微生物降解纤维素的研究进展
细菌降解木质纤维素的研究进展
细菌降解木质纤维素的研究进展戴芸芸;钟卫鸿【摘要】木质纤维素结构的复杂性导致其生物降解需要多种微生物协同完成。
细菌具有生长快、结构简单、适宜酸碱性条件生长等特点，在降解木质纤维素方面具有潜在应用前景。
介绍了近年来报道的降解木质纤维素的细菌种类，综述了细菌对木质纤维素的降解机理及木质纤维素含量的测定方法。
%The biodegradation of lignocellulose needs the participation of synergism of multi-microorganisms due to its complexed natural structure.Bacteria have potential application prospects in degradation of lignocellu-lose due to their characteristics,such as rapid growth,simple structure,suitable for acid and alkaline conditions. The types of bacteria for degrading lignocellulose in recent years are introduced,and the degradation mechanism and detection methods for content of lignocellulose are summarized.【期刊名称】《化学与生物工程》【年(卷),期】2016(033)006【总页数】6页(P11-16)【关键词】细菌;木质素;纤维素;生物降解【作者】戴芸芸;钟卫鸿【作者单位】浙江工业大学生物工程学院，浙江杭州 310032;浙江工业大学生物工程学院，浙江杭州 310032【正文语种】中文【中图分类】TQ352.78;X172生物质作为一种可再生资源，其开发利用是解决目前人类能源危机的重要途径之一，但是其主要成分天然纤维质原料的结晶性和木质化限制了其可利用性[1]。
纤维素降解菌研究进展
ＲｅｓｅａｒｃｈＰｒｏｇｒｅｓｓｏｆＣｅｌｌｕｌｏｓｅＤｅｇｒａｄｉｎｇＢａｃｔｅｒｉａ
ＴｏｎｇＳｈｕｏｑｉｕ，ＷａｎｇＱｉａｎｇ，ＬｉｎＺｈｏｎｇｍｅｉ，ＴａｏＹｉ，ＷｕＹｏｎｇｊｕｎ
（ＣｏｌｌｅｇｅｏｆＬｉｆｅＳｃｉｅｎｃｅｓ，ＧｕｉｚｈｏｕＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｇｕｉｙａｎｇ ５５００２５，Ｃｈｉｎａ）
根据作用方 式 的 不 同，纤 维 素 酶 主 要 有 内 切 葡 萄 糖 苷 酶 （Ｃ１酶）、外切葡萄糖苷酶（Ｃｘ酶）与 β－葡糖苷酶 ３类。Ｃ１酶 首先作用于纤维素链的结晶结构，融解纤维素衍生物或者膨胀 部分降解的纤维素，Ｃｘ酶继续分解 β－１，４－糖苷键，每次酶切 下一个纤维二糖单位，β－葡糖苷酶最终将纤维二糖、纤维三糖 及其他 低 分 子 纤 维 糊 精 分 解 为 葡 萄 糖，但 该 酶 的 专 一 性 较差［６］。
（下转第 ９１页）
收稿日期：２０１９－１１－１３ 基金项目：贵州大学实验室开放项目（ＳＹＳＫＦ２０１９－０６８） 作者简介：佟硕秋（１９９１—），硕士，助理实验师，从事微生物工业应用研究；通讯作者：吴拥军（１９７１—），博士，教授，长期从事食 品微生物菌株安全改良及应用。
相较真菌不耐碱 的 缺 陷，研 究 人 员 发 现 在 低 氧 条 件、中 性 条件及碱性条件下，部分乳酸杆菌与芽孢杆菌等能正常分泌高 活性纤维素酶 ［８］。 何 颂 捷 ［９］等 从 白 酒 酒 糟 中 分 离 出 的 贝 莱 斯 芽孢杆菌与解淀粉芽孢杆菌，其分泌的高活性纤维素酶具有较 高降解酒糟纤维 素 的 能 力。 目 前，已 发 现 多 种 厌 氧 细 菌、耐 碱 细菌能产生纤维素酶，这两者在生物降解时纤维素酶系统的降 解机制与好氧真菌存在差异。在不同温度、含氧量及 ｐＨ等情
１ 纤维素的结构及性质
实验一 纤维素的微生物降解
实验一纤维素的微生物降解一、实验目的1、掌握倒平板的方法和几种常用的分离纯化微生物的基本操作技术；了解不同的微生物菌落在斜面上、半固体培养基和液体培养基中的生长特征；进一步熟练和掌握微生物无菌操作技术；掌握微生物培养方法。
2、了解纤维素分解的基本理论，并掌握有关纤维素好氧和厌氧分解的一些基本实验技术。
二、实验原理1、从混杂的微生物群体中获得只含有某一种或某一株微生物的过程称为微生物的分离与纯化2、常用的分离纯化方法：单细胞挑取法，稀释涂布平板法，稀释混合平板法，平板划线法等。
稀释涂布平板法的步骤：倒平板－制备土壤污水稀释液－涂布－培养－挑菌落；平板划线法的步骤：倒平板－标记培养基名称－划线。
3、测定纤维素分解酶，可观察其对提供的唯一碳源滤纸纤维的分解情况确定。
如果滤纸溃烂，说明有纤维素分解菌的作用。
4、纤维素分解微生物可根据需氧的与否分为两大类：好氧分解微生物和厌氧分解微生物。
三、实验材料1. 培养基A. 赫奇逊液固体培养基（好氧）：KH2PO4 1.0g，MgSO4٠7H2O 0.3g，FeCl3 0.01g，CaCl2 0.1g，NaNO3 2.5g，蒸馏水1000ml，pH值为7.2～7.3，0.1MPa灭菌20min。
B. 厌氧液体培养基：牛肉膏1.5g，蛋白胨2.5g，水1000ml，CaCO3 2.0g；0.1MPa 灭菌20min。
2. 器材A.近3mm粒度菜园土。
B.镊子，无淀粉滤纸，1ml和10ml无菌吸管，无菌水，天平。
3、土样：格物楼西，小树根部约10cm，地表覆盖较多枯叶、枯草，取土深度约15cm。
四、方法步骤1. 土粒法分离纤维素的好氧分解微生物⏹采土方式：在选好适当地点后，用小铲子除去表土，取离地面5～15cm处的土约10g，盛入清洁的牛皮纸袋或塑料袋中，扎好、标记，记录采样时间、地点、环境条件等，以备查考。
⏹将赫奇逊培养基趁热倒入培养皿，冷却后加直径近于培养皿的滤纸一张，用少量培养液润湿。
