反应温度比游离酶高.固定化酶的这种特性有利于工业生产中的酸性环境以及高温环境,有利于提高生产效率和酶的利用率.固定化酶的Km值3159201×10-2,粗酶液的Km值为4107604×10-2,表明纤维素酶经固定化以后,与底物的亲和力有所增加,固定化酶的理化性质相对游离酶来说得到了改善,这对提高反应速度是有利的[628].

参考文献:

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cellulase CelZ implications for synergism[J].Eur J.BIOCH EM,1999,262:218-223.

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[8]　肖海军,贺筱蓉.定化酶及其应用研究进展[J].生物学通报,2001,36(7):9-10.

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A Study on Immobilized Cellulase

WU Hong2xian

School of Life Science and Biotechnology,Southwest University for Nationalities,Chengdu610041,China

Abstract:The ext ra2cellulase f rom T.reesei QM9414was immobilized on chitosan by glutaraldehyde,t hen t he activity,optimum p H,Km,and optimum temperat ure of immobilized and f ree cellulose was also st ud2 ied.The result s indicated t hat protein concentration and enzyme activity of f ree enzyme was3313ug/mL and120IU/mL,respectively.The optimum p H of soluble enzyme and immobilized enzyme were p H5and p H4,respectively.The optimum temperat ure of soluble enzyme was50℃,whereas immobilized showed high activity in60℃.The Km of immobilized enzyme and soluble enzyme was3159201×10-2and 4107604×10-2,respectively.

K ey w ords:chito san;cellulose;immobilized enzyme

责任编辑　陈绍兰

纤维素酶的作用机理及进展的研究

纤维素酶的作用机理及进展的研究 摘要：纤维素酶广泛存在于自然界的生物体中，本文论述了纤维素酶的性质，重点介绍了纤维素酶的作用机理、应用及其研究进展，并对其研究前景做了展望。关键词：纤维素酶；纤维素；作用机理； 0引言 纤维素酶在饲料、酒精、纺织和食品等领域具有巨大的市场潜力，已被国内外业内人士看好，将是继糖化酶、淀粉酶和蛋白酶之后的第四大工业酶种，甚至在中国完全有可能成为第一大酶种，因此纤维素酶是酶制剂工业中的一个新的增长点。 纤维素占植物干重的35%-50%[1],是世界上分布最广、含量最丰富的碳水化合物。对人类而言，它又是自然界中最大的可再生物质。纤维素的利用和转化对于解决目前世界能源危机、粮食短缺、环境污染等问题具有十分重要的意义[2]。 1 纤维素酶的性质 纤维素酶是一种重要的酶产品，是一种复合酶，主要由外切β-葡聚糖酶、内切β-葡聚糖酶和β-葡萄糖苷酶等组成，还有很高活力的木聚糖酶活力。纤维素酶是四级结构，,产生纤维素酶的菌种容易退化，导致产酶能力降低。由于纤维素酶难以提纯，实际应用时一般还含有半纤维素酶和其他相关的酶，如淀粉酶（amylase）、蛋白酶（Protease）等。 纤维素酶的断键机制与溶菌酶一样，遵循双置换机制。纤维素与酶相互作用中，是酶被底物分子所吸附，然后进行酶解催化，酶的活性较低，仅为淀粉酶的1/100[3] 纤维素酶对底物分子的分解，必须先发生吸附作用。纤维素酶的吸附不仅与自身性质有关，也与底物密切相关，但纤维素酶的吸附机制总体并未弄清，仍需进一步研究[4]。 2 纤维素酶的作用原理 （1）、纤维素酶在提高纤维素、半纤维素分解的同时，可促进植物细胞壁的溶解使更多的植物细胞内溶物溶解出来并能将不易消化的大分子多糖、蛋白质和脂类降解成小分子物质有利于动物胃肠道的消化吸收。 （2）、纤维素酶制剂可激活内源酶的分泌，补充内源酶的不足，并对内源酶进行调整，保证动物正常的消化吸收功能，起到防病，促生长的作用。 （3）、消除抗营养因子，促进生物健康生长。半纤维素和果胶部分溶于水后会产生粘性溶液，增加消化物的粘度，对内源酶造成障碍，而添加纤维素酶可降低粘度，增加内源酶的扩散，提高酶与养分接触面积，促进饲料的良好消化。 （4）、纤维素酶制剂本身是一种由蛋白酶、淀粉酶、果胶酶和纤维素酶等组成的多酶复合物，在这种多酶复合体系中一种酶的产物可以成为另一种酶的底物，从而使消化道内的消化作用得以顺利进行。也就是说纤维素酶除直接降解纤维素，促进其分解为易被动物所消化吸收的低分子化合物外，还和其他酶共同作用提高奶牛对饲料营养物质的分解和消化。

真菌与细菌纤维素酶研究进展_高凤菊 (1)

