摘 要： 隨著對(duì)纖維素酶研究的不斷深入，纖維素酶的應(yīng)用越來(lái)越廣泛，涉及紡織、釀造、飼料等領(lǐng)域。本文對(duì)纖維素酶在各領(lǐng)域的應(yīng)用情況進(jìn)行概述。
　　關(guān)鍵詞： 纖維素酶 組分 應(yīng)用領(lǐng)域
　　纖維素酶是一個(gè)由多組分構(gòu)成的復(fù)雜酶系，主要包括三個(gè)組分：內(nèi)切葡聚糖酶（Endoglucanase，EG）、纖維二糖水解酶（Cellobiohydrolase，CBH）和β-葡萄糖苷酶（β-glucosidases）。在降解纖維素的過(guò)程中，三種酶發(fā)揮了協(xié)同催化的作用。纖維素酶的應(yīng)用領(lǐng)域是十分廣泛的，涉及紡織、釀造、食品、造紙、飼料等，不同的應(yīng)用領(lǐng)域?qū)w維素酶各組分的需求也是不同的。
　　1.棉紡織行業(yè)
　　上世紀(jì)80年代末，纖維素酶作為一種生物酶制劑開(kāi)始進(jìn)入紡織行業(yè)，而且得到了迅速的發(fā)展。纖維素酶用于紡織工業(yè)具有許多的優(yōu)點(diǎn)：首先，作為一種生物催化劑，它無(wú)毒無(wú)害；其次，處理需要的條件比較溫和，且酶的用量少；最后，處理反應(yīng)后的廢水無(wú)污染，可以節(jié)約能量［１］。
　　在紡織品后整理工藝上，利用纖維素酶對(duì)亞麻、苧麻、絲綢、燈芯絨及其混紡織品進(jìn)行生物處理，既可以適當(dāng)降低紡織物的強(qiáng)力，又可改善其回彈性、懸垂度及柔軟度。用纖維素酶處理染色的織物，可以清除其表面的毛棉結(jié)、毛羽，從而使織物的色澤鮮亮、結(jié)構(gòu)清晰。此外，在牛仔服的磨洗處理中添加纖維素酶，處理后的牛仔服褪色均勻，紋路清晰，對(duì)衣服的損傷也小且不需額外的柔軟劑，與使用磨石相比，省時(shí)省力，更加有利于環(huán)保。
　　2.釀造工業(yè)
　　白酒釀造所使用的原料其含纖維素的量是比較大的，若經(jīng)過(guò)纖維素酶處理，可將淀粉和纖維素轉(zhuǎn)化為糖，從而提高原料的利用率，同時(shí)可以縮短發(fā)酵時(shí)間，降低溶液的黏度，出酒率也可提高3%—5%，并且酒體質(zhì)量純正，雜醇油含量較低。使用纖維素酶之所以能夠提高出酒率，原因可能有兩方面：一是原料中部分纖維素分解成葡萄糖供酵母使用；二是纖維素酶對(duì)植物細(xì)胞壁有分解作用，有利于淀粉的釋放和被利用［2］。
　　將纖維素酶應(yīng)用于啤酒工業(yè)的麥芽生產(chǎn)中可增加麥粒的溶解性，加快發(fā)芽，減少糖化液中單一葡萄糖含量，進(jìn)而改進(jìn)過(guò)濾性能，有利于酒精的蒸餾。
　　在醬油的釀造過(guò)程中添加纖維素酶，可以使大豆類(lèi)原料的細(xì)胞膜膨脹軟化，受到破壞，使包藏在細(xì)胞中的蛋白質(zhì)和碳水化合物釋放出來(lái)。這樣既可提高醬油的濃度，提高醬油的質(zhì)量，又可縮短釀造周期，提高生產(chǎn)率，并且使其各項(xiàng)主要指標(biāo)提高3％。
　　3.造紙工業(yè)
　　利用纖維素酶進(jìn)行廢紙脫墨始見(jiàn)于上世紀(jì)80年代末，與傳統(tǒng)的化學(xué)法脫墨相比，使用纖維素酶進(jìn)行脫墨效率比較高，而且脫墨漿的濾水性也增加了。在同等漂白條件下，酶法脫墨的白度比化學(xué)法高，物理強(qiáng)度要優(yōu)于化學(xué)脫墨漿［3］。廣西大學(xué)造紙科學(xué)研究所利用國(guó)產(chǎn)商品酶對(duì)廢舊書(shū)刊報(bào)紙進(jìn)行了脫墨研究，并取得了較好的效果。Mandfield等用復(fù)合纖維素酶選擇性地單獨(dú)處理紙漿，不僅提高了成漿得率，而且提高了紙張的平滑度，進(jìn)而改善了紙張的印刷適性。盡管存在著紙漿黏度和撕裂度降低的缺點(diǎn)，但紙漿的抗張強(qiáng)度增加了10％，使粗糙的花旗松纖維原料可以生產(chǎn)出高級(jí)紙品。Jackson等人采用纖維素酶和半纖維素酶處理經(jīng)一次干燥的漂白針葉木纖維，通過(guò)電鏡觀察表明：酶處理漿纖維素雖然在一定程度上被酶降解，但基本上不影響纖維長(zhǎng)度。比表面積較高的微細(xì)纖維則容易被降解。Stock等人比較了纖維素酶的外切酶、內(nèi)切酶及半纖維素酶對(duì)不同種類(lèi)的紙漿的作用，發(fā)現(xiàn)在纖維素酶組分中，內(nèi)切酶對(duì)于改善二次纖維的濾水性能來(lái)說(shuō)是必需的；內(nèi)切酶與外切酶和半纖維素酶的協(xié)同作用可以增強(qiáng)其效果。研究還指出：紙漿的濾水性能之所以能得到改善，是因?yàn)槔w維表面的無(wú)定形區(qū)纖維素遭到降解。同時(shí)，內(nèi)切酶處理會(huì)降低紙漿的強(qiáng)度性能，其降低的程度與纖維的來(lái)源和種類(lèi)有很大的聯(lián)系。