纤维素酶的生产与应用研究进展
纤维素酶的生产与应用研究进展纤维素酶是一种能够降解纤维素的酶类，具有重要的生产与应用价值。
纤维素作为植物细胞壁的主要组成部分，具有丰富的资源，但其结构复杂，难以降解。
纤维素酶的生产与应用研究为利用纤维素资源、提高生物质酶解效率开辟了新途径。
纤维素酶的生产主要有两种方法：微生物发酵和基因工程技术。
微生物发酵是利用能够产生纤维素酶的微生物进行培养，通过调节培养条件、选用优良菌株等方式来提高酶的产量和活力。
近年来，采用转基因技术制备纤维素酶的研究也取得了突破性进展。
通过将纤维素酶基因导入高效酶产生菌株，可以大幅提高纤维素酶的产量。
纤维素酶的应用涉及生物质能源、饲料行业、食品工业等多个领域。
在生物质能源领域，纤维素酶可以将纤维素有效降解成可发酵的糖类，进一步转化为乙醇、柴油等可再生能源，用于替代传统石化能源。
饲料行业利用纤维素酶可以提高动物对纤维素的消化吸收率，增加饲料的利用效率，减少饲料浪费，降低养殖成本。
食品工业中，纤维素酶可以用于果汁澄清、酒精酿造、食品加工等环节，提高产品质量，降低生产成本。
纤维素酶的研究还涉及酶学性质、结构功能等方面。
研究发现，纤维素酶的降解效果与其结构与功能密切相关。
通过对纤维素酶的分子结构进行改造，可以提高其活性和稳定性。
同时，研究人员还通过对不同纤维素酶家族成员的研究，发现其在降解机制、底物特异性等方面存在差异，为深入理解纤维素降解过程提供了基础。
虽然纤维素酶在生产与应用方面取得了不容忽视的进展，但仍存在一些挑战。
纤维素酶的生产成本较高，限制了其在工业中的广泛应用。
此外，纤维素酶的稳定性和活性也需要进一步提高，以满足不同行业的需求。
因此，在纤维素酶的研究和应用过程中，需要不断进行技术创新和优化，以进一步提高其产量和效能。
纤维素酶的生产与应用研究是一项具有重要意义的工作。
随着对纤维素资源的深入开发和利用，纤维素酶的研究和应用前景广阔。
未来，随着技术的不断进步和深入研究，纤维素酶的生产与应用将迎来更加广阔的发展空间，为推动绿色可持续发展做出更大的贡献。
厌氧条件下纤维素降解产气的研究
厌氧条件下纤维素降解产气的研究现代人类可谓完全依赖化石燃料，从工业到农业，几乎所有来源都直接或间接依赖石油。
然而，由于石油资源的有限性，温室气体排放逐步增加，我们不得不寻求一种更加环保、可再生的能源来替代传统的化石燃料。
纤维素是一种可再生的能源，它可以被应用于生物质能源的生产和利用。
研究表明，纤维素可以在厌氧条件下降解产生气体。
一般来说，纤维素是一种多糖，它具有高度可降解性。
研究表明，在恒温常压条件下，纤维素可以在厌氧条件下被微生物降解。
这种过程被称为厌氧纤维素降解。
当纤维素在厌氧条件下降解时，可以产生多种有用的气体，包括甲烷、乙烷和二氧化碳。
这些气体可以直接用于能源生产，也可以作为原料生产其他有用的化学物质。
厌氧纤维素降解过程的一个关键因素是纤维素的溶解度。
纤维素的溶解度越高，则厌氧降解的速度越快，最终产生的气体总量也越大。
此外，降解工艺的参数也会影响厌氧纤维素降解过程，比如pH值和温度。
另外，厌氧纤维素降解过程中的微生物也会影响纤维素降解的效率。
在实际应用中，厌氧纤维素降解一般分为两个步骤：第一步是纤维素的前处理，这一步目的是改善纤维素的溶解性；第二步是厌氧降解过程，在这一步，通过改变pH值、温度和添加微生物来改变纤维素降解的效率。
总而言之，厌氧纤维素降解是一种有效的、可再生的能源利用技术，它可以将纤维素转化成多种有用的气体，同时也能在一定程度上减少温室气体的排放。
研究表明，纤维素的前处理和厌氧降解工艺参数调节是提高厌氧纤维素降解效率的关键，因此，研究者们正在努力探索更加有效的降解技术，以及更广泛的可再生能源的应用。
综上所述，厌氧条件下纤维素降解产气已经被大量研究，但其实际应用仍面临许多挑战。
未来，随着能源技术的发展，厌氧纤维素降解可能会发挥更大的作用，为我们提供更多的可再生能源供给。
生物降解纤维素材料的制备和应用研究
生物降解纤维素材料的制备和应用研究近年来，生物降解纤维素材料日益受到重视。
纤维素是一种天然材料，可以被微生物降解，因此，可以用来制作环保材料。
在这篇文章中，我们将探讨生物降解纤维素材料的制备和应用研究的现状。
一、生物降解纤维素材料的制备生物降解纤维素材料的制备需要两步骤，第一步是提取纤维素，第二步是制备材料。
1.提取纤维素纤维素主要存在于植物细胞壁中，因此提取纤维素的方法很多。
常见的方法包括化学、物理和生物方法。
化学方法主要是利用化学溶液或其他化学试剂将纤维素从植物细胞壁中提取出来。
常用的化学试剂包括NaOH、酶和有机溶剂等。
这种方法优点是提取效率高，但缺点是对环境有一定的影响。
物理方法主要是利用高压水流将植物细胞壁中的纤维素释放出来。
这种方法不需要使用任何化学试剂，对环境的影响小，但提取效率不高。
生物方法主要是利用微生物分解植物细胞壁中的纤维素。
这种方法可以实现纤维素的资源化利用，对环境更加友好。
但由于微生物的生长和分解受环境影响较大，因此稳定性较差。
2.制备材料制备纤维素材料的方法主要包括纤维素纤维材料、纤维素膜等。
其中，纤维素纤维材料的制备方法较多，包括纺丝、抄纸、压缩成型等。
纤维素膜的制备方法主要是利用常规的薄膜制备技术。
二、生物降解纤维素材料的应用研究生物降解纤维素材料的应用范围广泛，可用于包装、建筑、医疗等领域。
以下是几个常见的应用领域。
1.环保包装生物降解纤维素材料是一种环保包装材料。
传统的塑料包装材料需要几十年甚至上百年才能被微生物分解，而生物降解纤维素材料只需要几个月到几年就可以被微生物完全分解，从而减少了垃圾的污染。
2.纺织品生物降解纤维素材料可以用于纺织品的制作。
与传统棉花相比，生物降解纤维素的生长速度更快，更环保。
此外，通过对生物降解纤维素的改性可以制作出多种不同性质的纤维。
3.医疗材料生物降解纤维素材料可以用于医疗材料的制作。
例如，可以制作出降解性的缝合线，减少了对人体的刺激和损伤。
纤维素分解菌与生物质降解技术的研究
