F_10木聚糖酶研究进展
木聚糖酶的研究进展及在生产的应用
从而使 木 聚糖降 解为 木寡糖 。 水解 产物 主要 为木 其
二糖 与低 聚木耱 ， 有少 量 的 木糖 、 也 阿拉 伯 糖 和 甘
目前 ， 产木 聚 糖 酶 的微 生 物 分 布 很广 ， 几 十 有
露 糖 。 义上 的木 聚糖 酶是 指能够 降解 木 聚糖或 半 广 纤 维 素 的一 组 酶 的总 称 。 由于 木 聚糖 结 构 的复杂
ｓｒ ｃｕ ｅ ｐ ｙ ｉｏ ｈ ｍｉ ａ ｐ ｏ ｅ ｙ ｆ ｎ ｔ ｎ ｎ ｃ ａ ｉ ， ｐ ｌ ａ ｉｎ ａ ｄｐ ｏ ｐ ｃｓｏ ｙａ ａ ｅ ｔｕ ｔ ｒ， ｈ ｓ ｃ ｅ ｃ ｌ ｒ ｐ ｒ ，ｕ ｃｉ ｉｇ ｍｅ ｈ ｎ ｓ ｃ ｔ ｏ ｍｓ ａ ｐ ｉ ｔ ｎ ｒ ｓ ｅ ｔ ｆ ｌ ｎ ｓ ． ｃ ｏ ｘ Ｋｅ ｙ ＷＯｒ ｓ ｘ ｌｎ ｓ ；ｅ ｄ ａ ｐ ｉａｉｎ ｄ ： ｙａ ａ ｅ ｆｅ ； ｐ ｌ ｔ ｃ ｏ
丙 氨酸 、 氨 酸 、 氨 酸 、 谷 甘 丝氨 酸 和 苏 氨酸 等 ； 糖 ⑥ 类成 分 ：真核 微 生物 产 的木 聚糖 酶 通 常 为糖 基 化 酶 。 些糖 类一般 与蛋 白质 共价 连接 或与木 聚糖 酶 这
形成可 解离 复合体 。 基化 是酶对 非 常坏境 保持 稳 糖
定 的一 种手段 。
研究表明 ，添加木 聚糖酶 能降解 饲粮中的木聚糖 、 降 低食 糜 黏 度 、 少微 生 物 的定 植 、 持肠 道 正 常结 减 维 构 ， 而提 高机 体对 营养 物质 的利用 率 和表 观代 谢 从 ￣（ ＭＥ ， 得 了 良好 的社 会 效益 和经济 效益 。 文 Ａ ）取 本 就 木 聚糖 酶 的研 究 进展 及其 在 生 产 上 的应 用 进 行
ｎ ｒｔｏ ａ ｔｒａ，ｉ ｕ ｔ ｎ ｐｒｄｕ ｔｏ ｆｍ￣ ｎ ｅ，ｈ ｅ ｅ ｒ ｈｏ ｙａ ａ ｅ ｈ ｓｂｒ ａ ｏ ｐ ｃｓ Ｔｈ ｒｉｌ ｅ ｉｗｅ ｌｃ ｌｓ ｕｔｉｉｎ ｌｍａｅ ｉｌ ｍｍ ｎｉ ａ ｄ ｏ ｃ ｉｎｐｅ ｙ ｎａ ｃ ｔ ｅｒ ｓ ａ ｃ ｎ ｘ ｌｎ ｓ ａ ｏ ｄｐｒｓ ｅ ｔ． ｅａ ｔｃｅｒ ｖｅ ｄ ｍｏｅ ｕｅ
木聚糖酶的应用研究进展
Ｋｅ ｒ ｓ ｘ ｌ ｎ ｓ ； ａ ｐ ｉ ａｉｎ；ｒ ｓ ａ ｃ ｄ ａ ｃ ｓ ｙｗｏ ｄ ： ｙａ ａ ｅ ｐｌ ｔ ｃ ｏ ｅ ｅｒｈａ ｖｎ ｅ
木 聚糖 属杂 合多 聚分 子 ，是 存在 于 自然界 中的 丰 和木糖 的一组 酶 的总称 ，主要包 括 内切 Ｂ一 ，一木聚 １ ４ 富再 生 资源 之一 。 由于 糖 的不 同 （ 糖 和 己糖 ） 戊 、键 糖 酶 和 Ｂ一木 糖 苷 酶 ； 狭 义 上 的 木 聚 糖 酶 是 指 的类型 不 同 ，以及木 聚糖 中存在 有许 多不 同取代 基 的 Ｂ一 ，一内切木 聚糖 酶［ １ ４ ７ １ 。 木聚糖 酶在 自然 界分 布相 当广泛 ，在海 洋及 陆地 支链 ，木 聚糖 的彻底 降解需 要 多种 酶参与 『 １ ］ 。
ａ ｄ ｇ ｅ ｔｅ ｐｌｉａｉｎ ｆｒ ｇ ｏ ｎ ｎ ｒ ａ ｘ ｏ ｔｔ ｏ ｅ ｒ ｕ ｄ．Ｔｈ ｅ ｅａｃ ｄ ａ ｅ ｎ ａ ｐｌ ａ ｉｎ ｏ ｙａ ｓ ｅ ｎ ｐａ ｒ ｆｏ ｎｄ ｅ ｄ ｎ ｓｒｅ ｒ ｏ ｅ ｒ ｓ ｒ ｈ ａ ｖ ｎｃ ｓ ｏ ｐ ｉ ｔｏ ｆｘ ｌｎａ ｓ ｉ ｐｅ ， ｏ ｄ ａ ｆｅ ｉｄｕ ｔ ｓ ｗｅ ｅ ｃ ｉ ｓ ｍｍ ａ ｚ ｄ ｉ ｈｓ ａ ｉｌ． ｕ ｉ ｒ ｅ ｎ ｔ ｉ ｒ ｃｅ ｔ
３ Ｉｓｔｔ ｏ ｕ ｒ ｒ ａｔｒ ｑ ｉｍ ｎ，Ｇ ｎｒ ｏｉｉ Ｄ ｐｒ ｅｔ ｆ Ｉ ，Ｂ ｉｎ ００ ０ ｈｎ ； ．ｎｔｕ ｆ ａ ｅｍ ｓ ｕｐ ｅｔ ｅｅａ Ｌｇ ｔ ｅａｔ ｎ ｏ Ｊ ｉｅ Ｑ ｔ ｅＥ ｌ ｓｃ ｍ Ｐ Ａ ｅ ｉｇ１０ １ 。Ｃ ｉａ ｊ ４ Ｃ ｌｇ ｆ ｏｄＳｉ ｃ ，Ｃ ｉ ｇｉ ｌ ｒ ｎｖｒｔ，Ｂ ｉｎ ０ ０ ３ ｈｎ ） ． ｏｅｅｏ ｏ ｃ ｎ ｅ ｈｎ Ａ ｃ ｔ ａ Ｕ ｉ ｓ ｙ ｅ ｉ １０ ８ ，Ｃ ｉ ｌ Ｆ ｅ ａ ｒ ｕ ｕｌ ｅｉ ｊｇ ａ
F／10及G／11木聚糖酶家族密码子偏好性分析
４月
文 章 编 号 ： ０ ０—２ ４ ２ ０ ） ２—０ ２ １０ ３ ０（ ０ ８ ０ ２ ３一Ｏ ５
Ｆ１ ／ ０及 Ｇ １ ／ １木 聚 糖 酶 家 族 密 码 子 偏 好 性 分 析
刘 亮伟 ， 天苍 翟 继 张 科 刘 全 军 秦 ， ， ，
（． １ 河南农 业 大学生命科 学 学院 ， 南 郑 州 ４ ０ ０ ； ． 南投 资集 团有 限公 司 ， 南 郑 州 ４ ０ ０ 河 ５０２ ２ 河 河 ５ ０ ３）
ｔ ｅ ｆ ｍｉ ｈ ｒ ｃｅ ｆｎ ｃｅ ｔｄ “ ”． Ｔ ｉｈ ｓ ａ ｅ ｒ ｕ ｎ Ｇ／ ｈ ａ ｌ ｃ ａ ａ ｔ ｒｏ ｕ ｌ ｏｉ ｅ ａ ｙ ｈｅ ｈ ｇ ｅቤተ መጻሕፍቲ ባይዱｔｂｉｓ ｄ ｇ ｏ ｐ ｉ １１ ｗａ ：Ｃ Ｕ，Ｃ Ｃ，ｃ ｇ， ａ ｃ， ｓ Ｕ Ｕ ｕ ｕ
