Ｅ露圜图 竭妾 ＿ｉ ＿ ｌｌ ｊｗ、 ｉ 纤维素酶的应用及前景 郝贵兰 （山西省太谷县畜牧兽医中心，山西太谷摘要：纤维素酶可以将由植物纤维构成的细胞壁分解为葡萄 ０３０８００） ３．３纤维素酶在动物生产中的应用 糖，提高玉米等秸秆的利用率，本文主要阐述了纤维素酶的作用 据试验报道，在反刍动物的Ｅｔ粮中添加高活性复合纤维素 酶，可改善其体况 】，并能提高其膘情，减少死亡。高活性纤维 素酶对植物纤维具有特异的水解作用，能改善消化系统机能，减 少后肠中病源菌繁殖，改善肠内环境，从而提高了动物的体质。 ３．４在中药成分提取中的应用 机理，介绍纤维素酶的应用及应用前景。 关键词：纤维素；纤维素酶；应用；前景 当今，我国是一个饲料资源十分紧张的国家，土地少、人口 中药的有效成分往往被包裹在细胞壁内，而大部分中药材的 多，人畜争粮的矛盾越来越突出，然而地球上最为丰富的可利用 资源，纤维素却没有被充分利用。纤维素酶就为解决这一问题应 运而生，它也是目前国内外营养学家关注的热点。本文就纤维素 酶种类，作用机理及纤维素酶的研究与应用作一阐述。 １ 纤维素酶的种类 纤维素酶是由多种水解酶组成的一个复杂酶系，根据其各酶 功能的差异，分为三大类：ｃ１酶、ｃｘ酶、ＢＧ酶。（１）ｃ１酶又称 葡萄糖内切酶，它作用于不溶性纤维素表面，随机水解Ｂ一１，４一 糖苷键，将长链纤维素分子截短，产生大量非还原性末端的小分 子纤维素；（２）ｃｘ酶又称葡聚糖外切酶，作用于纤维素线性分 子末端，水解Ｂ－１，４一糖苷键，每次切下一个纤维二糖分子，故 又称纤维二糖水解酶；（３）ＢＧ酶（Ｂ一葡萄糖苷酶）可将纤维二 糖，纤维三糖水解成葡萄糖分子。纤维素在这三类酶的协同作用 下完成水解。 ２纤维索酶的作用机理 饲料中添加纤维素酶的作用机理主要表现在两方面：纤维素 酶的降解机理及纤维素酶的营养作用机理。 ２．１纤维素酶的降解机理 目前较易为人们接受的纤维素酶降解作用机理如下 ］：结晶 纤维素在内切葡萄糖酶的作用下，生成无定形纤维素或可溶性代 聚糖，其有一部分直接转化为葡萄糖；另一部分先转化为纤维二 糖，再在８一葡萄糖苷酶的作用下转变为葡萄糖。 ２．２纤维素酶的营养作用机理 纤维素酶可促进植物细胞壁的溶解 ］，激活内源酶的分泌， 补充内源酶的不足，消除抗营养因子，还和其他酶共同作用， 促进动物正常的消化吸收，提高动物对饲料营养物质的分解和 消化。 ３纤维素酶的应用 ３．１在环境保护中的应用 生活垃圾中不乏有纤维制品，如果将纤维素酶应用于纤维废 渣的回收利用，把城市废料中的纤维转化成葡萄糖、酒精等，对 于开辟食品工业原料来源，提供新能源和变废为宝都具有十分重 要的意义。 在生产环保型燃料乙醇中，纤维素酶也发挥着不可替代的作 用。乙醇燃料可再生，其燃烧产物均为洁净型，符合可持续发展 规律，这也是燃料乙醇倍受青睐的原因口］。但是，我国目前生产 燃料乙醇的主要原料是玉米等粮食作物，对民生问题构成严重的 威胁。而作为生产燃料乙醇的理想材料——玉米秸秆，利用率却 不高，这也是制约秸秆生产燃料乙醇业发展的一个瓶颈。 ３．