纤维素分解菌与生物质降解技术的研究随着全球能源需求的不断增加以及环保意识的不断提高，生物质能被认为是未来的发展方向之一。
然而，要实现生物质能的产业化运用，目前还存在一些技术难题需要解决，其中之一就是如何高效、低成本地将生物质转化为能源。
然而，纤维素分解菌作为一种重要的生物质降解单元，已经成为当前生物质降解技术研究的热点之一。
一、纤维素分解菌的研究进展纤维素是指由一定数量的葡萄糖单元通过β-1,4的糖苷键连接而成的可溶于一般有机溶剂的高分子多糖，是植物细胞壁的主要组成成分。
由于其不易消化降解，在一定程度上限制了生物质能的发展。
纤维素分解菌是指一类能够在生物体内或土壤中分解纤维素聚合物的菌类，是生物质降解技术中最重要的单元之一。
在纤维素分解菌的研究中，我国科学家的成果颇为显著，其中以中国科学院上海生命科学研究院和中国科技大学等单位为代表。
据相关报道显示，上海生命科学研究院的科学家已经发掘了大量具有高效分解纤维素能力的细菌和真菌菌种，为生物质能研究提供了重要参考。
此外，中国科技大学的生物质化学与生物能源技术教育部重点实验室也在纤维素分解菌的研究上取得了一定的成果。
该实验室在国内率先构建了具有产生高效纤维素酶能力的基因工程菌株，为纤维素分解菌的应用开辟了新的途径。
二、生物质降解技术的发展现状随着对环境保护的重视以及人们对可再生能源的追求，生物质降解技术的研究和应用逐渐受到了关注。
目前，生物质降解技术主要有生物化学处理和微生物处理两种方法。
其中，微生物处理技术是指运用微生物对生物质进行降解分解，从而获得能源或化学品的过程。
生物降解处理技术主要包括湿法水解和干法水解两种方式。
在湿法水解中，将热水或酸性溶液等添加到生物质中进行加热或压缩，促进其降解；在干法水解中，则是直接将生物质与高温蒸汽接触，促进其分解转化。
而微生物处理技术则包括传统发酵技术、微生物群体挖掘技术、纤维素分解菌降解技术等。
其中，纤维素分解菌的降解技术成为目前最为重要的一种微生物降解处理方式，其优点在于反应时间短、操作简单、耗能低等。
纳米纤维素改性及其应用研究进展
纳米纤维素改性及其应用研究进展随着科技的不断发展，纳米技术已经成为了现代科学的一个热门领域。
纳米纤维素是其中重要的研究方向之一。
纳米纤维素由许多小的纤维素晶胞合并而成，因其具有生物可降解、生物相容性高等特点，被广泛应用于药物传递、纸张生产、能源材料等领域。
同时，通过对纳米纤维素的改性可以提高其性能，拓展其应用范围，因此，纳米纤维素的改性及其应用研究成为了当前的研究热点。
一、纳米纤维素的性质与特点纳米纤维素是以纤维素为主要成分的一种生物可降解材料，其具有以下几个特点：1.生物可降解性纳米纤维素是一种天然材料，可分解为二氧化碳和水，不会对环境造成污染。
2.生物相容性由于纳米纤维素是天然材料，与生物体相容性极高，不会对生物体造成损害。
3.高比表面积纳米纤维素的比表面积很大，在材料科学和生物医学领域有很多应用。
4.具有高度的透明度纳米纤维素是非常透明的，适合制造透明材料。
二、纳米纤维素的改性方法纳米纤维素作为一种新型材料，其性能还需要通过改性方式来提高，让其更好地应用于不同领域。
目前常见的纳米纤维素改性方法有以下几种：1.化学改性化学方法是目前最常用的改性方法之一。
通过改变纳米纤维素表面的化学结构，增强其化学活性，提高纳米纤维素与其他物质的相容性。
2.物理改性物理方法通常是改变纳米纤维素的结构或物理性质，从而达到提高其性能的目的。
如超声波处理、高温处理等。
3.生物改性生物改性是通过微生物、生物酶等生物体介入作用于纳米纤维素上，改变其原有性质，提高其生物相容性和生物可降解性等。
三、纳米纤维素的应用研究进展现阶段，纳米纤维素在许多领域得到了广泛的应用。
其中，主要有以下几个领域：1.药物传递领域纳米纤维素的生物可降解、生物相容性高等特性使其在药物传递领域得到了广泛的应用。
纳米纤维素结构具有一定的孔隙度和可溶性，可被用于药物的吸附和释放等。
2.纸张生产领域纳米纤维素在纸张生产中的应用也得到了广泛的关注。
其强度和超白度的特点使其能够代替部分化学浆制作高质量的印刷纸和包装纸。
瘤胃微生物降解纤维素的研究进展
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则可 以从 非还原 端 切下 含 １～２个 葡萄 糖 残基 。研 究发 现 ，
真菌对纤 维素水解 主要分 ２ 阶段进 行 ： 个 准备 阶段 ， ｃ 酶 在 ｒ 的作用下 破坏纤 维 素结 构 ； ２ 第 阶段 ， ｃ． 的作 用下 ， 在 ｘ 酶 把 ｐ 糖苷 比较短 的聚酐链 水解成 可溶性产物 。 』
１ 瘤 胃真菌及 其对纤维素 的降解 Ｏｐ ｒｉ １７ ｎ在 ９５年首次证 实 了瘤 胃中带鞭毛 的原虫实 际上 是厌氧真 菌 的游动 孢 子 ｊ 国内外 学 者还 从 山羊 、 羊 、 。 绵 黄 牛、 水牛 、 象等草 食动 物 的 消化道 以及粪 便 中分 离 出 ６ 大 个
作用是 分解 天然 的晶体 纤 维 。ｃ 酶是 水 解 酶 ， 作用 于 可 溶 性纤维素 衍生物 ， 含 ２ 组 分 。内切 １４葡萄 糖苷 酶 可 包 个 ， 以从纤维 素 内部 切开 ｐ１ 糖苷 键 ； 切 ８ ， ， ４ 外 —１ ４葡萄糖 苷 酶
分 的酶 ， 主要 包含 ｃ 、 ｘ ｐ葡萄糖苷 酶 ３种 。ｃ 酶 的主要 １ｃ 和 １
方面， 宿主动物为微生物提供生长环境， 胃中饲料及其 瘤 胃微生物降解宿主不能消化的物质， 如纤维素， 半纤维素等，
代谢 产物 为微 生物提 供生 长所 需 的各种 养分 ； 一方 面 ， 另 瘤 为宿主提供 能量和养分 ＿。所以 ， ２ ｊ 反刍 动物可 以将低 质量 的 饲料转变成 高质 量的蛋 白 ， 利用 非 反刍 动物所 不能利 用 并能 的高纤维饲料 。通过瘤 胃微 生物 的发酵 ， 刍动物 能消化 植 反 物 细胞 壁 的纤维 素等多糖物 质 ， 消化是 通过 瘤 胃微生物 对 其 纤 维物质 的粘 附和酶类 的水 解作用来 实现 的。
利用生物技术降解纤维素的研究进展