ａ ｃ，ａ ｇ，ｃ ｃ，ｃ ｕ，ｇ ｃ， ａ ｃ，ｇ ｕ，ｇ ｃ， ｕ ｃ，ｃ ｇ，ａ ｃ，ｗｉ ｈｅ ｆ ｍｉｙ ｃ ｒ ｃ ｅ ｏ ｕ ｌ ｏｉ ｅ “ｃ ｇ ａ ｇ ｇ ｇ ｃ ｃ ｕ ａ ａ ａ ｔ ｔ ａ ｌ ｈａ ａ ｔ ｒ ｆｎ ｃｅ ｔｄ ｈ ／
．
ｄ”． Ｔｈ ｅ ｕ ｔｅ ｐ ａｎ ｄ ｔ ｅ ｐ ｅ ｏ ｎ ｎ ｏ ｖ ｒｅ ｐ ｅ ｓｏ ｆｈ ｔ ｒ ｇ ｎ ｏ ｓ ｇ ｎ ｙ ｓｎ ｈ ｘ ｅ ｒｓ ｌ ｘ ｌ ｉｅ ｈ ｈ ｎ ｍｅ ｏ ｆｏ ｅ － ｘ ｒ ｓ ｉｎ ｏ ｅ ｅｏ ｅ ｅ ｕ ｅ ｅ ｂ ｕ ｉｇ ｔ ｅ ｅ －
ｎ ｏ ｓ ｇ ｎ ｓｉ ｉ ｏ Ｆｒ ｍ ｈ ｒｐ ｃｉ ｅ ｏ ｏｅ ｕ ａ ｖ ｌ ｔｏ ｎｄ ｔ ｅ ｍ ｕａ ｉｎ ｅ ｄ ａ ｅ，ｔ ｅ ｒ － ｅ ｕ ｅ ｅ ｎ ｖｔ ． ｏ ｔ ｅ ｐｅｓ ｅ ｔｖ ｆｍ ｌ ｃ ｌ ｒｅ ｏｕ ｉｎ ａ ｈ ｔｔ － ｎ ｕｒｎｃ ｒ ｏ ｈ ｅ ｓ ｈ ｅ ｐａ ｎ ｄ ｔ ｅ ｓｒ ｃｕ ａ ｉｆｒ ｎ ｅｏ ｙ ａ ａ ｅａ ｄ ｔ ｅ ｒ ｓ ｌ ｆｄ ｏ ｏ ｐ ｏｅｎ ｅ ｇｎｅ ｒｎ ｘ ｒ－ ｕ ｘ ｌｉ ｅ ｈ ｔｕ ｔ ｒ ｌｄ ｆ ｅ ｃ ｆｘ ｌｎ ｓ ｎ ｈ ｅ ｕ ｔ ｏ ｅｎ ｖ ｒ ｔ ｉ ｎ ｉ ｅ ｉ ｇ ｅ ｐｅ ｉ ｅ ｓ
木聚糖酶的研究进展
木聚糖酶的研究进展陈洪洋;蔡俊;林建国;王常高;杜馨【摘要】木聚糖是仅次于纤维素的第二丰富的可再生资源,通过筛选出产木聚糖酶的菌株,利用基因工程技术,将木聚糖酶基因进行异源表达,提高木聚糖酶产量.该文综述了菌株产生的木聚糖酶酶学性质,并对酶学性质进行改善使木聚糖酶更符合应用的条件,同时研究木聚糖酶分离纯化的步骤,来提高木聚糖酶的酶活.文章重点介绍了木聚糖酶的产生菌和木聚糖酶在基因工程技术等方面研究进展,并对木聚糖酶的分离纯化方法做了简要地介绍.【期刊名称】《中国酿造》【年(卷),期】2016(035)011【总页数】6页(P1-6)【关键词】木聚糖酶;基因工程;酶学性质;分离纯化【作者】陈洪洋;蔡俊;林建国;王常高;杜馨【作者单位】湖北工业大学发酵工程教育部重点实验室,工业发酵湖北省协同创新中心,湖北武汉430068;湖北工业大学发酵工程教育部重点实验室,工业发酵湖北省协同创新中心,湖北武汉430068;湖北工业大学发酵工程教育部重点实验室,工业发酵湖北省协同创新中心,湖北武汉430068;湖北工业大学发酵工程教育部重点实验室,工业发酵湖北省协同创新中心,湖北武汉430068;湖北工业大学发酵工程教育部重点实验室,工业发酵湖北省协同创新中心,湖北武汉430068【正文语种】中文【中图分类】Q814.9木聚糖是植物半纤维素的主要组成部分，广泛存在于玉米芯、甘蔗渣、麦麸、秸秆等农作物废弃物中，由于木聚糖酶能够将木聚糖分解成不同长度的低聚木糖和木糖，该产物具有重要的经济价值，通过木聚糖酶将这些可利用资源充分利用，发挥其潜在的应用价值，木聚糖酶的研究也受到充分的重视。
现在木聚糖酶已广泛应用于造纸、食品、饲料和能源等领域，带来了很大的经济效益。
目前木聚糖酶的生产主要来源于微生物发酵，对发酵得到的木聚糖酶的酶学性质进行研究，以便了解该酶的应用范围，使木聚糖酶在工业应用中发挥其巨大的潜能，增加更多的经济效益，为各领域的发展做出更大的贡献。
11木聚糖酶家族的数学建模与分析的开题报告
F/10及G/11木聚糖酶家族的数学建模与分析的开题报告一、研究背景及意义木聚糖酶是一类重要的酶，能够降解植物细胞壁中木聚糖，它对于生物质降解和生物质能源利用具有重要的实际应用价值。
F/10和G/11木聚糖酶家族是其中的两个典型代表，它们在木聚糖降解过程中起着重要的作用，对于木聚糖分子结构的破坏有着显著的差异，因此这两种酶家族的研究对于深入了解木聚糖降解过程具有重要意义。
数学建模是一种有效的手段，可以帮助我们更好地理解和预测生物体内复杂的反应过程，通过对F/10和G/11酶家族的数学建模和分析，可以揭示它们在木聚糖降解中的作用机制，对于寻找高效、低成本的生物质能源生产技术具有重要帮助。
二、研究目标和内容本研究的主要目标是对F/10和G/11两种木聚糖酶家族的功能、结构和降解机制进行深入分析，并建立相应的数学模型进行研究和预测。
具体内容包括：1.调查相关文献，了解F/10和G/11两种木聚糖酶家族的基本结构、功能和降解机制；2.建立F/10和G/11木聚糖酶家族的动力学模型，模拟模型的动力学行为，通过模拟和预测研究木聚糖降解过程中酶的作用特点；3.对模型进行数值计算和分析，研究酶浓度和反应时间等因素对于模型行为的影响；4.验证模型的准确性和可靠性，并根据模型预测结果提出相关的实验方案，进一步验证模型的科学性和应用价值。
三、研究方法本研究采用的方法主要包括：1.文献调研法：查阅相关论文和文献，收集F/10和G/11木聚糖酶家族的结构、功能和降解机制等相关信息；2.数学建模法：建立F/10和G/11木聚糖酶家族的动力学模型，包括酶的反应速率、反应动力学和化学平衡等方面，分析酶在反应过程中的作用特点和反应动力学；3.计算机数值模拟法：利用计算机进行数值计算和分析，研究酶浓度和反应时间等因素对模型行为的影响，优化模型参数，提高模型的准确性和可靠性；4.实验验证法：依据模型预测结果，设计相关实验方案，验证模型的可靠性和科学性。
微生物木聚糖酶的生产及其在食品工业中应用的研究进展
图!
