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　　E 露圜图 竭妾 _ i _ l l j w、 i 纤维素酶的应用及前景 郝贵兰 ( 山西省太谷县畜牧兽医中心，山西太谷030800) 摘要 ：纤维素酶可 以将 由植物纤维构成 的细胞壁分解为葡萄 糖 ，提高玉米等秸秆的利用率，本文主要阐述 了纤维素酶的作用 机理，介绍纤维素酶的应用及应用前景。 关键词 ：纤维素；纤维素酶；应用；前景 当今 ，我 国是一个饲料资源十分紧张的国家，土地少、人 口 多，人畜争粮的矛盾越来越突出，然而地球上最为丰富的可利用 资源 ，纤维素却没有被充分利用。纤维素酶就为解决这一问题应 运而生 ，它也是 目前 国内外营养学家关注的热点。本文就纤维素 酶种类，作用机理及纤维素酶的研究与应用作一阐述 。 1 纤维素酶的种类 纤维素酶是 由多种水解酶组成的一个复杂酶系，根据其各酶 功能的差异 ，分为三大类：c 1酶、cx酶、BG酶。 ( 1 ) c 1酶又称 葡萄糖 内切酶 ，它作用于不溶性纤维素表面 ，随机水解B一1，4一 糖苷键 ，将长链纤维素分子截短 ，产生大量非还原性末端的小分 子纤维素 ； ( 2 ) cx酶又称葡聚糖外切酶 ，作用于纤维素线性分 子末端 ，水解B- 1，4一糖苷键 ，每次切下一个纤维二糖分子 ，故 又称纤维二糖水解酶 ； ( 3 ) BG酶 ( B一葡萄糖苷酶 ) 可将纤维二 糖 ，纤维三糖水解成葡萄糖分子。纤维素在这三类酶的协同作用 下 完成水 解 。 2纤维索酶的作用机理 饲料中添加纤维素酶的作用机理主要表现在两方面 ：纤维素 酶的降解机理及纤维素酶的营养作用机理。 2 ．1纤维 素酶 的降解 机理 目前较易为人们接受 的纤维素酶降解作用机理如下 ]：结晶 纤维素在 内切葡萄糖酶的作用下 ，生成无定形纤维素或可溶性代 聚糖 ，其有一部分直接转化为葡萄糖；另一部分先转化为纤维二 糖 ，再在8一葡萄糖苷酶的作用下转变为葡萄糖 。 2 ．2纤维素酶的营养作用机理 纤维素酶可促进植物细胞壁的溶解 ]，激活内源酶的分泌 ， 补 充内源酶 的不足 ，消除抗营养因子 ，还和其他酶共 同作用 ， 促 进动 物正 常的消化 吸收 ，提高动物对 饲料 营养物质 的分解和 消化 。 3纤维素酶的应用 3．1在环境保护中的应用 生活垃圾 中不乏有纤维制品，如果将纤维素酶应用于纤维废 渣的回收利用 ，把城市废料 中的纤维转化成葡萄糖、酒精等 ，对 于开辟食品工业原料来源 ，提供新能源和变废为宝都具有十分重 要的意义。 在生产环保型燃料 乙醇 中，纤维素酶也发挥着不可替代的作 用。乙醇燃料可再生 ，其燃烧产物均为洁净型，符合可持续发展 规律 ，这也是燃料乙醇倍受青睐的原因口]。但是 ，我国 目前生产 燃料乙醇的主要原料是玉米等粮食作物 ，对民生问题构成严重的 威胁。而作 为生产燃料乙醇的理想材料玉米秸秆，利用率却 不高，这也是制约秸秆生产燃料乙醇业发展的一个瓶颈。 3 ．2在食品工业中的应用 纤维素酶在食 品中的应用非常广泛 ，它可使植物组织软化膨 松 ，能提高可消化性和 口感。纤维素酶在饲料、酿酒、洗涤剂工 业和石油开采等方面都有很好的应用，其所创造 的经济效益也是 不可估量的 。 1 52 3．3纤维素酶在动物生产中的应用 据试验报道 ，在反刍动物 的 Et粮 中添加高活性复合纤维素 酶，可改善其体况 】，并能提高其膘情 ，减少死亡。