利用生物技术降解纤维素的研究进展作者：郭香圆张斌斌张圣铭谢滔胡庆张海涛来源：《青年生活》2019年第32期摘要：生物技术是一门以生命科学作为基础的学科，也被称为生物工程，是一种通过结合生物的自身特性功能与工程原理，构造出设想中的新体系物种，进行加工生产后，向社会输送商品以及服务的综合技术体系。
生物技术的范围十分广泛，它几乎涵盖了生物科学、化学、数学、微电子技术、计算机科学等所有尖端基础学科，并以此为支撑，形成了如今这种一门学科多门渗透的综合模式，在效益、智力、投入、竞争、风险以及势能六个方面的特征也与其他高新技术一样。
而纤维素则是地球上分布最广泛、含量也最为丰富的碳水化合物之一，大概占据全球植物总干重的三成至五成左右，不过由于纤维素分子是链状高分子聚合物，在分子本身的致密结构和保护层的双重阻碍下，纤维素的降解十分不易，且绝大部分都是被微生物直接作为碳源物质利用了。
因此本文就利用生物技术降解纤维素进行了一系列的研究，意图为生物工程的研究人员们提供可行性的参考。
关键词：生物技术;降解;纤维素前言：根据现有资料的统计，在地球上每年通过光合作用产生的植物物质中有近9成没有被合理利用甚至完全没有被利用，像秸秆一类的更是以直接焚烧收场。
就目前情况来看，农林纤维副产物的开发在全世界所占的比例仅为2%左右，我国作为农业大国，在田间地头被白白烧掉的农林废弃物更是高达半数以上。
全球每年因这类情况造成的经济损失达高达数十亿元，且焚烧造成的废气废物排放等也严重影响了交通运输的安全，对生态环境造成了不同程度的影响，另外，随着经济全球化，日渐加速的发展，进程使得石油、煤炭等不可再生资源极速减少，能源危机成为了当前世界众多国家亟待解决的问题。
[1]资源的过度开采导致生存环境不断恶化，因此以可再生资源研究开发为前提的可持续发展战略在世界各个角落蔓延开来，由此可见，植物纤维素资源的開发利用对解决能源短缺及环境污染有重要的意义。
一、玉米秸秆资源与应用概况由于生物工程技术的体系过于庞大，为避免本文言不符实，因此笔者以玉米秸秆为例，为读者讲解生物技术降解纤维素的研究过程。
《2024年纤维素的改性及在废水处理中的应用研究进展》范文
《纤维素的改性及在废水处理中的应用研究进展》篇一一、引言纤维素作为一种天然的生物高分子，广泛存在于植物、微生物和动物组织中，具有优异的物理和化学性质。
近年来，随着环保意识的增强和科技的进步，纤维素的改性及其在废水处理中的应用逐渐成为研究热点。
本文旨在探讨纤维素的改性方法及其在废水处理中的应用研究进展。
二、纤维素的改性方法纤维素的改性主要分为物理改性、化学改性和生物改性三种方法。
1. 物理改性：物理改性主要是通过物理手段改变纤维素的形态、结构或表面性质，如通过机械研磨、热处理、电离辐射等方法改变纤维素的结晶度、孔隙结构和表面形态。
2. 化学改性：化学改性是通过化学试剂与纤维素分子中的羟基发生反应，引入其他官能团或改变纤维素的结构，从而改善其性能。
常见的化学改性方法包括酯化、醚化、接枝共聚等。
3. 生物改性：生物改性是利用微生物或酶对纤维素进行降解或修饰，以改善其性能。
这种方法具有环保、高效等优点，但需要较长的反应时间和较高的技术要求。
三、纤维素在废水处理中的应用纤维素及其改性产物在废水处理中具有广泛的应用，主要包括吸附、絮凝、生物载体等方面。
1. 吸附：纤维素的吸附性能主要源于其丰富的羟基和三维网状结构。
经过改性后，纤维素的吸附性能得到进一步提高，可用于去除废水中的重金属离子、有机物等污染物。
2. 絮凝：纤维素及其衍生物可以作为天然的絮凝剂，通过电性中和、网捕卷扫等作用使废水中的悬浮物、胶体等凝聚沉淀，从而降低废水的浊度和有机物含量。
3. 生物载体：纤维素具有良好的生物相容性和生物活性，可作为微生物的载体，提高微生物的附着能力和生物活性，从而强化废水处理效果。
四、研究进展近年来，纤维素的改性及其在废水处理中的应用研究取得了显著的进展。
一方面，新的改性方法不断涌现，如纳米纤维素、纤维素基复合材料等，为纤维素的应用提供了更广阔的空间。
另一方面，纤维素在废水处理中的应用领域也在不断扩大，如用于处理重金属废水、染料废水、石油化工废水等。
纤维素酶的研究进展与发展趋势
纤维素酶的研究进展与发展趋势摘要介绍了国内外纤维素酶的研究进展,并简要阐述了纤维素酶研究的发展趋势。
关键词纤维素酶研究进展趋势纤维素是植物细胞壁的主要成分,广泛存在于自然界,是地球上最丰富、最廉价的可再生资源。
随着世界人口的增长,为解决日益加剧的食品和能源危机,纤维素资源的利用引起了世界各国的极大关注和高度重视。
纤维素酶能够有效地分解天然纤维素,是解决能源危机,食品和饲料紧张及环境污染等问题的重要途径之一。
1 纤维素酶的研究在自然界中,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。
50年代,纤维素酶工作转向纤维素酶本身的性质、作用方式、培养条件、测定方法等研究。
l958年,美国华盛顿大学Fry等人用酶水解非淀粉多糖,从那时起,纤维素酶的研究在世界许多国家迅速推广,特别在产纤维素酶的微生物选育、培养条件、纤维素酶的性质、纤维素酶的分离、提纯和协同作用方面的研究进展较快。
60~70年代,Nisizawahe Woo等人对绿色木霉和黑曲霉的纤维素酶做了大量的研究,将纤维素酶分成不同组分,并进行了鉴定。
70~80年代开始利用诱变等育种手段对产纤维素酶的微生物进行了改造,提高其产酶活性。
80年代以后,人们开始利用遗传工程从分子生物学水平对纤维素酶生产菌株进行诱变育种,并对纤维素酶蛋白质的氨基酸序列及其分离纯化等方面进行了深入细致的研究。
纤维素分子结构及其生物降解途径的研究
纤维素分子结构及其生物降解途径的研究纤维素是一种多糖物质，广泛存在于自然界中的植物细胞壁中。
作为地球上最丰富的生物质之一，纤维素在生态系统中扮演着至关重要的角色，同时也是一种重要的工业原料。
随着环保意识的不断提高，纤维素的生物降解问题备受关注。
本文将介绍纤维素分子结构及其生物降解途径的最新研究进展。
一、纤维素分子结构纤维素是由β-葡聚糖分子通过β-1-4糖苷键连接而成，这种键连接方式与动物体内存在的α-1-4糖苷键不同，因此人类无法对纤维素进行消化吸收。
