第十六章 纤维素酶
制作,第六小组
王琦 高雷 王璐 白岩青
目录,
? 一、概况；
? 二、特性；
? 三、影响酶活因素；
? 四、测定酶活方法；
? 五、筛选、分离及纯化；
? 六、研究近况及应用；
? 七、参考文献。
一、概况
? 1、概念：纤维素酶（ EC3.2.1.4)指降解纤维素生
成葡萄糖的一组酶的总称，组成很复杂。
? 2、历史,1906年首先在蜗牛的消化液中发现有
纤维素酶； 1933年开始研究一种真菌的纤维素酶
系，从中分辨出两个组分； 70年代以来，随着生
化技术的发展，推动了微生物纤维素商品酶的工
业生产。
? 3、分类,
? 第一种分类法
能够分解天然纤维素的酶为 C1;
能分解羧甲基纤维素等可溶性纤维
素的酶为 C2;
能分解纤维二糖水解为葡萄糖的酶为葡萄
苷酶
(补充 )
第二种分类法,
由于纤维素酶的 CBD序列较为保守,因此
科学家根据 CBD的序列将纤维素酶分为 5族
4、产生的菌株及分布：
? ①,产生的菌株：自然界中能产生纤维素酶的微
生物包括真菌、细菌、放线菌。特别是各种霉菌。
? ②、分布：由于纤维素是植物体细胞壁的主要成
分，因此纤维素酶在自然界中分布极广，特别在
土壤中有大量分布。
二、特性
? 与其他的酶一样，其特性也表现在三个方
面：
? ①、高效性
? ②、特异性
? ③、可调控性
三、影响酶活因素：
pH 值：最适为 4.0-6.0
温 度：最适为 45-65℃
抑制剂：纤维二糖、葡萄糖、重金属离
子、去垢剂、染料。
活化剂：中性盐、镁离子,NaF等试剂。
其 他：由于天然纤维素的毛细结构，结晶性，
木质化程度会影响纤维素酶在纤维素分
子中的扩散，所以也是影响酶活因素。
四、测定酶活方法：
①, 3,5-二硝基水杨酸比色法
②,Somogyi法
③、铜试剂 -硫代硫酸钠滴定法
补充：美国全国饲料协会（ FNIA）介绍了以
下两种方法：
④、羟甲基 纤维素酶 酶活测定法
⑤、滤纸 纤维素酶 活性分析法。
五、筛选、分离及纯化
①,筛选、分离原理与其他菌种相同。
②、纯化：交联葡聚糖凝胶过滤色法、
琼脂 糖凝胶过滤色谱、
DEAE琼脂糖凝胶阴离子交换色谱。
六、研究近况及应用
研究近况：
①、中国科学家从土壤中分离获得碱性 纤维素酶 产生菌嗜碱
芽孢杆菌 SHY8-l,经紫外线 ( UV )、亚硝基 ( NTG )、
甲基磺酸乙酯 ( EMS )诱变及反复的自然分离和压力选
择，获得高产变异株 SHY8-5725, 产酶量从 0.898u/mL
提高到 15~20u/mL
②,应用基因工程方法构建有新特性的纤维素酶分子的研究
也十分活跃。 已成功地将已克隆的白纹黄单胞菌 XA l-l
内切葡萄糖苷酶基因转移 到了 S-152 中并得到表达，使
S-152(pND 82 ) 的胞内 CMC 酶菌 酶活比出发菌株 S-
152 提高了 l 倍。
③,美国把 纤维废料制取乙醇作为可再生能源 战略的重要
项目。美国能源部、国家再生能源实验室、国际
GENENCOR,NOVOZYMES总投资超过 3000万元，进
行包括 降低成本的纤维素水解酶的开发 。玉米秸是纤
维原料的首选。美国能源部和诺维信合作，资助 1480
万美元,研究把玉米秸酶解成糖，再发酵制取酒精。
经三年努力，其关键技术纤维素酶有了突破，从玉米
秸酶解生产 1加仑燃料酒精的纤维素酶 成本从 5美元降
至 50美分。 他们计划再经过两年努力，使每生产 1加
仑燃料酒精的纤维素酶成本降至 10美分。
应用：
1 农牧业上的应用：
目前纤维素酶多与其它酶共同制成 复合酶制剂,
其中含纤维素酶、木聚糖酶、果胶酶、淀粉酶、
蛋白酶等。在农业实践中已有很大成效，如，用
于饲料可使 鸡增重 20％～ 30％，鸡 产蛋率提高 7
％。 饲料转化率 提高 5％～ 8％,猪增重 16％～
23％,饲料利用率 提高 12.4％。 罗非鱼增重 12
％～ 16％。并且酶化饲料比加酶饲料好。对于牛
羊等草食性动物也有较好的效果，犊牛增重提高
10％～ 14.1％，羔羊增重提高 16.87％。
2 纺织业中的应用
a、用于 牛仔服装水洗加工,代替传统的石磨工
艺，加工后的牛仔服装雪花点多，立体感强，