第27卷第2期 唐山师范学院学报 2005年3月 Vol. 27 No.2 Journal of Tangshan Teachers College Mar. 2005 ────────── 收稿日期：2004-10-20 作者简介：高凤菊（1978-），女，河北乐亭人，四川农业大学生命科学学院硕士研究生。 - 7 - 真菌与细菌纤维素酶研究进展 高凤菊1，李春香2 （1.四川农业大学 生命科学学院，四川 雅安 625014；2.唐山师范学院 生物系，河北 唐山 063000） 摘 要：对分解纤维素真菌及细菌的种类，纤维素酶的组成和分类，分子结构、作用机理，纤维素酶基因工程及研究展望进行了综述。 关键词：真菌；细菌；纤维素酶 中图分类号：Q556+.2 文献标识码：B 文章编号：1009-9115（2005）02-0007-04 资源和环境问题是人类在21世纪面临的最主要的挑战。生物资源是可再生性资源，地球上每年光合作用的产物高达1.5×1011~2.0×1011t ，是人类社会赖以生存的基本物质来源。其中90％以上为木质纤维素类物质，[1]其中的纤维素是地球上最丰富 的多糖物质， [2] 这类物质是植物细胞壁的主要成分，也是地球上最丰富、最廉价的可再生资源。我国的纤维素资源极为丰富，每年农作物秸秆的产量 达5.7×108t ， 约相当于我国北方草原年打草量的50倍。目前这部分资源尚未得到充分的开发利用，主要用于燃料，畜牧饲料与积肥，不仅利用率低，还 对环境造成一定的污染。 [3] 随着世界人口迅速增长、粮食、矿产资源日渐枯竭，开发高效转化木质纤维素类可再生资源的微生物技术，利用工农业废弃物等发酵生产人类急需的燃料、饲料及化工产品，即化工原料的“绿色化”，具有极其重大的现实意义和光明的发展前景。 在自然界中，许多霉菌[4]和细菌[5]都能产生纤维素酶，但有关细菌纤维素酶的报道很少。由细菌所产生的纤维素酶一般最适中性至偏碱性，因为这类酶制剂对天然纤维素的水解作用较弱，长期以来没有得到足够的重视。近十几年来，随着中性纤维素酶和碱性纤维素酶在棉织品水洗整理工艺及洗涤剂工业中的成功应用，细菌纤维素酶制剂已显示出良好的使用性能和巨大的经济价值。[6][7][8] 1 纤维素分解微生物 1.1 纤维素分解性细菌 (cellulose decomposingbacteria ) 纤维素分解性细菌是能分解纤维素的细菌。由于纤维素酶等的作用，纤维素可一直被分解到葡萄糖为止，有时在分解过程中会积累纤维二糖。这类 细菌多见于腐植土中。好氧性细菌如纤维单胞菌属（Cellulomonas ）、纤维弧菌属（Cellvibrio ）、噬胞菌属（Cytophaga ）等能分解纤维素；但在好氧条件下土壤中纤维素的分解，主要是纤维素分解真菌在起作用。而在厌氧条件下纤维素的分解，一些厌氧性的芽孢梭菌属（Clostridium ）的细菌具有重要作用。纤维素分解细菌亦可栖息于草食动物的消化道、特别是反刍动物的瘤胃中。它们在其中进行分解纤维素的活动，这些细菌是厌氧性细菌，例如产琥珀酸拟杆菌（Bacteroides succinogenes ）、牛黄瘤胃球菌（Ruminococcus flavefaciens ）、白色瘤胃球菌（R.albus ）、溶纤维丁酸弧菌（Butyrivibrio fibrisolvens ）（程光胜 译）等。细菌纤维素酶多数结合在细胞膜上，菌体细胞需吸附在纤维素上才能起作用，使用很不方便，酶的分离提取也较困难。但是细菌主要产生中性纤维素酶和碱性纤维素酶。碱性纤维素酶由于在洗涤剂工业中有良好的应用价值，也成为研究热点，其产生菌主要集中在芽孢杆菌属[9]。由于酶的耐热性在生产中具有现实意义，所以耐热细菌也是研究的热点。 1.2 纤维素分解性真菌 真菌类有黑曲霉、血红栓菌、卧孔属、疣孢漆斑菌QM460、绳状青霉、变幻青霉、变色多空霉、乳齿耙菌、腐皮镰孢、绿色木霉、里氏木霉、康氏木霉、嗜热毛壳菌QM9381和嗜热子囊菌QM9383等[10]；丝状真菌产生的纤维素酶一般在酸性或中性偏酸性条件下水解纤维素底物。真菌纤维素酶通常是胞外酶，酶被分泌到培养基中，用过滤和离心等方法就可较容易地得到无细胞酶制品。目前饲用纤

浅谈食品用酶的应用现状

浅谈食品用酶的应用现状 食品用酶，从早期的酿造、发酵食品开始，至今已广泛应用到各种食品上。随着生物科技进展，不断研究开发出新的酶制剂，已成为当今新的食品原料开发、品质改良、工艺改造的重要环节。 酶制剂在食品行业中的应用主要体现在以下几个方面： 1. 有利于食品的保藏，防止食品腐败变质。例如：目前与甘氨酸配合使用的溶菌酶制剂，应用于面食、水产、熟食及冰淇淋等食品的防腐。如溶菌酶用于pH6.0～7.5的饮料和果汁的防腐。乳制品保鲜新鲜牛乳中含有13毫克/100毫升的溶菌酶，人乳中含量为40毫克/毫升。在鲜乳或奶粉中加入一定量溶菌酶，不但可起到防腐作用，而且有强化作用，增进婴儿健。 2. 改善食品色香味形态和质地。如，花青素酶用于葡萄酒生产，起到脱色作用；复合蛋白酶嫩化肌肉，使肉食品鲜嫩可口；在肉类香精生产中常用的风味酶就是一种复合酶，使最终反应达到风味化要求。 3. 保持或提高食品的营养价值。通过多种蛋白酶的作用生产多功能肽及各种氨基酸已经是营养保健行业常见的加工方法。 4. 增加食品的品种和方便性。如用纤维素酶及果胶酶处理过的槟榔，使硬组织软化，方便食用，提高适口性，更便于咀嚼。为儿童提供各种酶解后的动植物天然食品，通过纤维素酶、果胶酶、蛋白酶等多种酶作用，去除不易吸收的成分，提高营养价值，更适合婴幼儿的营养吸收。 5. 有利于食品加工操作，适应生产的机械化和自动化。丹宁酶消除多酚类物质，去除涩味并消除其形成的沉淀。蛋白酶用于饼干减筋，生产酥性饼干。纤维素酶、果胶酶常用于榨果汁、豆油等对于原料的前处理，通过对果胶和纤维素的降解来解决加工难度，提高出油、出汁率。 6. 专一性生产加工需求。最典型的就是成熟的酶法淀粉深加工、酶法肉类提取物及酶法酵母提取物的大规模生产。由淀粉酶、蛋白酶、各种转化酶等组成的专一性酶解技术使这些农副产品深加工得于实现，并产生高付加值的食品原料。 7. 去除食品中的不利成分。双乙酰还原酶去除啤酒中的双乙酰。过氧化氢酶去除牛乳中的过氧化氢。柚苷酶用于柑橘汁的脱苦。 8. 保护食品中的有效成分，稳定食品体系。过氧化氢酶、葡萄糖氧化酶合用，用于稳定柑橘萜烯类物质。-半乳糖苷酶用于牛乳中，预防粒状结构；冷冻时稳定蛋白质；提高炼乳稳定性。 9. 提高食品的价值。酯酶用于交酯化反应，从低价值的原料中制造高价值的三酰甘油酯。 因为酶催化反应的专一性与高效性，在食品加工中酶的应用相当广泛，用得最多的是水解酶，其中主要是碳水化合物的水解酶；其次是蛋白酶和脂肪酶；少量的氧化还原酶类在食品加上中也有应用。日前，食品加工中只有少数几种酶得到应用。 国际市场动向 据推测，现在工业用酶的世界市场约为13亿美元。按地域分，欧洲占45％，北美为35％，南美5％，亚洲15％。按用途领域分，洗涤剂用为5.5亿美元；谷物处理用1.50亿美元；饲料用2亿美元，纤维用21亿美元；其他为4.50亿美元，其中用于食品的酶包含在淀粉糖化的谷物处理领域内，而脂肪酶和凝乳酶等处于谷物处理领域以外的食品用酶，则包含在“其他”项目中。据推测，食品用酶的市场规模将包括油脂用酶0.23亿美元；面包用酶1亿美元；果汁用酶0.26亿美元；酿造用酶0.42亿美元；蛋白分解用酶（包括制造风味用酶）约1亿美元。 世界上主要酶制剂生产公司是丹麦的诺维信公司和美国的国际杰耐考阿公司两大公司。现在世界酶制剂市场大约由诺维信公司占有40％的份额，而杰耐考阿公司约享有20％的份额。 日本的食品用酶的市场规模约为100亿日元。其中虽然以用于异构糖生产的酶为主，但是日本异构糖市场已经进入成熟期，今后难以有更大的发展和增长。近年来排位第二的蛋白质分解酶市场增长较快，主要是用于食品软化、调味品生产以及多肽等保健功能性材料生产。除此以外，同样寄以厚望的还有在巧克力生产中得到重用的可可白脱制造所需的脂肪酶；为制造供乳糖不耐症患者使用的预先分解乳糖的牛乳以及在生产无砂糖酸奶时，为调制甜味所必须的乳糖酶以及奶酪生产中使用的凝乳酶和澄清果汁用酶类等。日本最大的食品添加剂公司味之素公司在1993年开发成功和上市的谷氨酰胺转胺酶（TGase）制剂“阿库替巴”，迄今为止被利用在畜肉加工、火腿、香肠加工、水产品加工、面条加工以及豆腐加工中。在日本市场的年销售金额达45亿日元，是目前食品加工用酶中市场销售金额最高的一种酶。此外，该产品已销售到以欧洲为中心的海外市场。在日本销售金额中的2/3是海外市场销售所得。