纤维素分子结构的复杂性使得其降解过程具有一定的难度。
而纤维素分子的结构也决定了纤维素的生物降解途径与效率。
二、纤维素的生物降解途径1.微生物降解：纤维素的生物降解最主要的途径是微生物的降解。
微生物在降解纤维素时，通过酶的作用将纤维素分子分解为低分子量的寡糖和单糖，最终达到完全降解的目的。
微生物还可通过在纤维素结构中加入酰化基团、脱去甲基等方式改变纤维素的结构，从而提高纤维素的生物降解效率。
2.化学降解：化学降解是利用化学方法将纤维素分子分解为低分子量的碳水化合物的过程。
虽然这种方式不如微生物降解方式常用，但在一些特殊的情况下，如纤维素浓度过高时，或为了加速废弃物的降解速度等，化学方法可被投入使用。
3.生物质能源利用：生物质能源利用是指将可再生生物质转化为可再生能源，如在生物质能源的生产过程中，通过液化、气化、发酵、压制等方式处理纤维素，使其成为生物燃料、生物液体燃料、生物气体等可再生能源。
三、纤维素生物降解的研究进展1.纤维素酶研究：纤维素降解的关键在于微生物体内的纤维素酶。
近年来，在纤维素酶研究领域取得了一系列的进展，如发现了新的纤维素酶家族，寻找到了具有高效降解纤维素能力的新物种等。
这些发现为提高纤维素的生物降解效率提供了新的思路。
2.生物质能源利用的研究：生物质能源利用是近年来备受关注的研究方向。
在纤维素的生物降解过程中，通过将纤维素转化为可再生能源的方式，可大大降低环境污染，缓解化石能源短缺问题。
纤维素的微生物实验报告
一、实验目的1. 了解纤维素酶的来源及作用机理。
2. 探讨不同微生物对纤维素的降解效果。
3. 分析影响纤维素降解的因素。
二、实验材料1. 菌株：枯草芽孢杆菌、曲霉、黑曲霉、白腐真菌等。
2. 纤维素酶：纤维素酶原液、纤维素酶活力测定试剂盒。
3. 培养基：纤维素培养基、LB培养基、PDA培养基等。
4. 仪器：恒温培养箱、高压蒸汽灭菌器、离心机、显微镜等。
三、实验方法1. 菌株活化：将保存的菌株接种于LB培养基，37℃培养24小时，得到活化菌株。
2. 纤维素酶活力测定：采用酶活力测定试剂盒，按照说明书操作，测定不同菌株产生的纤维素酶活力。
3. 纤维素降解实验：将活化菌株接种于纤维素培养基，37℃培养24小时，观察菌株对纤维素的降解效果。
4. 影响因素分析：分别考察pH值、温度、接种量等因素对纤维素降解效果的影响。
四、实验结果与分析1. 纤维素酶活力测定结果表1 不同菌株纤维素酶活力测定结果菌株名称纤维素酶活力（U/g）枯草芽孢杆菌 0.20曲霉 0.30黑曲霉 0.35白腐真菌 0.40由表1可知，白腐真菌产生的纤维素酶活力最高，其次是黑曲霉、曲霉和枯草芽孢杆菌。
2. 纤维素降解实验结果表2 不同菌株纤维素降解效果菌株名称纤维素降解率（%）枯草芽孢杆菌 25.0曲霉 35.0黑曲霉 40.0白腐真菌 50.0由表2可知，白腐真菌对纤维素的降解效果最好，其次是黑曲霉、曲霉和枯草芽孢杆菌。
3. 影响因素分析（1）pH值：在pH值4.0-8.0范围内，纤维素降解率随pH值升高而增加，当pH 值超过8.0时，降解率逐渐降低。
（2）温度：在37℃时，纤维素降解效果最好，当温度超过50℃时，降解效果明显下降。
（3）接种量：接种量在1%时，纤维素降解率最高，超过1%时，降解率逐渐降低。
五、结论1. 白腐真菌对纤维素的降解效果最好，其次是黑曲霉、曲霉和枯草芽孢杆菌。
2. 纤维素降解效果受pH值、温度、接种量等因素的影响。
微生物纤维素酶及其降解纤维素机理的研究进展
８ ・ ６
陕
西
农
业
科
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微 生 物纤 维 素酶 及其 降解 纤 维 素机 理 的研究 进 展
王 翮
（ 安 职 业 技 术 学 院 生 物 工程 系 ， 西 西 安 西 陕
摘
７ ０７ ） １ ０ ７
要 ： 微 生物 纤 维 素 酶 的 来 源 、 质 、 子 结 构及 作 用机 理 等 四 个 方 面详 细概 述 了 国 内外微 生 物 纤 维 素 酶 从 性 分
及 其 降 解 纤 维 素 机 理 的研 究现 状 ， 并提 出微 生 物 纤 维 素酶 降 解 纤 维 素 的 研 究 方 向 ， 今 后 在 微 生 物 纤 维 酶 及 对
其 降 解 机 理 方 面 的 进 一 步研 究有 重 要 的 指 导 意 义 。
关 键 词 ： 生物 纤 维素 ；纤 维 素酶 ；降解 微
下 进行 ， 许 多 酸水 解 法无 可 比拟 的优 点 ， 此 ， 有 因
组酶 的总 称 ， 多 组 分 酶 系 ， 称 纤 维 素 酶 复 合 是 又
物 。已知天然 纤维 素分子 完全 降解为 葡萄糖 至少
需 要三类 酶 的协 同作 用 ： 切 葡 聚糖 纤 维二 糖 水 外 解 酶 （Ｅ ３ ．１ １ Ｂ ｃ．２ ．９ Ｃ Ｈ） 、 内切 葡 聚糖 苷 酶 （
３ 微 生 物 纤维 素 酶 的分 子结 构
对 不 同微 生物来 源纤 维素酶 基 因的克 隆和氨
收 稿 日期 ： ０ ９ ｉ － ０ ２ 酶 及其 降解 纤 维 素 机 理 的 研 究进 展 微
维素 酶 ； 凡是 能在碱 性条 件下水 解纤 维素 的酶 ， 称
微生物降解纤维素的反应机理及生产研究
微生物降解纤维素的反应机理及生产研究纤维素是一种广泛存在于自然界中的生物高分子，其中木质素就是一种纤维素。
它是植物细胞壁的主要成分，因此广泛存在于木材、纸浆、棉花、苜蓿等植物中。
尽管纤维素在日常生活中无足轻重，但在生物学领域却有着举足轻重的地位，因为它是生物界中各种有机物质最为普遍的一类。
而微生物降解纤维素的反应机理及生产研究则是近年来的热门课题之一。
微生物降解纤维素的反应机理千变万化，它是由一系列微生物发酵作用产生的。
首先是纤维素酶的作用。
纤维素酶是一类能降解纤维素的酶，它是由许多微生物分泌的。
其次是纤维素酶的作用。
在微生物的帮助下，这些酶能够将纤维素分解成为较小的碳水化合物，如葡萄糖。
这样一来，微生物就能将这些碳水化合物吸收并将它们转换成为自己的能量和营养物。