色光好
b、可以用于 麻织物整理加工,可消除麻纤维在穿
着过程中对人体产生的刺痒感。
c、可以用于 灯芯绒棉织物整理加工,可增强织物
的立体感，并可达到更加柔软的效果
d、可以用于 毛巾等难于烧毛和丝光的纺织制品的
低温抛光整理,达到传统的烧毛和丝光效果。
3 造纸业上的应用
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 。现
在采用的透印版印刷法，其采用的油墨中含有的
干性油和干性树脂，能与纸张形成广泛的交联网
络，因而传统方法较难将这种墨脱去。帕拉萨德
(D,Y,Parasad)等用纤维素酶和半纤维素酶共
处理，已能将这种油墨脱下，并使纸纤维的洁白
度、自由度和强度均有所上升，同时也节约了在
传统方法中使用的化学原料。
4 在食品工业中的应用
纤维素酶在食品工业中的应用极为广泛。 用纤维
素酶处理茶叶 制备速溶茶,可有效提高速溶茶提
取率，提高稳定性，制成的速溶茶不仅保持茶叶
天然的色、香、味和营养成分，而且无不溶性渣
滓，饮用方便。 用于果蔬榨汁、花粉饮料 有利于
细胞内物质渗出、增加出汁率、减少压榨压力，
具有促进汁液榨取和澄清的作用。纤维素酶 处理
植物 可使细胞壁发生不同程度改变，从而提高细
胞内含物提取率。用于 处理大豆,不仅可促使其
脱皮、增加从豆类中提取优质水溶性蛋白质得率，
还可以回收豆渣中的蛋白质和油脂，提高原料利
用率。
七、参考文献：
[1] 邱雁临, 纤维素酶 的 研究 和应用前景, 粮食与
饲料工业,2001,3:30~3l
[2] 王巧兰,郭刚,林范学, 纤维素酶研究 综述,
湖北农业科学,2004,3:14~19
[3] 阎伯旭,齐飞,张颖舒,等, 纤维素酶 分子结
构和功能 研究进展, 生物化学与生物物理 进展,
1999,26(3):233~237
[4]中国期刊网
http://www.lib.ynnu.edu.cn/kns50/
谢谢观看
王 琦 034120080
王 璐 034120116
白岩青 034120151
高 雷 034120251
制作,第六小组
王琦 高雷 王璐 白岩青
目录,
? 一、概况；
? 二、特性；
? 三、影响酶活因素；
? 四、测定酶活方法；
? 五、筛选、分离及纯化；
? 六、研究近况及应用；
? 七、参考文献。
一、概况
? 1、概念：纤维素酶（ EC3.2.1.4)指降解纤维素生
成葡萄糖的一组酶的总称，组成很复杂。
? 2、历史,1906年首先在蜗牛的消化液中发现有
纤维素酶； 1933年开始研究一种真菌的纤维素酶
系，从中分辨出两个组分； 70年代以来，随着生
化技术的发展，推动了微生物纤维素商品酶的工
业生产。
? 3、分类,
? 第一种分类法
能够分解天然纤维素的酶为 C1;
能分解羧甲基纤维素等可溶性纤维
素的酶为 C2;
能分解纤维二糖水解为葡萄糖的酶为葡萄
苷酶
(补充 )
第二种分类法,
由于纤维素酶的 CBD序列较为保守,因此
科学家根据 CBD的序列将纤维素酶分为 5族
4、产生的菌株及分布：
? ①,产生的菌株：自然界中能产生纤维素酶的微
生物包括真菌、细菌、放线菌。特别是各种霉菌。
? ②、分布：由于纤维素是植物体细胞壁的主要成
分，因此纤维素酶在自然界中分布极广，特别在
土壤中有大量分布。
二、特性
? 与其他的酶一样，其特性也表现在三个方
面：
? ①、高效性
? ②、特异性
? ③、可调控性
三、影响酶活因素：
pH 值：最适为 4.0-6.0
温 度：最适为 45-65℃
抑制剂：纤维二糖、葡萄糖、重金属离
子、去垢剂、染料。
活化剂：中性盐、镁离子,NaF等试剂。
其 他：由于天然纤维素的毛细结构，结晶性，
木质化程度会影响纤维素酶在纤维素分
子中的扩散，所以也是影响酶活因素。
四、测定酶活方法：
①, 3,5-二硝基水杨酸比色法
②,Somogyi法
③、铜试剂 -硫代硫酸钠滴定法
补充：美国全国饲料协会（ FNIA）介绍了以
下两种方法：
④、羟甲基 纤维素酶 酶活测定法
⑤、滤纸 纤维素酶 活性分析法。
五、筛选、分离及纯化
①,筛选、分离原理与其他菌种相同。
②、纯化：交联葡聚糖凝胶过滤色法、