纤维素酶的应用

纤维素酶的应用 1 在动物饲料中的应用 纤维素酶的应用开始于上世纪80年代早期，首先应用于动物饲料中。它的营养作用机理主要在于以下几个方面。 1）毁植物细胞壁,释放胞内养分。植物细胞内的营养物质由植物细胞壁包裹,植物细胞壁主要由纤维素、半纤维素和果胶组成。纤维素酶可在半纤维素酶、果胶酶等协同作用下破坏细胞壁,使细胞内容物释放出来以利于进一步降解提高吸收率,同时也增加了非淀粉多糖的消化进而改善了高纤维饲料的利用率。 2）补充动物内源酶的不足,剌激内源酶的分泌。虽然草食动物能通过体内的微生物合成部分纤维素酶,但酶量有限,使粗纤维的消化吸收受到一定限制,而补充纤维素酶制剂则可明显提高对纤维素的利用率。对鸡、猪等单胃动物而言,其体内缺乏内源性纤维素酶,补充纤维素酶可以弥补这一缺陷,提高对纤维素的消化利用能力。同时,添加纤维素酶后,动物消化道酶系的组成、酶分泌量及活性可以得到改善,并改善消化道环境,增加酸度,激活胃蛋白酶。因此,畜禽日粮中添加纤维素酶对幼龄动物及病态和应激状态下的成年畜禽尤为重要,因为此时动物消化酶分泌量明显下降,添加纤维素酶效果会更为显著。 3）缓解或消除饲料抗营养因子的影响。果胶、半纤维素、β- 葡聚糖及戊聚糖能部分溶解于水中并产生粘性,增加了动物胃肠道内容物的粘度,对内源酶来说是一个屏障,降低了营养物质的消化吸收。而补充纤维素酶后,能在半纤维素酶、果胶酶、β- 葡聚糖酶等的协同下将纤维素、半纤维素、果胶、戊聚糖等大分子物质降解为单糖和寡糖,从而降低粘稠度,促进内源酶的扩散,增加养分的消化吸收。 4）促进小肠对营养物质的吸收。纤维素酶具有维持小肠绒毛形态完整,促进营养物质吸收的功能。 在实际生产中通常将纤维素酶与半纤维素酶、果胶酶、β- 葡聚糖酶等组成复合酶制剂用于