在微生物降解纤维素的反应机理方面，最早被研究的是真菌降解纤维素的过程。
后来，随着对微生物世界的了解不断深入，科学家还发现，细菌、原生动物、酵母菌等微生物也能通过降解纤维素来获得生存所需的能量和营养物。
这些微生物通过不同的途径来降解纤维素，其中许多途径还不完全清楚。
为了更好地掌握微生物降解纤维素的反应机理，科学家们采取了一系列操作措施来研究微生物对纤维素降解的反应过程。
其中最常用的手段就是利用纯培养微生物并让其在一定的温度、湿度和pH条件下进行降解纤维素的反应。
这样，科学家们就能够清楚地观察到微生物降解纤维素的反应过程，从而更好地理解此类反应机理。
微生物降解纤维素在工业生产中广泛应用。
纤维素降解产生的葡萄糖和其他碳水化合物是微生物发酵过程中必需的碳源，可以作为生产乙醇、丙酮、丁醇、醋酸等化学品的原料。
此外，纤维素降解产生的糖类化合物也可以用于生产生物质制品，如合成原纤维、生物塑料、生物炭、化肥和饲料等。
微生物降解纤维素的生产研究主要包括以下几个方面：1、微生物的筛选和培养为了获得能够大量降解纤维素的微生物菌株，科学家需要对微生物菌株进行筛选和培养。
微生物在食品中的纤维素降解和利用
微生物在食品中的纤维素降解和利用纤维素是植物细胞壁的主要成分之一，具有丰富的碳源和纤维结构。
然而，由于人类缺乏纤维素降解酶，无法直接利用纤维素。
幸运的是，微生物世界中存在着一大批能够降解和利用纤维素的细菌、真菌和原生动物。
本文将围绕微生物在食品中的纤维素降解和利用进行探讨。
一、微生物降解纤维素的机制微生物降解纤维素主要通过一系列酶的参与来完成。
在酶的作用下，纤维素被逐渐分解为较小的纤维素聚糖、低聚糖以及葡萄糖等单糖单元。
具体来说，纤维素降解酶可以分为三类：纤维素酶、低聚糖酶和葡萄糖酶。
纤维素酶负责降解结晶纤维素的结构，将其分解为纤维素链；低聚糖酶主要负责将纤维素链进一步分解，生成低聚糖；葡萄糖酶则能够将低聚糖和葡萄糖分子释放出来。
这些酶的协同作用使得微生物能够有效地降解纤维素，释放出可供其利用的碳源。
二、微生物降解纤维素的应用微生物降解纤维素在食品加工中具有重要的应用价值。
首先，微生物降解纤维素可以提高食品的口感和质地。
在面包、饼干等面点制作过程中，加入纤维素降解菌可以使食品更加松软和可口。
此外，微生物降解纤维素还可以被利用于食品储藏。
纤维素降解菌能够利用食品中的纤维素作为碳源，降低食品中的纤维素含量，从而延长食品的保质期。
此外，纤维素降解菌还可以分解食品中的纤维素结构，改善食品的水分吸附性能，增加食品的质感和风味。
三、微生物降解纤维素的发展前景随着对食品健康的不断重视，纤维素降解菌在食品加工中的应用前景越来越广阔。
一方面，通过引入纤维素降解菌，可以有效提高食品的营养含量。
与传统食品相比，经过纤维素降解菌处理的食品富含较多的纤维素和低聚糖，可以为人体提供更多的膳食纤维和益生元。
另一方面，纤维素降解菌在食品储藏和保鲜方面也具有广阔的应用前景。
纤维素降解菌不仅可以降解食品中的纤维素，延长食品的保质期，还可以改善食品的质感和水分吸附性能，提高食品的风味和品质。
总结起来，微生物在食品中的纤维素降解和利用具有重要的意义。
微生物降解纤维素的研究概况
微生物降解纤维素的研究概况纤维素是地球上最为丰富的生物质之一，也是人类和其他生物体内重要的有机化合物。
由于纤维素具有高分子量、不溶于水、抗降解等特点，因此自然界的纤维素循环极其缓慢。
微生物降解纤维素的研究旨在利用微生物菌群将纤维素分解为可利用的有机物质，从而实现对纤维素的生物利用。
本文将介绍微生物降解纤维素的研究背景和意义，探讨相关机理、途径、酶系和技术，并综述近年来该领域的研究现状、方法及成果。
微生物降解纤维素的机理主要涉及细胞壁的裂解、纤维素的酶解和产物转化等过程。
在这个过程中，多种酶系参与了纤维素的降解，包括内切葡聚糖酶、外切葡聚糖酶和β-葡萄糖苷酶等。
这些酶的作用是将纤维素大分子分解成小分子，最后转化为单糖或其他可利用的有机物。
近年来，微生物降解纤维素的研究已取得了很多进展。
在工业领域，研究者们致力于开发高效、稳定的微生物菌群，以实现纤维素的快速降解和工业化应用。
在环保领域，微生物降解纤维素技术被用于处理农业废弃物和城市固体垃圾等问题，有效减少了对环境的污染。
在医药领域，微生物降解纤维素技术为药物开发和疾病治疗提供了新的思路和方法。
先前的研究方法主要包括体外培养、基因组学和蛋白质组学分析、光谱学技术等。
这些方法为研究微生物降解纤维素的机理和过程提供了有力支持。
然而，这些方法也存在一定的局限性，如无法完全模拟自然环境中的真实情况。
因此，未来的研究需要开发更加先进的方法，以更准确、更全面地揭示微生物降解纤维素的规律。
众多研究发现，不同种属的微生物具有差异较大的纤维素降解能力。
例如，某些真菌和细菌能够有效降解纤维素，而某些原生动物和昆虫则不能。
环境因素如温度、湿度、pH值等也会对微生物降解纤维素产生影响。
同时，不同底物种类和浓度对纤维素降解过程也有所不同。
本文总结了微生物降解纤维素的研究背景、意义、机理、途径、酶系和技术等方面的内容，并综述了近年来该领域的研究现状、方法及成果。
尽管已经取得了一定的进展，但该领域仍存在许多问题和挑战需要进一步探讨。
白蚁共生微生物降解纤维素的研究进展
白蚁共生微生物降解纤维素的研究进展作者：傅冰吴芳英来源：《绿色科技》2018年第12期摘要：指出了白蚁是纤维素的主要降解者，主要通过其肠道及体外的共生微生物起作用。
系统阐述了白蚁的内部结构及其肠道微生物及体外微生物在纤维素降解中所起的作用，以期为其高效降解纤维素微生物的进一步研究和利用提供参考。
关键词：白蚁;共生微生物;纤维素降解中图分类号：Q965文献标识码：A文章编号：1674-9944（2018）12-0168-031 引言白蚁是一种古老的社会性昆虫，广泛分布在地球陆地表面上，大多数都集中在热带和亚热带地区。
白蚁是自然界为数不多的能利用纤维素的生物，它对地球陆地生态环境的形成起到了重要的作用[1]。
据估计，地球上的白蚁每年消耗纤维素量巨大，达7亿t[2]。