木聚糖酶生物合成的诱导机制
#$%&"
’()*+,-+$./0 1-%20/+$*3 *4 5(0/3/6- 7$*6(3+,-6$6
"#"
木聚糖酶的生产 高效生产微生物木聚糖酶的关键因素是选择
产木聚糖酶，而在以纤维素为碳源时会同时产生 纤维素酶和木聚糖酶。有些真菌无论是将其培养 在不含纤维素的木聚糖培养基上，还是将其培养 在含纤维素的农业废弃物（如玉米芯粉）培养基 上， 都能产生无纤维素酶活性的木聚糖酶。 一些真 菌采用不含纤维素的木聚糖为碳源，且将培养基 中的氮碳比控制在较低水平时，可以得到无纤维 素酶活性的木聚糖酶。 另外， 也有一些微生物可以 产生无纤维素酶活性的木聚糖酶。棉毛状嗜热菌 是生产无纤维素酶活木聚糖酶的优良菌株。由于 木聚糖酶的生产成本仍较高，而木聚糖价格又较 贵，研究者和生产者都希望能利用廉价的纤维质 材料高效生产木聚糖酶。对于某些微生物如梭状
J7 的木聚糖酶6!， 。
8 9 $" 族 木 聚 糖 酶 能 够 作 用 于 较 多 底 物 ， . 9 $$ 族
木聚糖酶的作用底物范围较窄，即对底物相对专 一。另外， 有些木聚糖酶还具有转糖苷活性， 能生 成同一类型糖苷键的产物。 根据底物的特异性， 木 聚糖酶可分为特异性和非特异性木聚糖酶。非特 异性木聚糖酶具有交叉活性，主要是由于催化区 的氨基酸有许多不同的活性位点。木聚糖酶除了 裂解主链糖苷键外，根据其能否释放出支链的阿 拉伯糖， 可分为脱支酶和非脱支酶。 许多真菌如黑 曲霉 （! "#$%&’(()" 0’&$% ） 等产生的木聚糖酶属于脱 支酶， 能够从阿拉伯木聚糖中释放出阿拉伯糖
木聚糖酶及其应用研究进展
木聚糖酶及其应用研究进展阮同琦1赵祥颖2刘建军1，2(1山东轻工业学院食品与生物工程学院济南250353)(2山东省食品发酵工业研究设计院济南250013)摘要木聚糖酶是半纤维素的主要一种,它是由β-D-吡喃型木糖单元通过1-4糖苷相连的直链高聚物。
分解木聚糖的最主要的酶为β-D-1,4内切木聚糖酶。
近十年来,木聚糖酶在饲料、食品、制浆造纸工业中显示了广阔的应用前景。
本文重点论述了木聚糖的结构、木聚糖酶的特性及其应用。
关键字木聚糖酶木聚糖半纤维素应用A b str act：X y l an is the p r inci p al t y pe of h em i cell u l o se.It is a li n ear p olym er o fβ-D-x ylop yran osyl u nit s l ink edb y β(1-4)gl y co si d i c b ond s.A n enzym at ic co m plex is r espo nsi ble f o r t he h yd r olysi s of xylan,but the m ai n enzym es i n vo l v edare end o-1,4-βxy l an ase andβ-xy l o sidase.R ecentl y,t h ere h as b eenm u chi n du str ial interest i nxy l anan d i ts hy drol y t ic enzym ati c co m p l ex,as a sup plem ent in an i m al f eed,f or the m an uf acture of bread,food and d r inks, tex t il es,bleach i n go f cel lu l o se p ulp,ethano l andx yli to l prod ucti o n.T his rev i ew descri b es so m e p r o pert ies o f xy lan an dxylan ase,as w ell as thei r co m m ercial ap pli cati o ns.K eyw or ds：xyl anase；xyl an；hem i cel l ul ose；paper pul p；ani m al f eed；appl i cat i on木聚糖酶是半纤维素的主要一种，是除纤维素之外自然界中最为丰富的多糖，也是自然界中最为丰富的可再生资源之一。
木聚糖酶的研究进展及其应用
木聚糖酶的研究进展及其应用付冠华;李端;周晨妍;丰慧根【摘要】The application status and research focus of xylanase infeed,food,paper making and energy fields were summarized,and its application prospect was forecasted.%综述了木聚糖酶在饲料、食品、造纸及能源等领域的应用现状与研发热点,展望了木聚糖酶的应用前景.【期刊名称】《安徽农业科学》【年(卷),期】2011(039)035【总页数】3页(P21566-21568)【关键词】木聚糖酶;催化机制;基因克隆【作者】付冠华;李端;周晨妍;丰慧根【作者单位】新乡医学院生命科学技术系,河南省医学遗传学与分子靶向药物高校重点实验室培育基地,河南新乡453003;新乡医学院生命科学技术系,河南省医学遗传学与分子靶向药物高校重点实验室培育基地,河南新乡453003;新乡医学院生命科学技术系,河南省医学遗传学与分子靶向药物高校重点实验室培育基地,河南新乡453003;新乡医学院生命科学技术系,河南省医学遗传学与分子靶向药物高校重点实验室培育基地,河南新乡453003【正文语种】中文【中图分类】S132木聚糖(Xylan)是植物半纤维素的主要成分，是除纤维素外自然界中存在的最丰富的多糖。
木聚糖酶广泛存在于动物、植物和微生物中，该酶通常以随机方式作用于木聚糖主链，将其降解为低聚木糖和木糖。
广义的木聚糖酶是指能够降解半纤维素木聚糖的一组酶的总称，包括多种内切酶和外切酶。
但通常所说的木聚糖酶仅限于内切β-1，4-D-木聚糖酶(endo-β-1，4-D-xylanase)［EC.3.2.1.8］，该酶是木聚糖降解酶系中最关键的酶，也是目前木聚糖酶研究的热点［1-3］。
1 木聚糖酶的研究进展国际上有关微生物木聚糖酶的诱导与调节机理，酶的提纯、鉴定方法，以及木聚糖酶基因分子的克隆与表达研究较多。
木聚糖酶的研究进展及其应用
木聚糖酶的研究进展及其应用Beta-glucosidase, also known as beta-glucoside glucosidase, is a kind of widely present enzyme in organisms, which can specifically catalyze the hydrolysis of β-glucoside to release glucose contained in β-glucoside. It is widely present in plants, animals, and microorganisms. In recent years, with the development of biotechnology andgenetic engineering, β-glucosidase has been widely used in food, medicine and other fields of biotechnology industry.