【文献综述】纤维素酶的概述

文献综述 生物工程 纤维素酶的概述 【摘要】纤维素作为地球上分布广，含量丰富的碳水化合物，它的降解是自然界碳素循环的中心环节。纤维素的利用和转化对于解决目前世界能源危机，粮食短缺、环境污染等问题具有十分重要的意义。本文就纤维素酶的应用进行一个简要的概述。 【关键词】纤维素酶；纤维素酶的实际应用：应用前景 1. 纤维素的概况 1.2 纤维素酶的分类 纤维素酶的组成比较复杂,通常所说的碱性纤维素酶是具有3～10 种或更多组分构成的多组分酶。根据其作用方式一般又可将纤维素酶分为3 类: 外切β- 1, 4-葡聚糖苷酶( 简称CBH) 、内切β-1, 4- 葡聚糖苷酶( 简称EG)和β- 1, 4- 葡萄糖苷酶( 简称BG) [1]。在这3 种酶的协同作用下,纤维素最终被分解成葡萄糖。到目前为止, 还没有能够在碱性条件下分解天然纤维素的纤维素酶。碱性纤维素酶是一种单组分或多组分的酶, 只具有内切β- 1, 4- 葡聚糖苷酶( 又称CMC酶) 的活性, 有的还与中性CMC 酶组分共存[2]。 1.3 纤维素酶的作用机理 纤维素酶在提高纤维素、半纤维素分解的同时, 可促进植物细胞壁的溶解使更多的植物细胞内溶物溶解出来并能将不易消化的大分子多糖、蛋白质和脂类降解成小分子物质, 有利于动物胃肠道的消化吸收[3]。同时, 纤维素酶制剂可激活内源酶的分泌, 补充内源酶的不足, 并对内源酶进行调整, 保证动物正常的消化吸收功能, 起到防病、促生长的作用, 消除抗营养因子,促进生物健康生长。半纤维素和果胶部分溶于水后会产生粘性溶液, 增加消化物的粘度, 对内源酶造成障碍, 而添加纤维素酶可降低粘度, 增加内源酶的扩散, 提高酶与养分接触面积, 促进饲料的良好消化。而纤维素酶制剂本身是一种由蛋白酶、淀粉酶、果胶酶和纤维素酶等组成的多酶复合物, 在这种多酶复合体系中一种酶的产物可以成为另一种酶的底物, 从而使消化道内的消化作用得以顺利进行[4]。也就是说纤维素酶除直接降解纤维素, 促进其分解为易被动物所消化吸收的低分子化合物外, 还和其他酶共同作用提高奶牛对饲料营养物质的分解和消化[5] 2. 纤维素酶的一些历史及研究成果 在吴琳,景晓辉,黄俊生[3]的产纤维素酶菌株的分离，筛选和酶活性测定中，他们利用“采样—培养—分离单菌落—初筛—复筛—测OD值”的方法筛选出分解纤维素能力较强的菌株。[结果]经反复培养和划线分离从80份样品中初选出35株具有分解纤维素能力的菌株。其中10株由白转绿,长势较

纤维素酶的水解机制和作用条件

纤维素酶的水解机制和作用条件 纤维素酶对大家来说已经不陌生，现在已经广泛应用在工业生产过程中，纤维素酶在植物提取和饲料中的功能是其他产品所无法替代的。然而纤维素酶在其发展过程中经历了漫长的过程，随着越来越多的生物学家对其进行研究，纤维素酶的水解过程才逐渐被人们掌握。下面详细介绍纤维素酶的研究过程和其水解机制。 1 纤维素酶的研究过程 在自然界中,绝大多数的纤维素是由微生物通过分泌纤维素酶来进行降解的。早在l850年,Mifscherlich己经观察到微生物分解纤维素现象。但纤维素酶的研究则是从1906年Seilliere在蜗牛消化液中发现了分解天然纤维素的酶,以后才逐渐开始的。1912年 Pringsheim 从耐热性纤维素细菌中分离出纤维素酶。1933年Grassman分辨出了一种真菌纤维素酶的两个组分。1954年,美国陆军 Natick实验室开始研究军用纤维素材料微生物降解的防护问题,后来发现纤维素经微生物降解后,可产生经济、丰富的生产原料,并且有望解决自然界不断产生的固体废物问题,于是纤维素酶得到了广泛的关注。 2 纤维素酶的水解机制 关于纤维素酶水解的机制至今仍无完全统一的认识,目前普遍接受的理论主要为协同理论。该理论认为,纤维素的酶水解过程是由C1酶、Cx酶、β-葡萄糖苷酶系统作用的结果,水解过程为:先是Cx酶作用于纤维素分子非结晶区内部的β-1, 4糖苷键,形成短链的β-寡聚糖;C1酶作用于β-寡聚糖分子的非还原末端,以二糖为单位进行切割产生纤维二糖;接着,部分降解的纤维素进一步由C1酶和 Cx酶协同作用,分解生成纤维二糖、纤维三糖等低聚糖;最后由β-葡萄糖苷酶作用分解为葡萄糖。纤维二糖对CBH和EG有强烈抑制作用,β-葡萄糖苷酶 BG将纤维二糖和纤维三糖水解为葡萄糖,从反应混合物中除去抑制。

纤维素酶的结构与功能综述

研究生课程作业（综述）题目：纤维素酶的结构与功能 食品学院食品工程专业 学号 学生姓名 课程食品酶学 指导教师 二〇一三年十二月

纤维素酶的结构与功能 摘要：人类的生命活动离不开酶，生物体的一切新陈代谢活动都离不开酶，并且工业酶产业正在迅速发展。本文简单阐述了酶的结构与功能，重点以纤维素酶为例子，阐述它的来源、结构、分类、催化机制以及在各行业的应用，并对纤维素酶的发展前景作了一定展望。 关键词：纤维素酶结构家族功能 The structure and function of cellulase Abstract:Human's life activities is dependent on the enzyme,and all the metabolic activity of organisms cannot leave the enzyme, and industrial enzyme industry is developing rapidly.This article simply expounds the structure and function of enzymes.The key to cellulose enzyme as an example,expounds its source,structure, classification,catalytic mechanism and application in various industries,and lastly expect the development prospect of cellulase. Keywords: cellulase structure family function 1

