纤维素酶生产研究进展

国产纤维素酶的复配技术及其稳定性研究飘逸人生2010年12月12日单一纤维素酶的优化配制•作为纺织应用产品，纤维素酶制剂要求具有良好的贮存稳定性及高的处理效率。

•为了达到上述要求，可在纤维素酶制剂中加入适当的稳定剂及促进剂。

•要求所添加助剂与纤维素酶具有良好的相容性，促进剂对纤维素具有适宜的吸附能力，不影响纤维素酶处理浴的pH值，本身价格低，能够产生较大经济效益。

多种功能性酶制剂的复配•目前的工艺多采用单一的酶进行处理，实际上酶的复配也是酶应用的重要环节，须开发2种或2种以上酶的混拼复配产品。

•通过多种功能酶的复配可以实现多道工艺的一浴处理，提高加工效率。

•利用多种酶之间的协同效应，扬长避短，以期达到仅靠一种酶所无法达到的效果。

•目前需要解决的是不同酶制剂的相容性及复配酶的稳定性问题。

新型酶的开发•纺织工业中只需纤维素酶破坏棉纤维束分子问氢键，松散棉纤维束的结构，而无需将纤维素降解为葡萄糖。

•为了达到返旧及抛光的目的，仅选甩内切酶含量高的纤维素酶即可。

•已经证实内切酶含量高的纤维素酶，会产象更优越的返旧感。

新型酶的开发•但目前酶纺织酶制剂主要来源于微生物，采用的是一些常见菌种。

由这些菌种产生的酶制剂的作用对象具有一定的局限性，而且多为复合酶，无法满足一些特殊处理对酶制剂的要求。

因此对新酶种的研究、开发已经成为纺织酶应用的一个前沿内容。

•目前在通过筛选具有某种功能的菌种，然后利用基因改牲生产高性能的酶制剂及通过克隆、转基因获得基因工程菌，进行新酶种的生产方面已经获得了一些重要的进展，为生化技术在纺织工业中的成用展示了美好的前景。

纤维素酶的复配技术依据•屏蔽理论•膨胀猜想•两性假说•渗透压原理纤维素酶的作用机制•纤维素酶的催化效率最终源自发生在纤维素酶和它的底物之间的多种弱的作用的形成和相互作用所释放的自由能。