β-glucosidase enzymes catalyze the hydro lysis of β-glucoside, releasing glucose molecules for many physiological and metabolic processes. As a result, it plays a key role in numerous important biochemical reactions and processes. Extracellular β-glucosidases have been used in biotechnological industries such as food, medicine, and fermentation due to their wide range of application, high processivity and stability. Meanwhile, some β-glucosidases can also be used in the production of various medicines, such as glycoside antibiotics and flavonoids. Similarly, some β-glucosidases can also be used in various synthetic and fermentation processes, such as the synthesis of sugaralcohols and biosurfactants, and the preparation of crude enzyme products.In recent years, a variety of β-glucosidase enzymeshave been isolated and studied. In terms of specific enzymes, β-glucosidase from ganoderma lucidum, a kind of fungus, has been studied in depth and can be used for biomass degradation, cellulose and pectin degradation, and lignin degradation. Inaddition, β-glucosidase produced by anaerobic fungi has excellent activity and is of great practical significance. In addition, some studies have found that β-glucosidase can be used in some processes such as waste water treatment and sugar metabolism regulation.In summary, β-glucosidase has a wide range of applications in biotechnology industries such as food, medicine, fermentation, and crude enzyme production due toits high processivity and stability. In addition, with the development of biotechnology and genetic engineering, many new β-glucosidases have been isolated and researched, which gives β-glucosidase a broader range of applications.。
木聚糖酶的研究与应用
2 木聚糖酶的分类
根据对糖苷水解酶的催化结构域的氨基酸的同 源性和疏水簇分析法 ,所有已知的糖苷水解酶可分为 58 个家族 ,木聚糖酶被归为第 10 ( F 家族 )和第 11 家 族 ( G家族 ) ,属于同一家族的木聚糖酶催化区域具有 同源性 ,故可以根据家族的酶来推断未知酶的催化特 性 。这两个家族的木聚糖酶在作用方式、 分子量、 净 电荷 、 碱性和酸性氨基酸的比例等方面均有较大的差 异 。一般来说 , F家族的分子量高 、 复杂 ,通常产生比 较小的低聚糖。 G家族的木聚糖酶则对木聚糖有很 高的特异性
采用了亲和色谱 。
6 木聚糖酶的应用
6. 1 木聚糖酶在造纸工业中的应用
自 1986 年芬兰科学家率先使用木聚糖酶预漂 白硫酸盐浆以来 ,随着对木聚糖酶研究的深入 ,木聚 糖酶在造纸工业中发挥着越来越重要的作用 。制浆 是造纸工业中的一道重要工艺 , 在硬木和软木纸浆 中 ,沉淀的木聚糖是木质素抽提的主要障碍 ,加入木 聚糖酶水解木聚糖 , 从而提高木质素的抽提率 。作 为纸浆漂白助白剂 , 木聚糖酶的前处理可以显著降 低漂白用氯 。若结合漂白工艺的改革 , 可进一步实 现无氯漂白 ,不仅可以改善漂白效果还可以解决纸 浆工业中的环境污染问题 。 6. 2 木聚糖酶在饲料行业中的应用 植物细胞壁是由包括木聚糖和 β2 葡 聚糖的复 杂多糖组成 。非反刍动物由于缺少相应的消化酶 类 ,故半纤维素饲料对它们几乎没有营养 ,木聚糖酶 可以破坏植物中的细胞壁结构 , 改善农作物青贮饲 料的营养成分 ,利于动物的消化吸收 ,显著提高各种 饲料的利用率 。同时木聚糖酶还能降解可溶性多 糖 ,降低其粘性 ,减少畜禽肠道疾病 ,增进畜禽健康 , 提高畜禽成活率 ,减少粘粪 ,降低空气中氨气和硫化 物浓度 ,减少粘粪排出和脏蛋 , 使畜禽体重均匀 , 减 少环境污染 。 6. 3 木聚糖酶在食品行业中的应用 在面包食品中 , 木聚糖酶水解谷物面包粉中的 木聚糖 ,产生木寡糖 ,使水在戊聚糖相和谷蛋白相中 重新分布 ,从而改善面包的质地 、 结构 、 松软度和保 质期 。在制药工业中 , 木聚糖酶与其他物质结合使 用 ,可迟缓药物成分的释放 。在果汁和啤酒中 ,木聚 糖酶能够降解果汁 、 啤酒中的一些多糖类物质 ,固而 有利于果汁 、 啤酒的澄清 。在酿酒工业中 ,木聚糖酶 对谷物细胞壁中的木聚糖的作用有助于加快淀粉酶 的作 用 , 因 而 有 助 于 提 高 发 酵 效 率 , 增 加 酒 精 的 [ 16 ] 产率 。
木聚糖酶研究进展
于纸 浆 的漂 白。因为 环境 污染 最大 的来 源是 纸浆 造 纸工 业 中的废 水 。根据 资料 显 示 ， 仅美 国每 年 用 仅
于 纸浆 漂 白的氯 化物 或次 生氯 化 物用量 就有 ２ ０多 ０
动物 饲料 加入 木聚糖 酶 ， 可 以降解 这类 物质 ， 就 利于 可利 用多 糖 的降解 ， 而增 加饲 料利用 率 。 从 １３ 木 聚糖 酶在 食品 工 业 中的应 用 ．
干 重重 量 ， 而纸 浆浓 度在 ５ ％～１ ％ 比较 好 。 ０
有 重要 地位 【２。在古 代人 们 就 已经 在生 产 过 程 中 １ ， Ｊ 间接地 利用 各 种酶 ： 酿酒 、 如 制作 奶 酪 、 焙 面包 、 烘 修 饰 淀 粉等 。 １８ ９６年 ， ｉａｒ发 现 了 木 聚 糖 酶 在 纸 Ｖｉ ｒｉ ｋ 浆 漂 白和 造 纸 工 业 中 能 够 降 低 环 境 污 染 物 品 的 用 量 Ｌ ， 随 着 人 类 对 于 可 持 续 性 发 展 和 环 境 的 重 ３伴 ｊ 视 ， 聚糖 酶 在 工 业 上 的应 用 明显 增 加 ， １９ ～ 木 在 ９７ ２ ０ 间 的 ５年 中 ， 浆 造纸 业 用 酶 由 １ ０亿 美 元 ６２年 纸 ． 增 加 到 １９ ２亿元 ， 长率 为 １ ． ％ ， ． 增 ６ ２ 是所 有 酶 制 品 行 业 中增 长率 最 快 的。此 后 更 加 受 到 人 们 的重 视 ，
木 聚糖 酶 用 于 生产 咖 啡 过 程 中咖 啡 胶 的液 化 ，
万 ｔ 。 因为 ， Ｊ 纸浆 漂 白污 水 中含有 有 毒 物 质 ， 且 并