纤维素酶的研究进展及应用前景

纤维素酶的研究进展及应用前景 摘要 我国近年来在纤维素酶研究应用领域取得了很大进展。纤维素酶是一组能够分解纤维素产生葡萄糖的酶的总称，按照功能可以分为内切葡糖聚酶，外切葡糖聚酶和β-葡聚糖苷酶。它在纺织，酿酒，食品与饲料行业的市场潜力是巨大，受到国内外业内人士的看重。本文综述了纤维素酶的组成，结构，分类，理化性质与作用机理，阐明了生产纤维素酶的微生物种类，纤维素酶的发酵工艺及高效分解菌。介绍了纤维素酶的特性，重要意义，在各领域的应用，并对其未来研究趋势进行了展望。 关键字：纤维素酶研究应用 前言：因为资源枯竭、能源短缺及环境污染等问题日益加剧，世界各国都在寻找开发新能源。纤维素类物质是自然界中分布最广泛、含量最丰富、生成量最高的有机化合物，也是自然界中数量最多的可再生类质。但这些纤维素大部分没有被开发，造成巨大的资源浪费和环境污染。近年来关于纤维素酶的基础研究获得了显著的进展，主要包括酶的组成部分和结构、发生降解的机理、基因的克隆和表达、酶的发酵和生产、应用等方面。由此可见生产纤维素酶对人类生存环境的改善和可持续发展有着举足轻重的地位。 1，纤维素酶的来源和分类 纤维素酶的最主要来源是微生物，用其生产是最为有效和方便的。不同微生物合成的纤维素酶在组成上差异明显。对纤维素的降解能力也不尽相同。细菌与放线菌生产的纤维素酶产量均不高，在工业上很少应用。而真菌具有产酶的诸多优点：产酶能力强，产生的纤维素酶为胞外酶，便于酶的分离和提取，且产生纤维素酶的酶系结构较为合理；酶之间有强烈的协同作用，降解纤维素的效率高。纤维素酶是一类能够把纤维素降解为低聚葡萄糖、纤维二糖和葡萄糖的水解酶。根据纤维素酶的结构不同，可把纤维素酶分为两类：纤维素酶复合体和非复合体纤维素酶。纤维素酶复合体是一种超分子结构的多酶蛋白复合体，由多个亚基构成。由四个部分构成：脚手架蛋白、凝集蛋白和锚定蛋白结合体、底物结合区域和酶亚基。非复合体纤维素酶主要由好氧的丝状真菌产生，如子囊菌纲和担子菌纲等的一些种属。它是由不同的三种酶所构成的混合物，即内切葡聚糖酶、外切葡苷糖酶和B一葡萄糖苷酶。 2，纤维素酶的组成与结构 因为种类和来源的不同，纤维素酶的结构存在较大差异，但是通常均具有2

纤维素酶在食品发酵工业中的应用

纤维素酶在食品发酵工业中的应用 1 纤维素酶在白酒生产中的应用 在白酒的传统酿造工业中，一般使用淀粉和其它糖类的物质如玉米、高粱、大麦等作为原料，结合稻壳、谷糠、高粱壳等辅料可以保持酒醅的松软度，在此基础上再添加一定量的糖化剂，使原料可以被酵母所利用。糖化剂在酿酒工艺中被称为曲或酒曲，曲是一种培养基，可以培养多种霉菌，累积不同的粗制酶类，如淀粉酶、磷酸化酶、脱羧酶等，白酒生产中最常用的曲为麸曲。之后再细致的将原料粉碎成末，将配料与之混合后，蒸煮至糊化后冷却，经历拌醅后便可入窖发酵，发酵一定时间后进行蒸酒便可以获得传统酿造的白酒[1]。 在白酒发酵生产中应用纤维素酶，可以有效提高原料的利用率及白酒的出酒率，其原因可能是有以下三方面：一是纤维素酶对纤维素类物质具有降解作用，例如其可以降解植物细胞壁的结构，使细胞内部所含有的淀粉类物质得到释放，利于糖化酶作用，提高了原料中可利用的淀粉含量，起到了节约原料的作用；其二薯干等淀粉质原料中含有1%-3%的纤维素和半纤维素，故在纤维素酶的作用下淀粉质原料可以分解生成可发酵的糖类，原料中碳源的含量的上升，白酒的出酒率也将得到提高；此外，纤维素酶还在白酒生产中的蒸煮过程与糖化过程中有效的降低了醪液的粘度，这有利于醪液的发酵，并且对醪液的运输提供了便利[2,3]。 将纤维素酶应用于酿酒中，生产时每使用10kg的原料，可在原有酿造基础上增加1-1.5kg的酒量，节约原料20%，其生产出的酒杂醇油含量比较低，而杂醇造成是白酒中苦涩味的主要来源，其减少将会使酒味更加醇香。在白酒酿造中，原料中含有的纤维素类物质较多，使用纤维素酶后，部分纤维素会降解生成葡萄糖，这些葡萄糖会与淀粉产生的糖类一起经由酵母分解而绝大部分转化为酒精，提高出酒率3%-6%，而纤维素和淀粉的利用率也将提高到90%[2,3]。以大曲酒为例，李旭晖等[4-6]的研究发现，在大曲酒的固态发酵中添加适量的纤维素酶后，以相同工艺为标准发酵27天后，每100kg原料大约可以增加出酒量6kg-15kg，出酒率可提高1.6倍。

生物技术生产纤维素酶及其应用研究进展

Vol.15,No.18精细与专用化学品第15卷第18期 Fine and Specialty Che m icals2007年9月21日技术进展 生物技术生产纤维素酶 及其应用研究进展 刘　颖3　张玮玮 (哈尔滨商业大学食品工程学院,黑龙江哈尔滨150076) 摘　要:简要介绍纤维素酶的酶学性质、降解机制、生产工程菌的选育、纤维素酶的应用情况,以及对纤维素酶生产与应用方面存在的问题和未来发展趋势进行了分析与探讨。纤维素酶在食品、酿造行业、农副产品深加工、饲料、医药、环境保护和化工等领域有着非常广阔的应用前景和应用潜力。我国纤维素酶的生产及应用研究近年来取得了很大进展,今后必将在应用深度和广度上进一步扩展。 关键词:纤维素酶;发酵;克隆;生物技术 Cellul a se Produced by B i otechnology and Its Appli ca ti on Progress L I U Ying,ZHAN G W ei2w ei (College of Food Engineering,Harbin University of Commerce,Harbin150076,China) Abstract:The enzy mol ogical p r operties of cellulase,degradati on mechanis m,the selecting culture of engineering m i2 cr oorganis m and the app licati on p r os pect of bi otechnol ogy in cellulase industry are intr oduced briefly.The existing p r oble m s in cellulase p r oducti on and app licati on and the devel opment trend in the future are analyzed and discussed.The p r os pect and potential of app licati ons of cellulase are wide,es pecially in the fields of f ood industry,fer mentati on industry,deep2p r o2 cessing of far m ing p r oducts,f orage,medicine,envir on mental p r otecti on and che m ical industry.A great p r ogress has been made in the cellulase devel opment and app licati on recently in China,and in the future it will be certainly expanded deep ly and comp rehensively. Key words:cellulase;fer mentati on;cl one;bi otechnol ogy 纤维素是地球上数量最大的可再生资源,微生物对它的降解、转化是自然界中碳素转化的主要环节。纤维素酶(Cellulase)是降解纤维素生成葡萄糖的一组酶的总称。纤维素的生物转化与利用对当前世界能源危机、粮食短缺和环境污染等问题具有重要的意义。近年来,我国纤维素酶的应用研究十分活跃,已筛选到一批高产菌株。随着分子生物学、遗传工程的迅猛发展,国内外均在尝试应用基因工程技术来改造和构建高效纤维素降解菌。这些菌具有独特的酶学性质,扩大了纤维素酶的应用范围。根据纤维素酶遗传特性而构建的高效纤维素分解菌开辟了纤维素酶生产的新途径。 1　维素酶的性质及其降解机制 纤维素酶是一种糖蛋白,它是一个多组分的诱导酶系,采用层析分离和电泳技术等可将纤维素酶分成不同的组分。目前普遍认为,完全降解纤维素至少需要由3种功能不同但又互补的纤维素酶协同作用才能将纤维素水解至葡萄糖,它们是EG(内切葡聚糖酶)、CBH(外切葡聚糖酶)和CB(纤维二糖酶或β2葡萄糖苷酶)。纤维素的降解过程,首先是纤维素酶分子吸附到纤维素表面,然后,EG(内切 ? 8 ? 3收稿日期:2007207212 　作者简介:刘颖(19682),女,副教授,研究方向为食品生物技术。

