生物工程毕业论文--纤维素酶在食品工业中的研究进展

目

录

1、前言

纤维素酶（cellulase）是酶的一种，在分解纤维素时起生物催化作用，是可以将纤维素分解成多糖或单糖的蛋白质或RNA。。纤维素是地球上分布最广、蕴藏量最丰富的生物质,也是最廉价的可再生资源，是一类能够将纤维素降解为葡萄糖的多组分酶系的总称,它们协同作用,分解纤维素产生寡糖和纤维二糖,最终水解为葡萄糖。自1906年Seilliere在蜗牛的消化液中发现纤维素酶至今已有一百余年了,随着在工业上的广泛应用,特别是在食品工业上的应用,纤维素酶已成为最近十几年酶工程研究的一个焦点。

目前，自然界中的纤维素大部分没有被利用，能源和资源日趋危机，造成巨大的资源浪费，甚至环境污染，而纤维素酶可将富含纤维素的农副产品和工业废料等进行有有效的转化，对于扩大食品工业原料和植物资源的综合利用，提高原料利用率，净化环境和开辟新能源等方面具有十分重要的意义。现在纤维素酶的应用已扩展到食品工业中，应用于发酵、酿酒、茶叶、果蔬等各个领域。其应用前景十分广阔[1]。

本文介绍了纤维素酶的性质、种类、研究现状和在食品工业方面的应用，并对其发展做出了展望。

2

纤维素酶的概述

2、1纤维素酶的性质

纤维素酶是一种对纤维素大分子的水解具有特殊催化作用的活性蛋白质，它是一组酶的总称，不是单成分酶，而是由多个酶起协同作用的多酶体系。其外观为灰白色的无定形粉末或液体；最适作用温度为40℃~55℃；反应最适PH值为4.0~6.0；在40℃~70℃以下稳定存在；溶于水，几乎不溶于乙醇、乙醚和氯仿等有机溶剂；该酶催化效率高，比一般酶高106~107倍。

纤维素酶是一组能够降解纤维素生成葡萄糖的酶的总称,在食品、饲料、医药、纺织、洗涤剂和造纸等众多的工业领域有广泛的应用价值。从酶的作用特性出发可分成两大类:

碱性纤维素酶和酸性纤维素酶。纤维素酶的组成比较复杂,通常所说的碱性纤维素酶是具有3～10

种或更多组分构成的多组分酶。根据其作用方式一般又可将纤维素酶分为3

类:

外切β-

1,4-葡聚糖苷酶(

简称CBH)

、内切β-

1,4-

葡聚糖苷酶(

简称EG)和β-

1,4-

葡萄糖苷酶(

简称BG)

。在这3

种酶的协同作用下,纤维素最终被分解成葡萄糖。到目前为止,还没有能够在碱性条件下分解天然纤维素的纤维素酶。碱性纤维素酶是一种单组分或多组分的酶,只具有内切β-

1,4-

葡聚糖苷酶(

又称CMC酶)

的活性,有的还与中性CMC

酶组分共存[1-

3]。

2.2

纤维素酶的分类及组成

习惯上，将纤维素酶分成三类：C1酶、Cx酶和β葡糖苷酶。C1酶是对纤维素最初起作用的酶，破坏纤维素链的结晶结构。Cx酶是作用于经C1酶活化的纤维素、分解β-1，4-糖苷键的纤维素酶。β葡糖苷酶可以将纤维二糖、纤维三糖及其他低分子纤维糊精分解为葡萄糖。

纤维素酶是降解维生素生成葡萄糖的一组酶的总称，是起协同作用的多组分酶系。一般将纤维素酶分为三类：a．

葡聚糖内切酶(exdo一1．4一B-D一glueanase，EC，3，2，1，4，简称EG)。这类酶作用于纤维素分子内部的非结晶区，随机水解B一1，4一糖苷键，将长链纤维分子切断，

产生大量非还原性末端的小分子纤维素；b．葡聚糖外切酶(~xo-1，4一B—D—glueanase，EC．3．2．1．19，简称CBH)。这类酶作用于纤维素线状分子末端，水解B一1，4一糖苷键，每次切下一个纤维二糖分子，故又称纤维二糖水解酶；c．B一葡萄糖苷酶(B—glueanase．EC．3．2．1．21，

简称Be)。大分子首先在EG酶和CBH

酶的作用下逐步降解成纤维素二糖，再由BG

酶水解成2个葡萄糖[4-5]。

2.3

纤维素酶的作用机制

纤维素酶的作用方式首先由内切葡聚糖酶作用于微纤维的非结晶区,使其露出许多末端供外切型酶作用,纤维二糖水解酶从非还原性末端依次分解,产生纤维二糖,然后,部分降解的纤维素进一步由内切葡聚糖酶和纤维二糖水解酶协同作用,分解生成纤维二糖、三糖等低聚糖,最后由俘一葡萄糖普酶作用分解成葡萄糖。

3、纤维素酶的研究现状

参考文献

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