纤维素酶的研究与应用.pdfVIP

李世霞，等：纤维素酶的研究与应用 一 37一 纤维素酶的研 究与应用 李世霞 徐爱秋 颜怀字 (扬州大学动物科学与技术学院，扬州 225009) 摘 要：纤维素酶能降解纤维物质生成葡萄糖，是一种新型的饲料添加剂。本文综述了 纤维素酶的分类与作用机制、生产工艺、营养功能以及在奶牛、肉牛、绵羊、山羊上的应用。 关键词：纤维素酶；反刍动物；应用 纤维素作为植物光合作用的主要多糖类产 纤维素酶同其它酶制剂一样主要通过微生 物，是地球上最为丰富的可再生性天然资源。但 物发酵的方法制得 ，大体工艺是l3J：通过筛选、 是 目前我国大部分的纤维素资源如秸秆都被烧 诱变、纯化 ，筛选出具有分泌所需酶能力 的微生 掉，不仅造成了资源的浪费，也给环境造成了严 物菌株 (主要是细菌、真菌)，或通过基因重组技 重的污染。纤维素是 由 —D葡萄糖分子 以p 术，将产酶基因转移到成本低、能大规模生产的 (1—4)糖苷键连接而成的直链多糖类物质…。 微生物内，进行菌株扩大培养，接种于灭菌原料 纤维素酶能降解纤维素生成葡萄糖，在饲料中添 中，液体或固体发酵后，提取、浓缩、包被 (提高 加纤维素酶能提高纤维素的降解率，而且也能有 其抗热、抗酸碱性能)、载体吸附、干燥、粉碎，制 效地利用了纤维素资源。 成粗(浓)酶制剂，分装。其生产工艺流程 图如 1 纤维素酶的分类与作用机制 下 ： 纤维素酶包括多种水解酶，分为三大类 ： 产酶菌株的筛选 — 种子的扩大培养 (1)外切型葡聚糖酶，又被称为 C，酶、微晶纤维 I 发酵原料的配f~rj-,-X,菌— 接种— 发酵罐发酵—-后处理 素酶、纤维二糖水解酶，此酶广泛存在于菌丝状 产晶一 复配+ 精制 真菌。外切型葡聚糖酶能有效地降解 晶体纤维 素，但对羧甲基纤维素无效，此酶的催化作用可 图 1 微生物发酵法生产工艺 将短链的非还原性末端纤维二糖残基逐个切下。 3 纤维素酶的营养功能 (2)内切型葡聚糖酶，又被称为 Cx酶、CMC酶 纤维素酶作为饲料添加剂，在动物体 内的营 (羧 甲基纤维素酶)，所有纤维素分解菌均能产 养功能主要是：(I)补充 内源酶，特别是对于草 生此酶。内切型葡聚糖酶主要分解酸膨胀纤维 食动物来说，可以补充体内微生物含纤维素酶量 素和羧甲基纤维素，但不能有效地分解晶体形态 的不足。如同时增加其他酶制剂如半纤维素酶、 纤维素。此酶能以随机切割方式 内切纤维素聚 淀粉酶、果胶酶和蛋 白酶等，它们与纤维素酶协 合体并产生纤维素糊精 、纤维二糖及葡萄糖。 同作用于天然纤维素原料，可以更多的形成葡萄 (3)B一葡聚糖苷酶，又称纤维二糖酶、p一1，4一 糖及挥发性脂肪酸为动物利用 。(2)消除抗营 糖苷酶，此酶广泛存在于微生物 中，纤维二糖 、七 养因子，果胶、半纤维素、葡聚糖和戊聚糖部分溶 叶树苷均被此酶水解产生葡萄糖或芳基残基。 解在水中产生粘性，增加 了动物胃肠道内容物的 一 般将纤维二糖或纤维寡糖水解成葡萄糖分子， 粘度，对 内源酶而言是一个物理障碍，导致饲料 不直接作用于纤维素分子 J。 消化吸收利用率降低 ，同时粘稠的消化道内容物 2 纤维素酶的生产工艺 一 38一 中国饲料添加剂 200