２在食品工业中的应用 纤维素酶在食品中的应用非常广泛，它可使植物组织软化膨 松，能提高可消化性和口感。纤维素酶在饲料、酿酒、洗涤剂工 业和石油开采等方面都有很好的应用，其所创造的经济效益也是 不可估量的 。 １ ５２ 细胞壁都是纤维素构成。要提高中药有效成分的提取，就需要通 过纤维素酶的降解作用以达到目的。经过大量研究，得出结果， 即酶解预处理能明显提高植物药有效成分的提取率 】。 ４纤维索酶在应用过程中存在的问题 纤维素酶应用前景非常广阔，但在目前推广应用中还存在如 下问题：（１）生产高纯度纤维素酶成本偏高；（２）纤维素酶对 不同饲料最佳添加量，添加时间和方式还不十分清楚；（３）纤 维素酶的检测方法很多，但真正适合饲料中纤维素酶的方法却不 多。建立一种检测饲用纤维素酶活性的标准方法，是饲料工业发 展的迫切需求；（４）纤维素酶是一种微生物制剂，对温度、湿 度、酸、碱等敏感，处理不当易失活，而对其稳定化处理的研究 还不多，导致饲用效果不稳定；（４）工业上利用纤维素酶制高纯 度酒精成本很高，纤维利用率低。 ５纤维索酶的前景 纤维素酶具有非常广阔的应用前景，但由于纤维素酶的生产 技术水平低下，设备落后，生产成本高，再加上其生物活性低等 使得纤维素酶的应用具有局限性。应加强菌种选育和发酵工艺等 基础研究工作，以提高其产量和活性，特别是要注意利用ＤＮＡ基 因重组技术的应用，来选育出活性高、产酶量大的菌种。虽然纤 维素酶的检测方法很多，但真正能适合饲料的检测方法还没有， 这给实际应用工作带来困难，如无法比较不同厂家的产品质量， 确定纤维素酶添加量也很困难，应组织有关力量，制订出统一的 检测方法标准，供生产中应用。今后若能加强这方面的研究，使 之尽早进入工业化生产，不仅可以提高纤维素酶的产量和质量， 还可以较好地解决纤维素的生物转化问题，创造出更好的经济效 益和社会效益。 随着科学技术的发展，人们将会对纤维素酶的机理有更为深 刻的认识，在纤维素酶的制备、提取、分离、纯化等方面创造出 更加先进的技术，使秸秆纤维素的利用达到一个新高度，为人们 的生活提供更加健康、环保和便捷的条件。 参考文献 ［１］朱华，高雅，张可锋，等．湖广草的显微结构研究［Ｊ】．海峡药学， ２００８，２０（９）：７Ｏ一７１． ［２】Ｓｅｌｉｇ，Ｍ．Ｊ．，Ａｄｎｅｙ，Ｗ…Ｓ Ｈｉｍｍｅｌ，Ｍ．Ｅ．，Ｄｅｃｋｅｒ，Ｓ．Ｒ．．Ｔｈｅ ｉｍｐａｃｔ ｏｆ ｃｅｌｌ ｗａｌｌ ａｃｅｔｙｌａｔｉｏｎ ｏｎ ｃｏｒｎ ｓｔｏｖｅｒ ｈｙｄｒｏｌｙｓｉｓ ｂｙ ｃｅｌｌｌｕｏｌｙｔｉｃ ａｎｄ ｘｙｌａｎｏｌｙｔｉｃ ｅｎｚｙｍｅｓ．Ｃｅｌｌｕｌｏｓｅ，２００９，（１６）：７１１—７２２． ［３ 万冶震，贺普超．３］葡萄浆果冰冻切片技术参数的研究【Ｊ］＿西北植物 学报，２００１，２１（２）：３８２—３８６． ｆ４１焦石，段玉玺，孙华，等．大豆根部冰冻切片最佳方法试验［Ｊ］．湖 北农业科学，２００９，４８（４）：８０６—８０８． 【５ 竺叶青，施大文，李自力，等．５］中药地榆的性状及显微鉴定［Ｊ］．上 海医科大学学报，１９９３，２０（６）：４５８—４６３．