这些 物质 能在 生 态 系统 的生 物 和 非 生 物 组 成 中积 累 ， 氯 苯 、 二 苯 和 其 他 氯 化 木 质 素 次 生 物 【 ６。 如 氯 ５ ， Ｊ 这 些化 学物 质对 环境 危 害很大 ， 有关 研究 显示 ， 据 即
木聚糖酶研究进展
木聚糖酶在水产养殖中的应用
以木聚糖酶为主的酶制剂可以消除或降低非淀 粉多糖的抗营养作用。在提高饲料利用效率的同 时，还可减少氮、磷等元素的排放量。从而改善 水质，间接促进水生动物的生长。目前。木聚糖 酶应用于水产动物生产中已取得良好的生产效果 和经济效益。
木聚糖酶在饮料及酒类工业中的应用
木聚糖酶用于生产咖啡过程中咖啡胶的液化，以 及提取风味物质、色素物质、植物油和淀粉。由 于在制备饮料和酒类过程中所用原料含有非淀粉 多糖类物质，而这类物质水溶性较差，所以，会 在饮料和酒类中呈现不透明的混浊状态。木聚糖 酶用来水解这类多糖物质，从而达到澄清饮料和 酒类目的。现在市场上已经有用在啤酒生产工艺 中粉碎过程的商品化木聚糖酶，从而保证这类物 质彻底降解，这样可以避免在啤酒发酵过程中遇 到的过滤困难和混浊问题。
木聚糖的糖苷键彻底水解需要一系列主链和支 链酶的共同作用，其中，内切β一1，4一木聚糖 酶，β一木糖苷酶和外切β一1，4一木聚糖酶是降 解主链最主要的酶。 内切β一1，4一木聚糖酶以内切方式作用于木聚 糖主链内部的β一1，4一木糖苷键，使木聚糖降 解为短链的低聚糖；β一木糖苷酶是外切糖苷酶， 通过催化低聚木糖的还原末端来释放木糖残基。 外切β一1，4一木聚糖酶，主要作用于木聚糖和 木寡糖的非还原端，产物为木糖。
产酶菌种
• 近年来，多种木聚糖酶陆续从微生物中被分离出 来，其中包括细菌、放线菌、真菌以及某些酵母 。 • 真菌所产木聚糖酶的活性通常要高于细菌产的木 聚糖酶，所用菌种主要是黑曲霉、木霉。细菌产 生的木聚糖酶的pH稳定性和热稳定性比真菌高。
微生物产木聚糖酶的发酵方式
目前常用的发酵方式有固态发酵、液态深层发 酵、液态浅盘发酵等,在木聚糖酶的研究中,最常用 的是固态发酵和液态深层发酵两种。
2024年木聚糖酶市场发展现状
2024年木聚糖酶市场发展现状概述木聚糖酶作为一种生物催化剂，能够降解木质纤维素中的木聚糖，是目前生物质能转化、生物质醇制备和纸浆工业中不可或缺的重要酶类。
本文将从市场规模、应用领域和发展趋势三个方面，对2024年木聚糖酶市场发展现状进行分析。
市场规模随着环境保护意识的不断增强和可再生能源的推广应用，木聚糖酶市场呈现出较为稳定增长的态势。
根据市场研究报告，2019年全球木聚糖酶市场规模约为1.5亿美元，预计到2025年将达到2.2亿美元，年均增长率约为5.6%。
应用领域生物质能转化生物质能转化是将植物生物质转变为能源的过程，木聚糖酶在其中扮演着重要的角色。
木聚糖酶可以降解木质纤维素中的木聚糖，进而转化为可用于生产生物燃料、生物材料和生物基化工产品的糖类物质。
目前，生物质能转化是木聚糖酶市场的主要应用领域之一。
生物质醇制备生物质醇是一类新型的清洁能源，可以应用于液体燃料、溶剂和化学品等领域。
木聚糖酶在生物质醇制备过程中起到关键作用，其能够将木质纤维素中的木聚糖高效转化为生物质醇。
随着生物质醇市场的快速发展，木聚糖酶在其中的应用前景广阔。
纸浆工业纸浆工业是木聚糖酶的传统应用领域。
木聚糖酶可以降解木质纤维素中的木聚糖，帮助提高纸浆制备的效率和质量。
在纸浆工业中，木聚糖酶的应用主要涉及到纸浆预处理、漂白和废纸回收等环节，对于提高纸浆生产的可持续性具有重要意义。
发展趋势技术创新随着科学技术的进步和研发投入的增加，木聚糖酶的活性、稳定性和产量都得到了显著提升。
目前，多种新型木聚糖酶的研发正在进行中，这些酶具有更高的催化效率和更广泛的适应性，有望进一步推动木聚糖酶市场的发展。
可持续发展随着全球对可持续发展的追求，木聚糖酶市场也逐渐向更加环保和可持续的方向发展。
在产品研发和生产过程中，越来越多的企业开始注重资源节约、废弃物利用和碳排放减少等方面。
这一趋势将进一步推动木聚糖酶市场的发展，并为企业带来更多的商机。
结论木聚糖酶市场作为一种具有广泛应用前景的生物催化剂，正呈现出稳步增长的发展态势。
木聚糖酶在制浆造纸工业中的应用和研究进展
无 论 是 阔 叶材 还 是针 叶 材硫 酸盐 浆及 其 它
化学 浆 ，无 论 是与传 统 的 氯漂序 配合 还 是与 先
进 的无 氯漂 序 相配 合 ，采 用木 聚糖 酶处 理均 可 以促 使 纸浆 中残余 木质 素 的 降解 和 溶解 性木 质
用 木 聚糖 酶 就 可 以 清 除 部 分 沉 积 下 来 的木 聚
在 未 漂浆 中加 入木 聚糖 酶后 ，可 以促使 碱 法 制 浆 中二 次 沉 淀 在 纤 维 表 面 上 的 木 聚 糖 溶 解 。在蒸 煮 过程 中 ，部分 先溶解 在 蒸 煮液 中的
木 聚糖 会被 重新 吸 附或沉 淀在 浆料 纤 维 的表 面
２０ ０ ８年第 ２期 《 江 造纸 》 浙
・
２ ・ ５
维普资讯
高漂 白效果 。
１１ 木 聚糖 酶 处理可 以改善漂 白效 果 ．
染
张世进 等研 究 表 明木 聚糖 是纤 维 的主要 组 成 部 分 。在 纸 浆蒸 煮过 程 中， 聚糖 部分 溶 解 、 木 变性 并重 新沉 积 在纤 维表 面 上。 此过程 中若使
ｌ 纸 浆 漂 白
陆 生 植 物 细 胞 壁 中最
普 通 的半 纤 维 素 ， 纤 除 维 素外 ． 聚糖 是 自然 木 界 中最 丰 富 的多糖 。 在
阔 叶 材 和 一 年 生 禾 本
目前 国内外研 究较 多 的是 木 聚糖酶 在纸 浆 漂 白方 面有广 泛应 用 ，但 是木 聚糖 酶助 漂 的机
部 分乃 至全部 氯 的纸 浆 漂 白研 究迅猛 展 开 ， 并取 得 了一 个又 一 个的 突
破 。 聚糖 酶在 植 物 纤维原 料 的 生物转 化和 制 浆造 纸领 域 的应 用 已引 木
木聚糖酶的应用研究进展
酶 、纤 维 素 酶 和 木 聚 糖 酶 等 联 合 使 用 于 果 、蔬 榨 取
１１ 在 果 、蔬 汁 的榨 取 和 澄 清 中 的 应 用 ．
通 过 对 果 、 蔬 汁 的 生 产 可 以 从 果 蔬 中 获 取 大 量 有 营 养 价 值 的成 分 。 果 、蔬 汁 的 生 产 包 括 榨 取 、澄
清 和 稳 定 等 ３个 主 要 过 程 。早 在 １ ３ ９ ０年 ，水 果 业
多 万 ｔ 速 度 增 长 。 啤 酒 生 产 原 料 中 由 于 ｂ一葡 聚 的 糖 和 木 聚糖 含 量 较 高 ，造 成 麦 汁 过 滤 困难 ， 啤 酒 混 浊 。 随 着 国 内纯 生 啤酒 的快 速 发 展 ， 由 ｂ一葡 聚 糖 和木聚糖 造成 的 啤酒滤 膜堵 塞提 高 了啤酒 的生产成 本 。 木 聚 糖 酶 和 ｂ一葡 聚 糖 酶 的 协 同作 用 ，解 决 了 滤膜 堵塞 问题 ，因此耐 酸性 木 聚糖 酶在 啤酒 酿造行 业 具 有 潜 在 的应 用 前 景 。
１３ 在 酿 酒 行 业 中 的 应 用 ．
糖 ，化 学 结 构 上 属 于 阿 拉 伯 木 聚 糖 ， 占小 麦 粉 干 基 的 １５ ３ ，对 面 团 的 流 变 学 特 性 及 制 品 的 品 质 ．％～ ％ 等 有 显 著 的影 响 。 木 聚 糖 酶 改 良 面 包 的 作 用 机 理 仍 不 清 楚 ，大 多 数 研 究 认 为 是 由 于 木 聚 糖 酶 降 解 阿 拉 伯 木 聚 糖 ，尤 其 是 其 中 的 水 不 溶 性 木 聚 糖 ，不 仅 能
木聚糖酶的研究进展
木聚糖酶的研究进展
木聚糖是半纤维素的一种重要组成成分,广泛存在于各种植物资源中;木聚糖酶是降解木聚糖为木寡糖和木糖的水解酶.产木聚糖酶微生物主要有细菌、放线菌,真菌等.木聚糖酶相对分子质量一般在8-145ku,具有双功能*和多样*.木聚糖酶的功能结构域主要有催化结构域和纤维素结合结构域,其酶活受金属离子、糖苷键等的影响.目前,已有上百种木聚糖酶基因被克隆表达.木聚糖酶的应用极其广泛,可用于造纸、饲料、食品、医*等行业.