•这种结合能既贡献于纤维素酶作用的专一性，又贡献于它的催化作用。

纤维素酶的邻近效应•邻近效应(proximity effect)底物分子在纤维素酶活性部位的集中，使它们的有效浓度超过了它们处在溶液中的浓度。

纤维素酶的生产与应用研究进展纤维素酶是一种能够降解纤维素的酶类，具有重要的生产与应用价值。

纤维素作为植物细胞壁的主要组成部分，具有丰富的资源，但其结构复杂，难以降解。

纤维素酶的生产与应用研究为利用纤维素资源、提高生物质酶解效率开辟了新途径。

纤维素酶的生产主要有两种方法：微生物发酵和基因工程技术。

微生物发酵是利用能够产生纤维素酶的微生物进行培养，通过调节培养条件、选用优良菌株等方式来提高酶的产量和活力。

近年来，采用转基因技术制备纤维素酶的研究也取得了突破性进展。

通过将纤维素酶基因导入高效酶产生菌株，可以大幅提高纤维素酶的产量。

纤维素酶的应用涉及生物质能源、饲料行业、食品工业等多个领域。

在生物质能源领域，纤维素酶可以将纤维素有效降解成可发酵的糖类，进一步转化为乙醇、柴油等可再生能源，用于替代传统石化能源。

饲料行业利用纤维素酶可以提高动物对纤维素的消化吸收率，增加饲料的利用效率，减少饲料浪费，降低养殖成本。

食品工业中，纤维素酶可以用于果汁澄清、酒精酿造、食品加工等环节，提高产品质量，降低生产成本。

纤维素酶的研究还涉及酶学性质、结构功能等方面。

研究发现，纤维素酶的降解效果与其结构与功能密切相关。

通过对纤维素酶的分子结构进行改造，可以提高其活性和稳定性。

同时，研究人员还通过对不同纤维素酶家族成员的研究，发现其在降解机制、底物特异性等方面存在差异，为深入理解纤维素降解过程提供了基础。

虽然纤维素酶在生产与应用方面取得了不容忽视的进展，但仍存在一些挑战。

纤维素酶的生产成本较高，限制了其在工业中的广泛应用。

此外，纤维素酶的稳定性和活性也需要进一步提高，以满足不同行业的需求。

因此，在纤维素酶的研究和应用过程中，需要不断进行技术创新和优化，以进一步提高其产量和效能。

纤维素酶的生产与应用研究是一项具有重要意义的工作。

随着对纤维素资源的深入开发和利用，纤维素酶的研究和应用前景广阔。

未来，随着技术的不断进步和深入研究，纤维素酶的生产与应用将迎来更加广阔的发展空间，为推动绿色可持续发展做出更大的贡献。

产纤维素酶菌及其筛选改良方法研究进展纤维素是由纤维素素和半纤维素组成的天然高分子化合物，在工业和生活中具有广泛的应用。

纤维素酶是一种专门分解纤维素的酶，在纤维素利用和生物质转化等领域有着广泛的应用前景。

本文综述了产纤维素酶菌及其筛选改良方法的研究进展。

一、产纤维素酶菌的筛选和鉴定目前，已有许多研究对产纤维素酶菌进行筛选和鉴定，其中常用的方法包括传统的分离培养方法、高通量筛选系统和基于基因组的筛选方法等。

1.传统的分离培养方法传统的分离培养方法通常包括从不同的环境样品中分离出细菌，并对其进行酶活性测定。

通过该方法已经成功分离出具有纤维素酶活性的微生物，例如Clostridium sp.、Bacillus sp.、Cellulomonas sp.、Acidothermus cellulolyticus等。

2.高通量筛选系统高通量筛选系统是一种快速且高效的筛选方法，常用于从大量的微生物中沉淀出目标细菌。

常用的高通量筛选方法包括微流控装置、免疫分离、荧光筛选和高通量发酵等。

3.基于基因组的筛选方法基于基因组的筛选方法是一种新的筛选方法，它能够根据基因组数据精确地预测目标细菌的性能和代谢特性。

通过依据基因组组态图，可以预测细菌所需的碳水化合物、氮素源、维生素和微量元素等。

并通过基因搜索和蛋白质分析，可以确定特定的酶基因并对其进行驯化研究。

二、纤维素酶菌的改良方法针对传统纤维素酶菌的低效率和耐受性差等问题，研究人员采用不同的改良方法提高纤维素酶的效率和性能。

常用的改良方法包括基因工程技术、筛选和驯化适应性强的菌株、应用生物物理方法提高纤维素酶的结构稳定性等。

1.基因工程技术基因工程技术是一种常见的改良方法，它通过基因重组或突变来优化目标细菌的代谢功能。

例如，利用多肽链替换可以改变纤维素酶的空间结构，提高酶的催化能力。

基因重组还可以将来自不同细菌的多个酶基因组合，形成多功能细菌产生多种酶的机构，提高纤维素降解效率。

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５４． ８ ． — —
江苏农业科学
２ １ 年第 ３ ０１ ９卷第 ６期
蒋倩婷 ， 宋
斌， 闰文娟．产纤维素酶菌株选 育技术研 究进展［ ］ Ｊ ．江苏农业科 学，０ １３ （ ）５４— ８ ２ １ ，９ ６ ：８ ５ ７
产纤 维素酶菌株选育技术研究进展
蒋倩 婷 ，宋 斌 ，闰文娟
株 选 育 技 术 的研 究 进 展 。产 纤 维 素 酶 菌株 的选 育 技 术 一般 有
发菌株 ， 经过紫外线 、 亚硝基胍 、 硫酸二乙酯复合诱变处理 ， 选 育 出 １株纤维素酶活性显著提高 的突变株 ， 该菌株产 Ｃ Ｃ活 Ｍ
力在适当条件下为 出发菌株的 １５ ５ 。 ４ ．％
等， 所得到 的融合子 Ｃ ａｅ活性比亲本高 １ ＭＣ ｓ 倍 。
国内在纤维 素酶微生物原生质体制备 、 再生 、 融合方 面也
都进行 了探 索。林英 等研 究了绿色木霉 Ｆ ６ ２４的原生质体形
成条件 ， 结果表 明， 制备原生质体 的最佳条件 为 ： 菌丝菌龄为 １ ～ ０ｈ 用溶 菌酶 ：蜗牛 酶 ＝３： （ ｇｍＬ 的混 合 酶， ８ ２ ， ３ ｍ／ ） 以 ０ ６ｍ ｌＬＮ Ｃ 渗透压稳定剂的磷酸缓冲系统最好 ， ３ ． ｏ ａ １ ／ 在 ２℃
３ 基 因工 程 技 术
出发 菌株全部 的纤维素酶 ， 因此所 获得 的酶一般 是纤维素酶 复合体 的单个多肽组分 ， 具有 １ ～２种纤维素酶功 能 ， 不足 以
彻底 降解纤维素 ； 因工程纤维素酶缺乏纤维素结合 因子 ， 基 不 能水解结 晶态 的纤维素 ； 因工程 纤维素酶也不 能克服木质 基
素酶作用机制和构建高效纤 维素分解 菌株开辟 了新途径 ， 对扩 大原料来源 、 高生产效率 、 提 降低生产成本都具 有重要 的