纤维素（ cellulose）是由葡萄糖组成的大分子聚合体，其分布广泛，占植物界碳含量的50%以上。
白蚁作为微型的生物反应器，从消化系统、酶系统以及体内共生的微生物群落等，最大化促进了纤维素的降解[3]。
白蚁纤维素酶的开发利用被认为是大量转化和利用生物能源的重要途径[4]。
纤维素酶是能够水解连接纤维素，并转化成葡萄糖的一系列活性酶的总称。
按照其作用方式分，纤维素酶可以分为Cl酶、CX酶以及纤维二糖酶等类型[4，5]。
虽然纤维素酶已得到一定规模的应用，如食品、医药化工、污水处理、造纸及纺织工业等领域[6，7]，但由于菌株产酶量低及生产成本较高等因素的限制，纤维素酶在工业上的应用还非常有限。
因此，从白蚁肠道中筛选出酶活性高的菌株，对于促进纤维素酶规模化生产及纤维素类资源的利用具有重要意义。
2 白蚁的分类及特征白蚁属昆虫纲（Insecta）有翅亚纲（Pter ygota）等翅目（Isoptera），行群体生活且有严格的社会性组织和分工，在形态上存在明显不同的发育等级和品级分化。
目前已发现3000多种白蚁，不同的白蚁在生物学和行为学存在一定的差异。
基于微生物技术的纤维素降解分解和利用的方法
基于微生物技术的纤维素降解分解和利用的方法随着环保意识逐渐增强，人们对于纤维素降解分解和利用的方法越来越关注。
纤维素可以被微生物降解分解，得到各种有用的产物，例如生物能源、有机酸、食品添加剂等。
本文将探讨基于微生物技术的纤维素降解分解和利用的方法。
一、微生物降解纤维素的过程微生物是一类可以生存于各种环境中的小型生物，它们能够利用纤维素作为碳源进行生存和繁殖。
微生物降解纤维素的过程可以分为三个主要阶段：吸附、酶解和代谢。
吸附：微生物会通过一些特殊的蛋白质分子，将自身粘附在纤维素颗粒上。
这个阶段是微生物与纤维素颗粒发生互动的开始。
酶解：微生物会释放一些特殊的酶，可以将纤维素链断裂成较小的碎片，如纤维素酶、木聚糖酶和半纤维素酶等，每种酶具有特殊的作用。
代谢：碎片被微生物吸收和利用，被代谢成能量和新生物分子。
微生物产生的代谢产物可以被利用作为化学原料、肥料等，具有重要的经济意义。
二、微生物降解纤维素的应用微生物降解纤维素的应用非常广泛，以下是几个典型的应用场景。
1. 生物能源的开发利用微生物降解纤维素生产生物能源已成为一种较为广泛的技术路线。
其中最重要的是利用微生物降解木质纤维素等植物纤维素，利用微生物产生出高品质的生物酒精作为燃料，具有高效、节能、环保等优点。
2. 合成有机酸微生物降解纤维素还可以合成有机酸，如乙酸、丁酸、琥珀酸等。
这些有机酸用于合成塑料、溶剂、药品等领域，有着好的前景。
3. 食品添加剂微生物降解纤维素所产生的代谢产物可作为食品添加剂，如半乳糖醛酸等。
这类添加剂有较好的水溶性和热稳定性，被广泛用于食品加工中。
三、微生物降解纤维素的挑战虽然微生物降解纤维素具有广阔的应用前景，但是也面临许多挑战。
主要有以下三方面：1. 微生物选择性不同的微生物对于不同纤维素素材的降解能力不同，且不同纤维素素材本身具有复杂的结构。
因此，对不同应用场景，选择适合的微生物和条件非常重要。
2. 过程与产物的管理微生物降解纤维素过程中，释放的产物是多样性和复杂的，管理和处理需要高度的技术和设备支持。
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微生物降解纤维素的研究进展引言植物通过光合作用, 生产地球上最丰富、最廉价的纤维素资源,全球每年产生的纤维素高达1000 亿t，中国农作物秸秆量达到6 亿t，林木枝桠和林业废弃物年可获得量约9 亿t，这些纤维素，除少部分被利用外,大部分通过简单的焚烧方式利用，利用率极低，在浪费能源的同时对环境造成了污染。
纤维素在自然条件下分解缓慢。
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”，具有重要的现实意义和发展前景。
微生物作为处理纤维素的一种手段，由于其对环境危害小，且能实现资源的再利用而越来越受到重视。
因此，纤维素降解机制的研究、纤维素高效分解菌种的选育以及纤维素分解酶类的研究成为热点。
1 纤维素的分子结构纤维素是由D-葡萄糖以β-1,4 糖苷键结合起来的链状高分子化合物，纤维素的分子量为1. 5～ 1. 84×106, 相当于11 300 个葡萄糖残基, 这些纤维素分子以氢键构成平行的微晶束, 约60 个为一束。
纤维素主要由结晶区和无定型区两部分组成。
结晶区结构致密,葡萄糖没有游离羟基,纤维素酶不易侵入到内部发挥降解作用 ,而无定型区结构比较疏松,很易被微生物降解。
迄今为止, 已发现固态下纤维素存在着五种结晶变体, 即天然纤维素(纤维素Ⅰ)、人造纤维素Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ和纤维素X, 这五种结晶变体各有不同的晶胞结构, 并可由X 射线衍射、红外光谱、Raman光谱等方法加以鉴别。
2 纤维素降解机理研究有关纤维素降解机理的研究有很多，但纤维素酶将天然纤维素转化成葡萄糖过程中的细节至今仍不清楚。
目前，关于纤维素的降解机理主要有以下几种。
2.1 C1-Cx假说1950 年, Reese 等曾阐明没有一种纤维素酶生产菌能生产出分解棉花中的天然纤维素的酶, 但发现有的菌株生产的酶能分解膨润的纤维素或纤维素诱导体等非晶体性纤维素, 因而提出了由于天然纤维素的特异性而必须以不同的酶协同作用才能分解的C1-Cx假说,其基本模式可以表述为：该学说认为，C1酶首先作用于结晶纤维素，使形成结晶结构的纤维素链开裂，长链分子的末端部分离，使其转化为非结晶形式，从而使纤维素链易于水解；Cx 酶随机水解非结晶纤维素，可溶性纤维素衍生物和葡萄糖的β-1,4-寡聚物；β-葡萄糖苷酶将纤维二糖和纤维三糖水解成葡萄糖。
2.2 协同理论协同理论是目前被大多数学者所普遍接受的理论。
该理论认为：纤维素降解是由EG(内切葡聚糖酶)、CBH(外切葡聚糖纤维二糖水解酶)和CB(纤维二糖酶或β-葡萄糖苷酶)共同作用的结果。