琼脂 糖凝胶过滤色谱、
DEAE琼脂糖凝胶阴离子交换色谱。
六、研究近况及应用
研究近况：
①、中国科学家从土壤中分离获得碱性 纤维素酶 产生菌嗜碱
芽孢杆菌 SHY8-l,经紫外线 ( UV )、亚硝基 ( NTG )、
甲基磺酸乙酯 ( EMS )诱变及反复的自然分离和压力选
择，获得高产变异株 SHY8-5725, 产酶量从 0.898u/mL
提高到 15~20u/mL
②,应用基因工程方法构建有新特性的纤维素酶分子的研究
也十分活跃。 已成功地将已克隆的白纹黄单胞菌 XA l-l
内切葡萄糖苷酶基因转移 到了 S-152 中并得到表达，使
S-152(pND 82 ) 的胞内 CMC 酶菌 酶活比出发菌株 S-
152 提高了 l 倍。
③,美国把 纤维废料制取乙醇作为可再生能源 战略的重要
项目。美国能源部、国家再生能源实验室、国际
GENENCOR,NOVOZYMES总投资超过 3000万元，进
行包括 降低成本的纤维素水解酶的开发 。玉米秸是纤
维原料的首选。美国能源部和诺维信合作，资助 1480
万美元,研究把玉米秸酶解成糖，再发酵制取酒精。
经三年努力，其关键技术纤维素酶有了突破，从玉米
秸酶解生产 1加仑燃料酒精的纤维素酶 成本从 5美元降
至 50美分。 他们计划再经过两年努力，使每生产 1加
仑燃料酒精的纤维素酶成本降至 10美分。
应用：
1 农牧业上的应用：
目前纤维素酶多与其它酶共同制成 复合酶制剂,
其中含纤维素酶、木聚糖酶、果胶酶、淀粉酶、
蛋白酶等。在农业实践中已有很大成效，如，用
于饲料可使 鸡增重 20％～ 30％，鸡 产蛋率提高 7
％。 饲料转化率 提高 5％～ 8％,猪增重 16％～
23％,饲料利用率 提高 12.4％。 罗非鱼增重 12
％～ 16％。并且酶化饲料比加酶饲料好。对于牛
羊等草食性动物也有较好的效果，犊牛增重提高
10％～ 14.1％，羔羊增重提高 16.87％。
2 纺织业中的应用
a、用于 牛仔服装水洗加工,代替传统的石磨工
艺，加工后的牛仔服装雪花点多，立体感强，
色光好
b、可以用于 麻织物整理加工,可消除麻纤维在穿
着过程中对人体产生的刺痒感。
c、可以用于 灯芯绒棉织物整理加工,可增强织物
的立体感，并可达到更加柔软的效果
d、可以用于 毛巾等难于烧毛和丝光的纺织制品的
低温抛光整理,达到传统的烧毛和丝光效果。
3 造纸业上的应用
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 。现
在采用的透印版印刷法，其采用的油墨中含有的
干性油和干性树脂，能与纸张形成广泛的交联网
络，因而传统方法较难将这种墨脱去。帕拉萨德
(D,Y,Parasad)等用纤维素酶和半纤维素酶共
处理，已能将这种油墨脱下，并使纸纤维的洁白
度、自由度和强度均有所上升，同时也节约了在
传统方法中使用的化学原料。
4 在食品工业中的应用
纤维素酶在食品工业中的应用极为广泛。 用纤维
素酶处理茶叶 制备速溶茶,可有效提高速溶茶提
取率，提高稳定性，制成的速溶茶不仅保持茶叶
天然的色、香、味和营养成分，而且无不溶性渣
滓，饮用方便。 用于果蔬榨汁、花粉饮料 有利于
细胞内物质渗出、增加出汁率、减少压榨压力，
具有促进汁液榨取和澄清的作用。纤维素酶 处理
植物 可使细胞壁发生不同程度改变，从而提高细
胞内含物提取率。用于 处理大豆,不仅可促使其
脱皮、增加从豆类中提取优质水溶性蛋白质得率，
还可以回收豆渣中的蛋白质和油脂，提高原料利
用率。
七、参考文献：
[1] 邱雁临, 纤维素酶 的 研究 和应用前景, 粮食与
饲料工业,2001,3:30~3l
[2] 王巧兰,郭刚,林范学, 纤维素酶研究 综述,
湖北农业科学,2004,3:14~19
[3] 阎伯旭,齐飞,张颖舒,等, 纤维素酶 分子结
构和功能 研究进展, 生物化学与生物物理 进展,
1999,26(3):233~237
[4]中国期刊网
http://www.lib.ynnu.edu.cn/kns50/
谢谢观看
王 琦 034120080
王 璐 034120116
白岩青 034120151
高 雷 034120251
