纤维素酶的作用机理及开发应用

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1、纤维素酶的作用机理 及开发应用环境科学132301主讲：陈宣成 制作：杨桂实1、纤维素酶的概述2、纤维素酶的作用机理3、纤维素酶的应用1、纤维素酶概述 纤维素酶是一组能够降解纤维素生成葡萄糖的酶的总称, 在食品、饲料、医药、纺织、洗涤剂和造纸等众多的工业领域有广泛的应用价值。从酶的作用特性出发可分成两大类: 碱性纤维素酶和酸性纤维素酶。根据其作用方式一般又可将纤维素酶分为3 类: 外切- 1, 4-葡聚糖苷酶( 简称CBH) 、内切- 1, 4- 葡聚糖苷酶( 简称EG)和- 1, 4- 葡萄糖苷酶( 简称BG) 。在这3 种酶的协同作用下,纤维素最终被分解成葡萄糖。自从1906 年Seill

2、iere 从蜗牛消化液中发现纤维素酶以来, 人们对纤维素酶做了大量的研究, 特别是80 年代以来, 由于分子生物学的发展及生物工程技术的兴起, 纤维素酶的研究出现了新的前景。 2、纤维素酶的作用机理a、纤维素酶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。b、纤维素酶制剂可起到防病、促生长的作用, 消除抗营养因子,促进生物健康生长。,C、增加消化物的粘纤维素酶可降低半纤维素和果胶部分溶于水后会产生粘性溶液的粘度, 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。d、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

3、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。3、纤维素酶的应用3.1食品方面3.1.1酿酒 在进行酒精发酵时添加纤维素酶可显著提高酒精和白酒的出酒率及原料的利用率, 降低溶液的黏度, 缩短发酵时间, 而且酒的口感醇香, 杂醇油含量低。3.1.2酱油酿造 在酱油的酿造过程中添加纤维素酶, 可使大豆类原料的细胞膜膨胀软化破坏, 使包藏在细胞中的蛋白质和碳水化合物释放, 这样既可提高酱油浓度, 改善酱油质量, 又可缩短生产周期, 提高生产率, 并且使其各项主要指标均提高3%。3.2农牧业上的应用3.2.1纤维素酶在反刍动物中的应用 在瘤胃微生

4、物区系结构正常的情况下, 添加纤维素酶能以几倍的效率提高粗纤维和其他营养物质的酵解强度, 提高消化吸收水平。3.2.2纤维素酶在单胃动物中的应用 除肠道中的微生物可以降解部分纤维素外, 单胃动物不能分泌断裂- 1,4 糖苷键的内源酶, 所以饲料中含有的纤维素对单胃动物而言几乎不具有营养价值。因此, 在单胃动物日粮中添加纤维素酶具有营养和保健的双重功效。 3.3纤维素酶在纺织上的应用 纤维素酶在染整上广泛应用, 特别在棉织物整理上, 经过纤维素酶整理后, 棉织物的手感和外观获得很大的改善。由于织物表面的绒毛被除去, 处理后织物更光洁, 颜色更鲜艳。根据处理的目的不同, 可进行生化抛光、柔软滑爽、改善光泽以及石磨水洗等加工。 3.4造纸业上的应用 近几年, 旧纸的循环利用越来越多, 酶法处理造纸纤维是一个普遍感兴趣的话题。尤其在旧纸脱墨中的使用, 及其对纸纤维的影响等方面已有广泛的研究。 用纤维素酶和半纤维素酶结合处理, 可促进脱墨过程, 并且能在低pH 值的纸浆中进行脱墨。