高活性纤维 素酶对植物纤维具有特异的水解作用 ，能改善消化系统机能 ，减 少后肠 中病源菌繁殖 ，改善肠内环境 ，从而提高了动物的体质。 3．4在中药成分提取中的应用 中药的有效成分往往被包裹在细胞壁内，而大部分中药材的 细胞壁都是纤维素构成 。要提高中药有效成分的提取 ，就需要通 过纤维素酶 的降解作用 以达到 目的。经过大量研究 ，得出结果 ， 即酶解预处理能明显提高植物药有效成分的提取率 】。 4纤维索酶在应用过程中存在的问题 纤维素酶应用前景非常广阔 ，但在 目前推广应用 中还存在如 下问题 ： ( 1 ) 生产高纯度纤维素酶成本偏高 ； ( 2 ) 纤维素酶对 不同饲料最佳添加量 ，添加时间和方式还不十分清楚 ； ( 3) 纤 维素酶的检测方法很多，但真正适合饲料 中纤维素酶的方法却不 多。建立一种检测饲用纤维素酶活性的标准方法 ，是饲料工业发 展的迫切需求 ； ( 4 ) 纤维素酶是一种微生物制剂 ，对温度 、湿 度 、酸 、碱等敏感 ，处理不当易失活 ，而对其稳定化处理的研究 还不多 ，导致饲用效果不稳定； ( 4) 工业上利用纤维素酶制高纯 度酒精成本很高 ，纤维利用率低。 5纤维索酶的前景 纤维素酶具有非常广阔的应用前景 ，但 由于纤维素酶的生产 技术水平低下 ，设备落后 ，生产成本高 ，再加上其生物活性低等 使得纤维素酶的应用具有局限性 。应加强菌种选育和发酵工艺等 基础研究工作 ，以提高其产量和活性 ，特别是要注意利用DNA基 因重组技术的应用 ，来选育出活性高、产酶量大的菌种。虽然纤 维素酶的检测方法很多 ，但真正能适合饲料 的检测方法还没有 ， 这给实际应用工作带来困难 ，如无法比较不 同厂家的产品质量 ， 确定纤维素酶添加量也很 困难 ，应组织有关力量 ，制订出统一的 检测方法标准 ，供生产中应用。今后若能加强这方面 的研究 ，使 之尽早进入工业化生产 ，不仅可以提高纤维素酶的产量和质量 ， 还可 以较好地解决纤维素的生物转化问题 ，创造出更好的经济效 益和社会效益。 随着科学技术的发展 ，人们将会对纤维素酶的机理有更为深 刻的认识 ，在纤维素酶的制备、提取、分离、纯化等方面创造出 更加先进 的技术 ，使秸秆纤维素的利用达到一个新高度 ，为人们 的生活提供更加健康 、环保和便捷的条件。 参考文献 [1]朱华 ，高雅，张可锋，等．湖广草的显微结构研究[J 】．海峡药学， 2008，20 ( 9 ) ：7O一71． [2】 Selig，M．J．，A dney ，W⋯S Himmel ，M．E ．，Decker，S．R ．．The impact of c ell wall acetylation on corn stover hydroly sis by cellul olyti c and xylanolytic enzymes．Cellulose，2009， ( 16) ：711722． [3] 3 万冶震，贺普超．葡萄浆果冰冻切片技术参数的研究【J]_西北植物 学报 ，2001，21 ( 2 ) ：382386． f41 焦石，段玉玺，孙华，等．大豆根部冰冻切片最佳方法试验[J]．湖 北农业科学，2009 ，48 ( 4 ) ：806808． 【5]5 竺叶青，施大文，李 自力 ，等．中药地榆的性状及显微鉴定[J]．上 海医科大学学报 ，1993，20 ( 6 ) ：458463．