孙迅,SUNXun(菏泽学院生命科学系,山东菏泽,274015)。
木聚糖酶的研究进展和应用
木聚糖酶的研究进展和应用亓爱杰(阳谷县农业综合服务中心ꎬ山东聊城)㊀㊀摘㊀要:本文介绍了木聚糖酶的研究现状ꎬ在畜禽养殖中的作用以及展望ꎮ关键词:木聚糖ꎻ木聚糖酶ꎻ畜禽ꎻ研究ꎻ作用ＲｅｓｅａｒｃｈＰｒｏｇｒｅｓｓａｎｄＡｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｏｆＸｙｌａｎａｓｅＱｉＡｉｊｉｅ(ＹａｎｇｇｕＣｏｕｎｔｙＡｇｒｉｃｕｌｔｕｒａｌＣｏｍｐｒｅｈｅｎｓｉｖｅＳｅｒｖｉｃｅＣｅｎｔｅｒꎬＬｉａｏｃｈｅｎｇꎬＳｈａｎｄｏｎｇＰｒｏｖｉｎｃｅ)Ａｂｓｔｒａｃｔ:Ｉｎｔｈｉｓｐａｐｅｒꎬｔｈｅｒｅｓｅａｒｃｈｓｔａｔｕｓꎬｒｏｌｅａｎｄｐｒｏｓｐｅｃｔｏｆｘｙｌａｎａｓｅｉｎｌｉｖｅｓｔｏｃｋａｎｄｐｏｕｌｔｒｙｂｒｅｅｄｉｎｇｗｅｒｅｉｎｔｒｏｄｕｃｅｄ.ＫｅｙＷｏｒｄｓ:ＸｙｌａｎꎻＸｙｌａｎａｓｅꎻＬｉｖｅｓｔｏｃｋＡｎｄＰｏｕｌｔｒｙꎻＲｅｓｅａｒｃｈꎻＲｏｌｅ㊀㊀木聚糖是半纤维素的一种主要成分ꎬ是一种多聚五碳糖ꎬ是自然界中最丰富的多糖ꎮ木聚糖酶广泛存在于动物㊁植物和微生物中ꎬ木聚糖会阻止细胞内养分释放㊁增加食糜黏度㊁阻碍饲料营养物质与消化液的接触㊁增加内源损失㊁影响消化道生理活性物质的活性㊁破坏肠道内正常结构和微生态平衡等ꎬ且最终会影响养分的消化吸收和动物的生长性能ꎮ而木聚糖酶作为一种主要的非淀粉多糖酶ꎬ可将木聚糖降解成低聚糖和木糖ꎮ由于可有效消除禾本科谷物中主要抗营养因子木聚糖的不利影响ꎬ提高谷物的养分利用率ꎬ改善家禽的生产性能ꎬ在家禽饲料中起着重要的作用ꎬ其作用效果已得到肯定ꎬ并得到了广泛的应用ꎮ当前ꎬ我国用作畜禽饲料的谷物主要是玉米ꎬ一般占配合饲料的４０％~６０％ꎬ但我国不是玉米主产国ꎬ供需差距较大ꎬ价格也逐渐升高ꎮ然而ꎬ小麦㊁大麦㊁黑麦等许多谷类都含有木聚糖ꎮ１㊀木聚糖酶的研究现状狭义的木聚糖酶仅限于内切－β－１ꎬ４~木聚糖酶ꎬ广义的木聚糖酶是指能够降解半纤维素木聚糖的一组酶的总称ꎬ主要包括三类:①外切－β－１ꎬ４－木聚糖酶ꎬ作用于木聚糖和木寡糖的非还原端ꎬ产物为木糖ꎻ②内切－β－１ꎬ４－木聚糖酶ꎬ作用于木聚糖和长链木寡糖ꎬ使木聚糖降解为木寡糖甚至木二糖或单糖ꎬ从而更好地被消化吸收ꎻ③β－木糖苷酶ꎬ不同来源木聚糖酶的组成和性质不尽相同ꎬ但它们在理化性质方面仍存在较大的相似性ꎬ大多数酶反应的最适ｐＨ值范围是４~７ꎬ最适温度一般在４０~６０ħ之间ꎮ木聚糖酶的来源在自然界分布相当广泛ꎬ在海洋及陆地细菌㊁海洋藻类㊁真菌和反刍动物瘤胃㊁蜗牛㊁甲壳动物㊁陆地植物组织和各种无脊椎动物中都存在ꎮ细菌㊁链霉菌㊁曲霉㊁青霉㊁木霉等都可以产木聚糖酶ꎮ人们研究和应用最多的５１亓爱杰:木聚糖酶的研究进展和应用是细菌㊁曲霉和木霉产木聚糖酶ꎮ国际上有关微生物木聚糖酶的诱导与调节机理ꎬ酶的提纯㊁鉴定方法ꎬ以及木聚糖酶基因分子的克隆与表达研究较多ꎮ我国有关木聚糖酶的研究起步较晚ꎬ且主要是对海藻曲霉㊁黑曲霉㊁木霉菌㊁青霉菌等真核微生物和短小芽孢杆菌㊁串珠链孢菌㊁链霉菌㊁环状芽孢杆菌㊁碱性假单胞菌等原核微生物木聚糖酶的研究ꎮ由于木聚糖酶具有重要的研究和应用价值ꎬ所以目前越来越多的科研人员致力于木聚糖酶的开发与应用研究ꎬ如选育高产菌株㊁构建工程菌㊁优化培养条件等ꎮ目前ꎬ我国对木聚糖酶的研究大多数停留在产霉菌株的筛选㊁酶的纯化和酶学性质研究等方面ꎬ很少涉及木聚糖酶的分子生物学研究ꎮ不同来源的木聚糖酶的组成和性质不尽相同ꎬ但他们在理化性质方面仍存在较大的相似性:①分子量:微生物来源的木聚糖酶是简单的蛋白质亚单元ꎬ其分子量在８~４５ｋＤａ之间ꎻ②耐热性:细菌和真菌产木聚糖酶内切酶的最适温度范围是４０~６０ħꎬ真菌木聚糖酶的耐热性通常比细菌产木聚糖酶差一点ꎻ③耐酸碱性:不同微生物生产的木聚糖酶通常在较广的ｐＨ值ꎬ即ｐＨ值３~１０范围内稳定ꎬ而最适ｐＨ范围是４~７ꎻ④等电点:各种来源的木聚糖酶的等电点一般在３~１０之间ꎻ⑤氨基酸组成:不同来源的木聚糖酶的氨基酸组成相差不大ꎬ主要为丙氨酸㊁谷氨酸㊁甘氨酸㊁丝氨酸和苏氨酸等ꎻ⑥糖类成分:真核微生物产的木聚糖酶通常为糖基化酶ꎮ这些糖类一般与蛋白质共价连接或与木聚糖酶形成可解离复合体ꎮ糖化基是酶对非常环境保持稳定的一种手段ꎮ不同生物来源的木聚糖酶的理化特性㊁结构㊁催化模式和底物特异性等均不同ꎮ根据催化结构域的氨基酸组成ꎬ大部分木聚糖酶属于Ｆ/１０和Ｇ/１１两大家族ꎮＧ/１１木聚糖酶多为单结构域ꎬ先对分子量较小ꎬ催化产物中寡聚糖较多ꎬ而单糖较少ꎬ酶的最适作用温度为５０~６０ħꎬ酶的空间结构呈 右手半握状 ꎮＦ/１０木聚糖酶则含有较多结构域ꎬ不仅具有催化结构域ꎬ而且还有纤维素结合结构域ꎬ相对分子量较大ꎬ催化产物中单糖较多ꎬ最适作用温度为６０~８０ħꎬ酶的空间结构呈 碗状 ꎮ与Ｇ/１１家族相比ꎬＦ/１０家族木聚糖酶在耐高温㊁耐酸和耐碱等方面更具优越性ꎮ在密码子偏好性方面ꎬＦ/１０木聚糖酶基因的密码子以 α 碱基为主ꎬ而Ｇ/１１家族以 Ｇ/Ｃ 碱基为主ꎮ２㊀在畜禽生产中的应用２.１㊀木聚糖酶在猪饲料中的应用木聚糖酶对猪的应用效果不如家禽那么明显ꎮ研究表明ꎬ木聚糖酶添加到日粮中能提高猪对高纤维饲料的利用率ꎬ改善健康状况ꎬ缓解饲料资源短缺的情况ꎬ并可提高生长猪淀粉㊁粗蛋白质及灰分的回肠消化率ꎬ但不影响各营养指标的粪表观消化率ꎮＰｒｏｋｏｐ(１９９９)报道ꎬ木聚糖酶和蛋白酶制剂应用于仔猪ꎬ能提高仔猪日增重ꎬ降低仔猪死亡率ꎬ且能使蛋白质消化率提高３％ꎬ氨基酸浓度提高３％~５％(Ｐ<０.０１)ꎬ纤维消化率提高１７％(Ｐ<０.０１)ꎬ氮利用率提高１０％(Ｐ<０.０１)ꎬ蛋白质沉积率提高９％(Ｐ<０.０１)ꎮ白亮亮(１９９９)㊁程伟(１９９８)㊁冯定远(１９９７)报道ꎬ在２０~６０ｋｇ生长育肥猪的次粉或小麦日粮中添加５％木聚糖酶制剂可提高日增重和饲料转化率ꎬ降低腹泻频率ꎬ健康状况明显改善ꎮ俞沛初等研究表明ꎬ添加木聚糖酶可显著提高仔猪对能量㊁干物质㊁粗蛋白质㊁粗脂肪㊁粗纤维㊁粗灰分的表观消化率ꎮＴｈａｃｋｅｒ等(１９９１㊁１９９２)研究结果表明ꎬ在小麦㊁大麦㊁燕麦日粮中加木聚糖酶无效果ꎮ２.２㊀木聚糖酶在家禽养殖中的应用木聚糖酶在家禽日粮中的应用研究国内外的报道特别多ꎮ在家禽日粮中添加木聚糖酶能对家禽的生产性能有所改善ꎬ提高饲料养分的利用率ꎬ降低死亡率ꎬ减少肠道食糜粘度ꎬ减少环境污染ꎮＪｅｎｓｅｎ和ＭｃＧｉｎｎｉｓ第一次报道在大麦日６１ 中国饲料添加剂㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀２０１９年第８期(总第２０８期)粮中添加粗酶制剂可以提高肉鸡的生产性能ꎮＦｒｉｅｓｅｎ等报道ꎬ加酶可分别提高含７０％小麦㊁大麦㊁燕麦㊁黑麦日粮的ＡＭＥ４％㊁７％㊁３３％和１４％ꎻＲａｖｉｎｄｒａｎ等报道ꎬ添加酶可提高小麦型日粮ＡＭＥ２.８％ꎮ彭玉麟研究指出ꎬ肉仔鸡生产性能的提高主要是因为木聚糖酶提高了日粮淀粉和脂肪消化率ꎬ从而消除戊聚糖的抗营养作用ꎬ他还通过研究发现ꎬ加酶后淀粉消化率从８５％上升到９５％ꎮ王海英等在小麦日粮中添加木聚糖酶后ꎬ肉鸡耗料增重比和小肠食糜粘度显著降低ꎬ死淘率降低７１.９％ꎬ能量利用率和蛋白质㊁脂肪㊁淀粉的消化率显著提高ꎬ改善了肉仔鸡的生产性能ꎬ达到甚至超过玉米日粮的饲喂效果ꎮ２.