《纺织品生物酶加工》结课作业

《纺织品生物酶加工》结课作业 题目: 纤维素酶在生物抛光中的应用研究 学院: 纺织与材料学院 专业班级:轻化工程2013级班 学生姓名: 李朝龙 学号: 41301030205

一、纤维素酶的来源及分类 1.纤维素酶的来源 1.1.来源于微生物的纤维素酶 （1）真菌类 分解纤维素的真菌主要来自丝状真菌，其菌丝穿透能力强，降解速率快。如木霉属、青霉属、根霉属、漆斑霉属、毛壳霉属等，还有后期研究发现的一些其他类型的真菌类纤维素酶。 （2）细菌类 细菌产生的纤维素酶一般需要在最适PH为中性至偏碱性环境下发挥作用。细菌中产纤维素酶活力较强的菌种，大致分为发酵厌氧型、好氧型和好氧滑动菌型三大类。 （3）放线菌类 对于放线菌研究者们关注度并不高，其繁殖缓慢，降解纤维素能力均弱于真菌和细菌。但放线菌具有独特的优势，其分泌的胞外酶多数具有一定的耐碱低性，能够在强碱性条件下仍保持较高活性，其单细胞结构简单，便于遗传分析等。目前研究较多的是高温放线菌，主要包括纤维放线菌，诺卡氏菌属和链霉菌等一些菌种。 1.2.来源于动物的纤维素酶 动物性纤维素酶是指动物内源性纤维素酶。自然界中，某些动物如草食性动物白蚁、食木蟑螂、蜗牛、天牛和线虫等也可以产生纤维素酶。 1.3.来源于植物的纤维素酶

植物的细胞壁主要由纤维素组成，纤维素能抵抗植物高渗透压，发挥支撑作用，并且在植物发育的不同阶段起到水解细胞壁的作用，如，果实成熟蒂柄的脱落等过程，会伴随着细胞壁降解的发生，所以纤维素酶同样广泛存在于植物中H1。但现今植物中提取纤维素酶的方法尚不成熟，提取的酶含量和纯度都不理想，因此植物不作为纤维素酶的主要来源。 1.4.来源于其他的纤维素酶 主要是一些食用菌类，以及一些组织培养基等。 2.纤维素酶的分类 纤维素酶一般可以分为以下三类： （1）葡聚糖内切酶：能在纤维素酶分子内部任意断裂β-1，4糖苷键。 （2）葡聚糖外切酶或纤维二糖酶：能从纤维分子的非还原端依次裂解β－1，4糖苷键释放出纤维二糖分子。 （3）β－葡萄糖苷酶：能将纤维二糖及其他低分子纤维糊精分解为葡萄糖。 二、纤维素酶的作用机理 纤维素酶的作用机制相对复杂，到目前为止依旧没有完全弄清。除了各个组分对纤维素分子的分解作用外，现在越来越多的研究表明纤维素酶的各种组分之间存在着协同作用。不过，纤维素酶的水解作用，大体上可以分为以下几步： (1) 酶分子从水相转移到纤维的表面； (2) 酶分子与纤维表面结合，形成E+S的复合物； (3) 把水分子转移到酶与底物复合物的激活位点；

纤维素酶的检测方法新

纤维素酶的检测方法 摘要：本文主要介绍了纤维素酶的降解原理，通过实验比较了四种常用纤维素酶的检测方法的稳定性，以及纤维素酶的发展前景，为纤维素酶的应用提供了进一步的参考价值。 关键词：纤维素酶酶活测定葡萄糖回归方程 一、纤维素酶及其降解原理 纤维素是高等植物细胞壁的主要成分，占植物总干重的30%-50%，是地球上分布最广，含量最丰富的可再生性碳源化合物，占地球总生物量的40%。据报道，我国每年光作物秸秆，稻梗等含纤维素较丰富的物质就有5亿吨之多，全球每年通过光合作用产生的植物物质高达1.55X109吨，其中尚有89%未被人们利用，而大量的秸秆，稻梗等含纤维素丰富的物质的利用率也很低。大多采用燃烧的方式来处理，这样就造成了环境污染，破坏了土壤的理化性质和丧失了有机质成分。所以，纤维素的充分利用与有效的转化对于解决当前的能源危机，粮食短缺，环境污染等有重大意义。 纤维素酶是分解纤维素的一类酶，它能将纤维素分解为葡萄糖，充分的利用了纤维素。自1906年Sellieres 在蜗牛消化液中发现纤维素酶以来，纤维素酶的研究和应用受到了国内外学者的极大关注，取得了很大进展。目前，国内外学者通过筛选产酶菌株来发酵产酶，再应用纤维素酶到食品，医药，饲料，洗涤等工业中，不仅解决了纤维素的再利用问题还取得了很可观的经济效益。 纤维素酶是由许多具有高协同作用的水解酶组成的。习惯上将纤维素酶分成三种主要成分：内切酶（内切β-1,4-葡萄糖酶，也称Cx酶）、外切酶（外切β-1,4葡萄糖酶，也称C1酶）、β -1,4葡萄糖酶（即为纤维二糖酶）[1]。C1酶主要作用于天然纤维素，使之转变为非结晶的纤维素。Cx酶又分为Cx1酶和Cx2酶。Cx1酶是一种内断型纤维素酶，它从水合非结晶纤维素分子内部作用于β-（1,4）糖苷键，生成纤维糊精和纤维二塘。Cx2酶是一种外断型纤维素酶，它从水合性纤维素分子的非还原端作用于β-（1,4）糖背键，逐步切断β-（1,4）糖节键生成葡萄糖。纤维二糖酶则作用于纤维二糖，生成葡萄糖。 纤维素酶在降解纤维素过程中的作用机理至今还不是很清楚。目前关于Cx酶、C1酶和β -1,4葡萄糖酶这3种酶的作用机理的假说比较公认的是以下3种，其中协同理论最为广泛接受。（1）C1-Cx假说。该理论认为首先由C1酶作用于纤维素酶的结晶区，再由外切酶和β-葡萄糖苷酶联合作用产生二糖和葡萄糖。其水解模式如图1所示。

