劉穎,林親錄 眾所周知,纖維素占植物干重的35%~50%,是地球上分布最廣、含量最豐富的碳水化合物。對人類而言,它同時又是自然界中數量最大的可再生性物質,它的降解是自然界碳素循環的中心環節。纖維素的利用與轉化對于解決目前世界能源危機、糧食短缺、環境污染等問題具有十分重要的意義。自從1906年在蝸牛消化道發現纖維素酶以來,纖維素的微生物降解問題就得到了足夠的關注。纖維素被徹底分解而又無污染的一條有效途徑,便是利用纖維素酶的水解作用。纖維素酶(cellulase)是指能水解纖維素β-1,4葡萄糖苷鍵,使纖維素變成纖維二糖和葡萄糖的一組酶總稱,它不是單一酶,而是起協同作用多組分酶系。纖維素酶由葡聚糖內切酶(EC3.2.1.4,也稱Cx酶)、葡聚糖外切酶(EC3.2.1.91,也稱C1酶)、β-葡萄糖苷酶(EC2.1.21,也稱CB酶或纖維二糖酶)三個主要成分組成的誘導型復合酶系。C1酶和Cx酶主要溶解纖維素,CB酶主要將纖維二糖、纖維三糖轉化為葡萄糖,當三個主要成分的活性比例適當時,就能協同作用完成對纖維素降解。其酶催化效率高,比一般酶高106~107倍;酶的催化反應具高度專一性,酶對其作用底物有嚴格選擇性,催化反應條件溫和,酶催化活力可被調節控制,無毒性。
1 纖維素酶的制取1.1 制取纖維素酶的菌種和方法 纖維素酶來源非常廣泛,昆蟲、微生物(細菌、放線菌、真菌等)都能產生纖維素酶,通過微生物發酵方法是大規模制備纖維素酶的有效途徑。不同微生物合成的纖維素酶在組成上有顯著的差異,對纖維素的酶解能力也不大相同。由于放線菌的纖維素酶產量極低,研究很少。細菌的產量也不高,主要是葡聚糖內切酶,且大多數對結晶纖維素沒有活性,所產生酶是胞內酶或吸附在菌壁上,很少能分泌到細胞外,增加提取純化難度,在工業上很少應用。而絲狀真菌具有產酶諸多優點:產生纖維素酶為胞外酶,便于酶的分離
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