３㊀木聚糖酶在反刍动物中的应用Ｂｅａｕｃｈｅｍｉｎ等(１９９７)发现对饲喂大麦基础日粮的育肥期阉公牛使用以木聚糖酶活力为主的酶制剂可使饲料效率提高１１％ꎮＡｌｌｉｓｔｅｒ等(１９９９)和Ｐｒｉｔｃｈａｒｄ等(１９９６)在对大麦青贮饲料和苜蓿青贮饲料为基础日粮的饲牛使用酶制剂时ꎬ表现出终末体重和平均日增重的增加ꎮＺｏ￣ｂｅｌｌ等(２０００)在生长育肥牛使用外源酶对生长性能和饲料效率影响的研究中发现ꎬ饲料酶对动物生产和畜体品质无影响ꎬ但能在开饲时提高饲料效率ꎮＡｎｔｕｎｏｖｉｃ等(１９９８)在研究多酶制剂对羔羊育肥和屠宰性能的试验中发现ꎬ加酶组１(含α－淀粉酶㊁β－葡聚糖酶㊁ｎ－蛋白酶㊁纤维素酶和β－糖苷酶)和加酶组２(α－淀粉酶㊁β－葡聚糖酶㊁ｎ－蛋白酶㊁纤维素酶和和木聚糖酶)分别比其对照组的平均日增重高出８.８３％ꎮ而后(１９９９)他又在测定多酶制剂对羔羊育肥的使用效果试验中发现ꎬ以小麦㊁燕麦㊁玉米的混合物添加由木聚糖酶㊁α－淀粉酶㊁β－葡聚糖酶㊁ｎ－蛋白酶㊁纤维素酶组成的多酶制剂与干草饲喂羔羊ꎬ试验组比对照组的混合物转化率高出１.８％ꎬ干草转化率高出５.６％ꎬ日增重高出８.８３％ꎬ并且表现出良好的屠宰指数ꎮ２.４㊀在水产动物养殖中应用木聚糖酶在水产饲料中也慢慢的广泛应用了ꎮ高春生等在基础饲料中添加０.０５％~０.２％木聚糖酶饲喂草鱼ꎬ结果发现草鱼增重率提高ꎬ饵料系数降低ꎬ干物质㊁粗蛋白质㊁粗脂肪和粗纤维的消化率提高ꎮ３㊀前景与展望我们国家是一个养殖大国ꎬ饲料产量位居世界第二ꎮ近年来ꎬ由于我国养殖业的迅猛发展ꎬ加剧了人畜争粮矛盾ꎬ而且随着耕地面积日益减少ꎬ使粮食问题更加严峻ꎮ因此ꎬ增强饲料的营养价值ꎬ提高饲料的利用率和转化率ꎬ节约粮食资源就显得尤其重要ꎮ木聚糖酶还存在一些问题ꎬ稳定性差ꎬ底物特异性低ꎬ使用寿命短和成本高等ꎮ作为一种微生物制剂ꎬ木聚糖酶对温度㊁湿度和酸碱度都有一定的要求ꎬ所以在酶制剂加工过程中需要制定统一的国家标准ꎮ总之ꎬ木聚糖酶具有重要的应用价值ꎬ所以木聚糖酶具有广泛的应用价值及研究空间ꎮ参考文献[１]谭权ꎬ张克英.木聚糖的抗营养作用[Ｊ].中国家禽ꎬ２００８ꎬ３０(１２):５５－５７.[２]袁巧灵ꎬ张美丽.木聚糖酶对仔猪生长性能的影响[Ｊ].畜牧与饲料科学ꎬ２００６ꎬ５:４０－４１.[３]徐俊ꎬ袁华根ꎬ高峰.小麦日粮中添加木聚糖酶对肉仔鸡生长性能的影响[Ｊ].饲料研究ꎬ２００７ꎬ４:７０－７２. [４]高春生ꎬ刘忠虎ꎬ肖传斌.木聚糖酶对草鱼生成性能和消化率的影响[Ｊ].饲料研究ꎬ２００６ꎬ８:４８－４９.７１亓爱杰:木聚糖酶的研究进展和应用。
微生物发酵木聚糖酶的研究进展
４１固 态发 酵 ．
丝状 真菌对木聚糖酶的分泌水平一般超过酵 母和细菌很多 ， 同时真菌中一般产生木聚糖降解酶
发酵方式
酶活
固态发酵 １６７ 干物质） ４３ ｕ／
固态发 酵 ３９ ／（ ０９Ｕ ｇ干物质 ） Ｉ 液态深层发酵 ２３ ２ Ｕ ｍ ９． ／ Ｌ ８Ｉ 固态发酵 １ ００ ／（ １ ０ ｇ干物质） ５ Ｕ
３ 木聚糖酶生产菌种 到 目前为止 ，产木聚糖酶的微生物有几十个 属， 一百多个种 ， 主要来源于细菌和真菌 。 研究者们 不 断 的 寻找 着 自然 界 中能高 效 表达 木 聚 糖酶 的菌 种， 并且利用基 因工程技术构建出新的菌株。
广东饲料 第 ２ 卷第 １ 期 ２ １ 年 ｌ 月 ０ ０ ０１ ０
微生 物发 酵 木聚糖 酶的 研 穷进展
周平发 王敏 崔细鹏 刘金 山 史宝军
（ 广东溢多利生物科技股份有限公司， 广东省饲料添加剂生物工程技术研究开发中心， 珠海 ５９６ ） １ ０ ０
【 中图分类号】８ ６７ Ｓ １ ． 【 文献标识码】 Ａ ［ 文章编－ １０ — ６ ３ ２ １ ）０ ０ ２ — ４ ￣］０ ５ ８ １ （０ １ １— ０ ７ ０
木聚糖酶（ｙ ｎ ｓ） ｘｌ ａ 是指可将木 聚糖降解成低 ａ ｅ 聚糖 和木 糖 的一 组 酶 的总称 ，主要 包括 外切 ／— ， ３１
４ 聚糖 酶 、 一木 内切 Ｊ一 ，一木 聚糖 酶和 Ｊ一木 聚糖 Ｂ １ ４ Ｂ
期 研究 工作 ， 首次从 海枣 曲酶 （ ｐｒｉｕ ｈｅｉｓ Ａｓｅｇｌｓ ｏｎｃ ） ｌ ｐ ｉ 中纯化 得 到 了 四种 木 聚糖 酶 ： Ｉ酶 Ⅱ、 Ⅲ和酶 酶 、 酶 Ⅳ， 并深人 研究 了活力较 高 的组 分酶 Ⅲ的酶学 性质 。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
第28卷第6期2009年11月食品与生物技术学报Journal of Food Science and BiotechnologyV ol.28 N o.6N ov. 2009文章编号:1673-1689(2009)06-0727-06 收稿日期:2008-02-17基金项目:河南省科技攻关资助项目(072102220001),江苏省自然科学基金资金项目(BK2007067).作者简介:刘亮伟(1967-),男,河南长葛人,工学博士,副教授,主要从事微生物酶学理性改造方面的研究。
Email:llw 321@y F /10木聚糖酶研究进展刘亮伟1, 杨海玉1, 胡瑜1, 李相前2(1.河南农业大学生命科学学院,河南郑州45002;2.淮阴工学院生命科学与化学工程学院,江苏淮安223001)摘 要:木聚糖酶广泛应用在食品加工、纸浆漂白、饲料添加剂、工业乙醇的生产,生物转化等领域。
相对于G/11木聚糖酶,F/10家族在稳定性、耐酸性和耐碱性方面更有优越性,本文综述了该家族木聚糖酶的相关基因,酶分子空间结构及催化机理等基本特性,特别对热稳定性属性及基因工程改造其稳定方面进行了详细说明,为进一步进行酶分子改造和应用提供借鉴。
关键词:木聚糖酶;热稳定性;空间结构;基因工程中图分类号:Q 55文献标识码:AA Review of F/10XylanaseLIU Liang -w ei 1, YANG H a-i yu 1, H U Yu 1, LI Xiang -qian2(Colleg e of L ife Sciences o f Henan A g riculat rual U niver sity,Zheng zhou 450002,China; 2.H uaiyin Institute ofT echno log y ,H uaian 450003,China)Abstract:Xy lanase is w idely used in biotechnolog y related areas,such as food processing,pulp bio -bleaching,anim al feed additive,ethanol pr oduction,bio -conversio n,and so paredw ith G/11x ylanase,F/10xy lanase is mo re advantageous in thermostability,acidic resistance and alkaliphilic ability.T his manuscript review ed the related genes,enzy me 3D structure,cataly sis mechanism of this family,especially abo ut its therm ostability and g enetic engineering,w hich is useful for further investigatio n of property and deeper usage in industries.Key words:F/10x ylanase,therm ostability,structure,genetic engineering,catalysis m echanism木聚糖酶(EC 3.2.1.8)水解木聚糖的 -1,4-糖苷键,与自然界中第二大能源物质-半纤维素的降解和五碳糖的循环利用相联系。