其酶反应的顺序机理：内切葡聚糖酶首先进攻纤维素的非晶区，形成外切纤维素酶需要的新的游离末端，然后外切纤维素酶从多糖链的非还原端切下纤维二糖单位，β-葡萄糖苷酶再水解纤维二糖单位形成葡萄糖。
2.3 原初反应假说在对褐腐菌降解纤维素的研究过程中发现，褐腐菌降解结晶纤维素的早期阶段纤维素的机械强度大幅度降低，但只有极微量的重量损失和很少的还原糖生成。
这与纤维素酶解时的聚合度降低而还原糖增加现象明显不同，因此Coughlan 提出了结晶纤维素降解的多步骤学说(Multisteps)，该学说认为原初反应即无序化反应使纤维素的结晶状态发生改变，更便于随后的纤维素[EG，CBH，GE]水解。
2.4 其他理论2002 年山东大学的高培基[8]概括纤维素酶降解机制及纤维素酶分子结构与功能研究进展时，提出了新的纤维素酶降解模式。
该模式认为纤维素降解是由纤维素聚合物分子链的解链和其糖苷键的水解(解聚)先后发生并同时反复进行的过程所组成。
前者起始于纤维素酶分子对纤维表面的吸附，导致了分子链间氢链断裂和单一基元纤维的分离，造成纤维素聚集结构态的改变，是降解过程的限速阶段。
后一过程水解单一基元纤维链的糖苷键，使其断裂，形成可溶性糖类，对解链也有协同作用。
3 纤维素降解菌的研究进展在自然生态环境中，许多微生物、植物及昆虫在适宜的条件下均有产生纤维素酶的能力。
近年来已发现的能降解纤维素的微生物就超过了200 种，主要包括：真菌、细菌、放线菌。
3.1 真菌降解纤维素的真菌有很多，如木霉属(Trichoderma )、青霉属(Penicillium)、曲霉属(Aspergillus)、根霉属(Rhizopus)、漆斑霉属(Myrothecium)、枝顶孢霉属(Acremonium)、毛壳霉属(Chaetomium)和脉孢霉属(Neurospora)等。
其中，很多纤维素降解真菌在生长过程中能产生菌丝，菌丝具有很强的穿透能力，能穿透植物角质层的阻碍，紧紧依附和穿插在纤维物质上，增大降解酶与纤维物质的接触面积，从而加快降解速率。
如木霉属、青霉属、漆斑霉属、毛壳霉属和脉抱霉属为丝状真菌。
目前，木霉属是迄今所知纤维素酶系最全面和研究较多的一个属。
霉的研究也较多。
木霉菌和曲霉菌也早已应用于酶制剂的生产。
目前，发现的真菌多为好氧菌，也有研究者在草食动物胃肠道及其粪样中发现厌氧真菌。
2009 年，张艳英就从山羊、奶牛和绵羊的瘤胃液中分离出了8 株瘤胃厌氧真菌。
3.2 细菌细菌中酶活力较强的菌种有纤维杆菌属(Culmolnoas)、生孢纤维菌属(sporocytophaga)和梭菌属(cellulomonas)。
研究最多的是纤维单胞菌（Cellulomonas）和热纤梭菌（Clostridium thermocellum）。
根据细菌的生理学特性，一般将纤维素降解细菌分类为：厌氧型、好氧型和好氧滑动菌。
好氧细菌以可溶性胞外酶的形式分泌出3种纤维素酶对纤维素进行水解，如纤维杆菌属(Culmolnoas)的纤维单胞菌。
厌氧细菌将3 种纤维素酶联合组装成一个大复合体———纤维小体(cenulosome)，具有多种功能的超分子结构。
纤维小体附着在细菌细胞表面，所以细菌需要粘附在纤维上，使纤维小体在纤维的接触点处对纤维素进行水解，如热纤梭菌（Clostridium thermocellum）。
研究表明，细菌在降解纤维素过程中产生纤维素酶的量较少，且大多不能分泌到细菌细胞外，其大多数对结晶纤维素没有活性，纤维素降解能力明显低于真菌，因此很少将细菌投入到工业生产中。
3.3 放线菌虽然放线菌繁殖缓慢且不及真菌和细菌对纤维素降解能力强，但放线菌分泌的胞外酶多数具有一定的耐碱性，在强碱性条件下仍能保持较高活性。
目前，研究较多的是高温放线菌。
能降解纤维素的放线菌主要包括：纤维放线菌(Acidothermus. Cellulolyticus)、诺卡氏菌属（Ncardia）和链霉菌属（Streptomyces）。
3.4 纤维素降解复合菌群纤维素结构复杂，要将其有效降解需要多种纤维素酶的协同作用。
单一的纤维素降解菌大多不能同时产生3 种类型的纤维素酶，而多菌株混合培养中，各种纤维素降解菌可产生不同配比的内切葡聚糖酶、外切葡聚糖酶、β-葡萄糖苷酶共同降解纤维物质。
同时，在多菌株共存的环境中，产物的反馈抑制也可得到缓解，从而提高纤维素的转化率。
4 问题及展望利用微生物将纤维素类物质水解成葡萄糖，所得葡萄糖经发酵可生产酒精、食品及其他化工原料．其经济效益和社会效益都十分显著。
微生物产生的纤维素酶作为新型饲料添加剂，在饲料工业中应用已相当普及．但是，目前在利用微生物降解木质纤维素方面依然存在降解效率低．酶产量低的瓶颈问题。
因此，研究可从以下方面突破：（1）菌种筛选方面：加强高效野生菌种的筛选和发酵工艺等基础工作的研究，分离和筛选出针对不同行业的高效纤维素分解菌种，同时利用目前先进的分子生物学技术，选育出活性高，产酶量大的菌种。
此外，在自然界中存在大量的未可培养微生物，通过提取并纯化特定环境样品中微生物的总DNA，进而构建环境基因组文库，并从构建的各种基因组文库中筛选新的纤维素酶基因，为筛选新的高效纤维素降解菌提供了一个新途径。
（2）混合培养方面：微生物种群的多样性可以影响系统的功能，由两种或更多种不同微生物组合成的微生物集合体被证实在自然界中的许多生物转化中起主要作用。
深入研究不同来源纤维素酶以及不同菌种之间的协同作用，弄清菌株与菌株之间的关系及其在降解发酵过程中的作用；利用分子生物学手段弄清混合菌剂在木质纤维素降解过程中微生物群落的变化；为混合菌剂的选育、优化提供有利支持。
（3）机理研究方面：由于底物的复杂性和酶本身的多组分，虽然纤维素酶作用的某些疑难问题已获解决，但还遗留下许多问题。
因此必须弄清自然界中微生物降解木质纤维素的机制，了解纤维素酶类不同组分以及小分子活性物质之间的作用，从酶学和非酶作用等多个角度揭示木质纤维素的降解机理，并用于指导筛选培育高效降解木质纤维素的菌种以及建立高效的木质纤维素生物降解体系，从而最终实现纤维素类物质的资源化利用。
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