　　4.飼料生產(chǎn)
　　近幾年發(fā)展起來(lái)一種較為熱門(mén)的飼料新技術(shù)，那就是將酶制劑添加到牲畜飼料中。纖維素酶作為畜牧業(yè)中的一種新型飼料添加劑，在飼料工業(yè)上的作用主要有以下幾個(gè)方面：（1）破解植物細(xì)胞壁，使?fàn)I養(yǎng)物質(zhì)能更好地被牲畜吸收利用，增加動(dòng)物對(duì)植物原料的利用率。（2）由于動(dòng)物生理上的差異，不同動(dòng)物消化道中消化酶系不同且數(shù)量有限，添加纖維素酶后不僅能提高動(dòng)物對(duì)粗纖維的利用率，而且可改善單胃動(dòng)物的消化道環(huán)境。（3）消除抗?fàn)I養(yǎng)因素，促進(jìn)動(dòng)物健康生長(zhǎng)。半纖維素和果膠部分溶于水后會(huì)產(chǎn)生黏性溶液，提高消化物的黏度，對(duì)內(nèi)源酶造成障礙，而添加纖維素酶后可降低黏度，增加內(nèi)源酶的擴(kuò)散，提高酶與養(yǎng)分的接觸面積，促進(jìn)飼料的良好消化，有利于提高動(dòng)物的健康水平。（4）改善動(dòng)物胃中的菌群關(guān)系。纖維素酶可促進(jìn)有益微生物的生長(zhǎng)，提高微生物對(duì)飼料的消化作用，同時(shí)增加單細(xì)胞蛋白含量。（5）對(duì)無(wú)瘤胃動(dòng)物來(lái)說(shuō)．可改善其消化道的環(huán)境，增加酸度，激活胃蛋白酶。（6）提高動(dòng)物小腸絨毛的完整性，促進(jìn)小腸對(duì)營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的吸收［4］。
　　在牛羊等反芻動(dòng)物的飼料中添加纖維素酶可明顯提高動(dòng)物對(duì)粗纖維的利用率，提高產(chǎn)奶量。Lewis等報(bào)道，纖維水解酶按一定比率添加于飼料中能夠提高泌乳早期和泌乳中期奶牛的泌乳表現(xiàn)。Yang等在對(duì)泌乳期荷斯坦牛飼以纖維水解酶的試驗(yàn)中也發(fā)現(xiàn)，添加酶提高了飼料的消化率和奶產(chǎn)量。Antunovic等［5］在研究多酶制劑對(duì)羔羊育肥和屠宰性能時(shí)發(fā)現(xiàn)，加酶組l（含α-淀粉酶、n-蛋白酶、β-葡聚糖酶、纖維素酶和β-糖苷酶）和加酶組2（含α-淀粉酶、n-蛋白酶、β-葡聚糖酶和木聚糖酶）均比對(duì)照組的平均日增重高出8.83％。此后，在測(cè)定多酶制劑對(duì)羔羊育肥效果的試驗(yàn)中，他又發(fā)現(xiàn)，在小麥、玉米、燕麥的混合料中添加由α-淀粉酶、木聚糖酶、n-蛋白酶、纖維素酶和β-葡聚糖酶組成的多酶制劑與干草飼喂羔羊，試驗(yàn)組與對(duì)照組相比，其混合料的轉(zhuǎn)化率高出1.8％，干草轉(zhuǎn)化率高出5.6％，日增重高出8.83％，同時(shí)屠宰指數(shù)也優(yōu)于對(duì)照組。
　　把蛋白酶和纖維素酶組成的酶制劑應(yīng)用于仔豬的飼養(yǎng)，不僅能提高仔豬的日增重，降低仔豬的死亡率，而且能使蛋白酶效率提高3％，纖維消化率、氨基酸濃度、每日蛋白質(zhì)沉積率和氮利用率也均有顯著提高。高玉紅等研究復(fù)合酶（主要含酸性蛋白酶、糖化酶、α-淀粉酶、纖維素酶及果膠酶）對(duì)斷奶仔豬飼料利用率的影響，表明復(fù)合酶可以提高斷奶仔豬的生產(chǎn)性能，顯著提高飼料中干物質(zhì)、粗蛋白和粗脂肪的消化率，而且隨著酶活水平的提高，血漿葡萄糖含量也呈極顯著增加。
　　此外在兔、雞等畜禽養(yǎng)殖業(yè)上，纖維素酶也添加到日常飼料中，提高了畜禽對(duì)飼料的消化率和利用率，進(jìn)而大大地節(jié)省了精飼料的使用量，提高了經(jīng)濟(jì)效益。
　　5.食品工業(yè)
　　纖維素酶在食品工業(yè)中的應(yīng)用很廣泛，植物性農(nóng)林產(chǎn)品是食品工業(yè)中的主要原料，采用纖維素酶恰當(dāng)處理，可以提高細(xì)胞內(nèi)含物的提取率，改善食品質(zhì)量，簡(jiǎn)化食品加工工藝，降低難度。
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