现在木聚糖酶广泛应用于工业生产中:啤酒酿造、面包烘焙、动物饲料、生物漂白、乙醇生产、生物转化等。
由于环境多样性,造成不同生物来源的木聚糖酶在理化特性,结构,催化模式和底物特异性等方面具有多样性。
已经发现木聚糖酶分布在5,7,8,10,11,43等家族的糖苷水解酶中。
根据催化结构域的氨基酸组成,大部分木聚糖酶属于F/10和G/11木聚糖酶两大家族。
G/11木聚糖酶多为单结构域,相对分子质量一般小于30000,产物中寡聚糖含量较多,而单糖成分较少,酶最适温度50~60 ,在空间结构上呈 右手半握状 。
F/10木聚糖酶则含有较多结构域,不仅有催化结构域,还存在纤维素结合结构域(Ce-llulo se Binding Domain:CBD),相对分子质量一般大于30000,而催化产物中单糖较多,最适温度60~ 80 ,在结构上呈现 碗状 结构[1]。
与G/11家族相比,F/10家族木聚糖酶在耐高温、耐酸和耐碱性方面更有优越性。
现在已经开发了一些商品酶,但是在应用中还存在许多问题,诸如酶的热稳定性、底物结合结构域的作用、耐极端状况的特性、酶的催化机理等需要进一步研究,以便开发更加适合工业生产,满足人民生活需要的新酶。
作者就F/10木聚糖酶的分子生物学属性做一回顾,期望对木聚糖酶的深入研究和开发有所裨益。
由于木聚糖酶在工业应用中的广泛性,人们从芽胞杆菌属菌株,木霉属,曲霉属,青霉属,乳杆菌,假丝酵母菌等中得到嗜碱性木聚糖酶。
从里氏木霉,白曲霉,酵母类真菌,青霉属分离到嗜酸性木聚糖酶[2],其中黑曲霉和里氏木霉木聚糖酶研究较为深入[3]。
为了使用和研究酶的稳定性,从嗜热和超嗜热微生物中分离热稳定性的木聚糖酶,热解纤维素果汁杆菌属,海洋红嗜热盐菌,脂肪嗜热芽孢杆菌,嗜热子囊菌,热纤梭菌等。
来源于海栖热袍菌的Xy nA是已报道的嗜热性最高的酶,最适温度105 [2]。
已经发现许多F/10木聚糖酶(见Tab1),并且许多木聚糖酶基因在真核、原核生物中得到了成功表达[4],为研究木聚糖酶催化机理及酶分子进化[5]、热稳定性[6-7]、结构模拟提供了方便[8]。
在研究木聚糖酶的基因转录、表达调控时, Blum观察到Clostridium therm ocellum中编码阿魏酸酯酶的基因与F/10木聚糖酶相邻[9],可能与阿魏酸基团在植物细胞壁中作为结构骨架和提供保护有关,可以避免被微生物降解。
在密码子偏好性方面,F/10木聚糖酶基因的密码子的家族特征以 a 碱基为主;而G/11家族以 g/c 碱基为主[10]。
表1 F/10木聚糖酶基因及结构Tab.1 Genes and structure of F/10xylanase蛋白质序列号来源物种结构域三维结构长度位置P26514Str ep tomy ces liv idans R icin B-ty pe lectin(1)X-r ay(12)477ex tra Q60037T her motoga mar itima CBM-cenC(2)X-ray(3)1059P07986Cellulomonas f imi CBM2(1)X-r ay(5);N M R(2)484P14768Ps eudomonas f luor escens CBM2(1)X-r ay(7);N M R(2)611P51584Clostr idi um ther mocellum CBM-cenC(2)X-r ay(10)1077 P10478Clostr idi um ther mocellum CBM6(1)X-ray(3)837 P40944Cal dicellulosir up tor sp.CBM-cenC(2)684 P29126Ruminococcus f lav ef aciens G H10/GH11*954 Q60042T her motoga neap ol itana CBM-cenC(2)1055P36917T her moanaer obacter sacchar oly ticum CBM-cenC(2);SL H(2)1157P23030Ps eudomonas f luor escens CBM2(1);CBM6(1)592P40942Clostr idium s ter cor ar ium X-ray(1)387P07528Bacillus halod ur ans X-ray(1)396ex traP40943Bacillus s tearo ther mop hil us X-ray(4)407ex traP56588Penicillium simp licissimum X-ray(8)302ex traQ00177E mer icella nidul ans X-ray(1)327ex traP23360T her moascus aur antiacus X-r ay(10)329O60206A gar icus bis p or us333ex traP45703Bacillus s tearo ther mop hil us330ex traO59859A sp er gil lus aculeatus327ex traP33559A sp er gillus k aw achi327ex traP07529Cry p tococcus albidus332ex traP29417Penicillium chr y sogenum353ex traP23557Caldocellum sacchar oly ticum312728食 品 与 生 物 技 术 学 报 第28卷续表2蛋白质序列号来源物种结构域三维结构长度位置P 49942Bacteroid es ovatus 376P 23551Buty r ivibr io f ibr isolv ens411P 23556Caldocellum sacchar oly ticum 342Q12603Dicty oglomus ther mop hilum 352P 48789P revotella r uminicol a369Q60041T her motoga neap ol itana 346注:*双功能活性的木聚糖酶,具有GH10和GH11的活性;Locatio n:指木聚糖酶分泌所处位置,extra:胞外酶;()酶结构中所含CBM 的数量或X -ray 数据的个数;数据来源于Uniprot Release 14.6(去掉片段性序列,包含双功能活性的酶);Accession N um -ber:木聚糖酶在Sw iss -prot 中的登陆号;Leng th:指木聚糖酶氨基酸序列中所含氨基酸数目;3D:测定出晶体结构的木聚糖酶。
1 F/10木聚糖酶的多结构域一般来说,F/10木聚糖酶由真菌、细菌和植物产生。
它有较大相对分子质量(>30000),结构复杂,通常由多个结构域组成,包含一个催化结构域(参见Tab1)。