纤维素酶在反刍动物饲料中的应用研究进展

纤维素酶在反刍动物饲料中的应用研究进展 摘要：纤维素酶(Cellulase)作为一种绿色饲料添加剂,能提高饲料的转化率以及动物的生产性能,从而为养殖业提供相当数量的饲料来源。本文章主要从纤维素酶的分类、作用机理、在反刍动物饲料生产中的应用及其应用前景等方面作了论述,以期为生产实践提供理论依据。 关键词：纤维素酶；反刍动物；应用 纤维素在植物体中的含量最多，约占植物干重的1/2，是自然界数量最大的可再生自然资源。纤维素是由2000～10000个葡萄糖分子组成的长链大分子，除反刍动物借瘤胃微生物可以利用纤维素外，其他高等动物几乎不能消化和利用纤维素，饲料资源匮乏阻碍了我国畜牧业的发展，因此，成功开发这一潜在饲料资源显得尤为迫切和重要。纤维素酶作为一种绿色饲料添加剂，能将饲料中的纤维素降解成可消化吸收的还原糖(如：二糖或葡萄糖)，提高饲料的营养价值。目前，纤维素酶在反刍动物生产应用中取得了良好的生产效益和巨大的经济效益。 本文从纤维素酶的分类、作用机理和在反刍动物中的应用现状等方面进行了论述，以期为生产实践提供理论基础。 1 纤维素酶的分类和来源 1.1 纤维素酶的种类 纤维素酶包括多种水解酶，纤维素酶是指能降解纤维素的一类酶的总称。是由多种水解酶组成的复杂酶系，主要来自于真菌和细菌。根据纤维素酶的不同功能，可分为三大类：内切纤维素酶、外切纤维素酶和β-葡萄糖苷酶。还有分解纤维素的其他酶类，如木聚糖酶(Xylase)和果胶酶。 1.1.1 葡聚糖内切酶 又称为Cl酶，这类酶作用于纤维素内部的非结晶区，随机水解β-1，4-糖苷键，将长链纤维素分子截短，产生大量带非还原性末端的小分子纤维素。葡聚糖内切酶相对分子质量介于23～146ku，如真菌的异构酶ECI为54ku，EGIII约为49.8ku，而纤维粘菌EG有两种菌的内切酶相对分子质量只有6.3ku。 1.1.2 葡聚糖外切酶 这类酶作用于纤维素线状分子末端，水解l，4-β-D糖苷键，每次切下1个纤维二糖分子，故又称为纤维二糖水解酶(Cellobio-hydrolase，CBH)，外切酶的

纤维素酶的基因克隆研究进展

纤维素酶的基因克隆研究进展 摘要：纤维素酶是一种高活性生物催化剂，具有广阔的开发和应用前景。本文对纤维素酶的特性、研究进展、应用以及纤维素酶基因克隆等方面进行了综述，并对今后的研究趋势作了预测和展望。 关键词：纤维素酶；分子生物学；基因克隆；前景展望 前言 纤维素是植物细胞壁的主要成分，约占植物干重的1/3—1/2，它是地球上分布最广、含量最丰富、生成量最高的有机化合物。纤维素的利用与转化对于解决目前世界能源危机、粮食短缺、环境污染等问题具有十分重要的意义。利用纤维素酶将纤维素彻底水解是纤维素的有效利用途径。纤维素酶(cellulase)是指能水解纤维素β—l，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。近年来对纤维素酶的基础研究，包括酶的氨基酸序列、基因的克隆与表达、酶蛋白的空间结构与功能以及酶蛋白的基因调控等诸多方面，并且均取得了显著进展。由于纤维素酶在饲料、酒精、纺织和食品等领域具有巨大的市场潜力，已被国内外业内人士看好，将是继糖化酶、淀粉酶和蛋白酶之后的第四大工业酶种，甚至在中国完全有可能成为第一大酶种，因此纤维素酶是酶制剂工业中的一个新的增长点。 1.1 纤维素酶的组成 纤维素酶是由许多高协同作用的水解酶组成的，根据其催化反应功能的不同可分为内切葡聚糖酶（1,4-β-D-glucan glucanohydrolase或endo-1,4-β-D-glucanase，EC3.2.1.4,即C1酶），来自真菌的简称EG,来自细菌的简称Cen、外切葡聚糖酶（1,4-β-D-glucan cellobilhydrolase或exo-1,4-β-D-glucannase，EC.3.2.1.91），来自真菌的简称CBH,来自细菌的简称Cex) 和β-葡聚糖苷酶（β-1,4- glucosidase，EC.3.2.1.21）简称BG。 (1)外切葡聚糖酶，这类酶作用于纤维素分子的末端，一次从纤维素分子中切下纤维二糖，它可以作用于纤维素分子内的结晶区、无定形区和羧甲基纤维素。对于外切纤维素酶，传统上认为是从纤维素链的非还原端切下纤维二糖。可是，从一些微生物的外切酶的研究中发现了另一种纤维素酶，它们优先从纤维素分子的还原末端切下纤维二糖。这些研究说明存在两种不同功能的外切酶，它们分别从还原端和非还原端水解纤维素分子[ 1 ]。 （2）内切葡聚糖酶，这类酶是纤维素酶中最重要的酶，可作用于纤维素分子内的无定形区，随机水解糖苷键，将长链纤维素分子截短，产生大量的小分子纤维素，即纤维素末端。

——浅谈几种酶在焙烤食品中的应用10.6.5

《酶工程》论文 浅谈几种酶在焙烤食品中的应用 学院：食品科学与药学学院 班级：食品科学与工程082班姓名：左宝莉 学号：084031258 授课教师：武运

浅谈几种酶在焙烤食品中的应用 摘要：主要介绍了脂肪酶、葡萄糖氧化酶、淀粉酶、蛋白酶、半纤维素酶在焙烤食品中的应用。 关键词：酶、焙烤食品、应用 Abstract:introduce lipase, protease, hemicelase, glucose-oxidase, amylase apply in the adhibition. Key words: enzyme, bake, adhibition. 引言：目前，在食品工业中广泛采用酶来改善食品的品质以及制造工艺，酶作为一类食品添加剂，其品种不断增多。它在食品领域中的应用 方兴未艾。随着溴酸钾被禁用，如何使用天然无害具有替代功能的 产品，成为广大焙烤食品及面粉企业关注的焦点，而生物酶制剂满 足了这方面的要求。酶作为一种生物制品，在面粉改良中，具有显 著的优越性。这些优越性体现在：酶本身就是活细胞产生的活性蛋 白质，本身无毒，故不会留下有毒的物质。酶的催化作用具有高度 的专一性，一种酶只对一种底物起作用。如淀粉酶只能催化淀粉的 水解，而对蛋白质则无效。酶的催化效率非常高，比一般催化剂高 107－1013倍，因此用量相当少。酶的操作条件温和，在常温、常 压下就能进行。与以前的化学催化剂相比，酶反应显得特别温和， 这对避免食品营养的损失是很有利的。以下介绍几种酶在焙烤食品 中的应用。 1.脂肪酶 脂氧合酶在面包中用于改良面包质地、风味，并进行漂白。

纤维素酶在中药成分提取中的应用[1]

累大量的合理用药方面的知识,使自己药学知识更丰富;另一方面,通过对医生的医嘱的审核,对医生的用药习惯、治疗手段有了较全面的了解,也加强了与医生的沟通,取得互信。有了以上对医生的了解与互信,为进入临床进行会诊、和医生一起共同制定用药方案、进行个性化用药服务等顺利开展临床药学工作打下了良好基础。 参考文献 1　费艳秋,等1浅谈静脉药物配置中心的优越性和不足点1中国药房,2004,15(5)∶264 2　彦青,等1药师参与临床药物治疗工作的现状和存在的问题1中国药房,2004,15(9)∶520 (2004-08-10收稿) ?综述? 纤维素酶在中药成分提取中的应用 杨吉霞1　蔡俊鹏1　祝　玲2 (11华南理工大学食品与生物工程学院,广州510640;21广东省化工制药职业技术学院,广州510520) 摘要　本文对纤维素酶的作用机理、影响酶促反应的因素及目前用于中药有效成分提取的研究情况进行文献综述,并指出海洋细菌极具多样性,其产纤维素酶的潜在菌源有待发掘;随着纤维素酶研究的深入,它必将在中药成分提取中发挥强有力的作用。 关键词　纤维素酶;中药提取;提取率;海洋细菌 中药材中植物药占90%,植物药的有效成分大多包裹在细胞壁中,对这些有效成分的提取,传统的热水、酸、碱、有机溶剂浸提法,受细胞壁主要成分纤维素的阻碍,往往提取效率较低。恰当地利用纤维素酶处理这些中药材,可改变细胞壁的通透性,提高药效成分的提取率。本文就纤维素酶的作用机理、影响酶促反应的因素及目前用于中药有效成分的提取的研究情况作一综述。 1　纤维素酶水解作用机理 纤维素分子是由许多吡喃型的D2葡萄糖残基通过β21,4葡萄糖苷键连接而成的多糖链,天然纤维素为直链式结构,链与链之间有晶状结构和排列次序较差的无定形结构;纤维素分子以结晶或非结晶方式组合成微原纤维,微原纤维集束形成微纤维,以微纤维为基本构造构成纤维素〔1〕。纤维素的结晶度一般在30%～80%之间〔2〕。 纤维素酶由三类组成:(1)内切葡聚糖酶(endo2 1,42β2D2glucanase,EC3121114,也称EG酶或Cx 酶);(2)外切葡聚糖酶(exo21,42β2D2glucanase, EC31211191),又称纤维二糖水解酶(cellobiohydro2 lase,CBH)或C1酶;(3)β2葡萄糖苷酶(β2glucosi2 dase,EC31211121),简称B G〔3、4〕。 纤维素酶解是一个复杂的过程,其最大特点是协同作用。内切葡聚糖酶首先作用于微纤维素的无定型区,随机水解β21,42糖苷键,产生大量带非还原性末端的小分子纤维素,外切葡聚糖酶从这些非还原性末端上依次水解β21,4糖苷键,生成纤维二糖及其它低分子纤维糊精,在β2葡萄糖苷酶作用下水解成葡萄糖分子〔5〕。这种协同作用普遍存在,除了上述协同作用,还可以发生在内切酶之间,外切酶之间,甚至发生在不同菌源的内切酶与外切酶之间〔6〕。一般地说,协同作用与酶解底物的结晶度成正比〔7、8〕。 纤维素酶优先作用于纤维素的无定形区域,对结晶纤维素有一定的降解,但难度较大。值得庆幸的是,通过研究,我们对结晶纤维素降解的作用机制已有了一定的认识:在纤维素酶解的最初阶段,EG 和CBH能引起纤维素的分散化和脱纤化,使纤维素结晶结构被打乱导致变性,纤维素酶深入到纤维素分子界面之间,使其孔壁、腔壁和微裂隙壁的压力增大,水分子介入其中,破坏纤维素分子之间的氢键,产生部分可溶性的微结晶〔9〕。 纤维素酶中单个组分的作用机制与溶菌酶相似,遵循双置换机制〔10〕。 2　影响纤维素水解的主要因素 211　酶复合物的组分及其比例　微生物产生的纤