产纤维素酶菌及其筛选改良方法研究进展引言：纤维素酶是一类能够降解纤维素的酶，能够将纤维素水解成可溶性的糖类物质。

这种酶类在生物能源、生物制造等领域具有重要的应用价值。

产纤维素酶的菌种及其筛选改良方法的研究，对提高纤维素降解效率、降低生产成本、推动生物能源利用具有重要意义。

本文将介绍产纤维素酶菌及其筛选改良方法的研究进展。

一、产纤维素酶菌的分类和特点产纤维素酶的菌种多样，主要包括真菌和细菌两大类。

真菌包括木霉属、曲霉属、青霉属等；细菌则主要包括纤维素降解细菌和纤维素生产细菌等。

产纤维素酶菌的特点主要表现在对纤维素的降解效率和产酶条件的适应性上。

一方面，有些产纤维素酶的菌种能够高效降解纤维素，产酶量大，并且在生长环境下对温度、pH等条件的适应性较强，能够在广泛的生境中生长；有些产纤维素酶的菌株则对产酶条件相对苛刻，需要较为特殊的生产条件。

二、产纤维素酶菌的筛选方法为了提高产纤维素酶菌的降解效率和提高其生产水平，需要对产纤维素酶菌进行筛选和改良。

在筛选产纤维素酶菌的过程中，可以通过以下几种方法进行：1. 采用纤维素为唯一碳源的筛选培养基。

利用富含纤维素的培养基，能够筛选出对纤维素降解能力较强的菌株。

2. 通过间接检测法筛选。

可以利用纤维素水解产生的可溶性糖类物质来间接检测纤维素酶的产生情况，从而筛选出产酶量较高的菌株。

3. 利用分子生物学方法筛选。

通过利用特定基因的特异性引物，进行PCR扩增和RFLP分析，还可以利用荧光原位杂交技术等手段，对产纤维素酶的菌株进行筛选和鉴定。

4. 通过连续培养或连续发酵系统，对菌株进行长期的驯化和培养，增加产酶菌株的产酶能力。

三、产纤维素酶菌的改良方法在筛选出具有较高产酶能力的菌株之后，需要对这些菌株进行改良，以提高其产酶能力和降解效率。

产纤维素酶菌的改良方法主要包括以下几种：1. 通过传统的诱变选择法，对产纤维素酶菌株进行诱变处理，产生新的突变型菌株，以提高产酶效果。

收稿日期:20061120基金项目:桂林市科技攻关项目(20020413)作者简介:靳振江(1974),男,山西长治市人,硕士,讲师,研究方向为生态学及环境微生物学。

纤维素酶降解纤维素的研究进展靳振江(桂林工学院资源与环境工程系,　广西桂林　541004)摘要:占植株干物质总重量2 3的纤维素,不但是地球表面天然起源的重要有机物质之一,而且它的降解还是自然界碳素循环的中心环节。

利用植物类纤维这一可再生资源生产燃料酒精的研究已在世界各地逐步展开。

纤维素酶作为一种高活性生物催化剂,其在纤维素降解过程中起到重要的作用。

通过对纤维素的分子结构、天然纤维素分子的前处理以及纤维素酶分子的结构、作用机理和纤维素降解菌的选育、纤维素降解菌与非纤维素降解菌的协同作用等方面进行综述,指出纤维素底物结构的复杂性与多样性、纤维素酶降解纤维素的分子机制以及纤维素降解过程中多种微生物之间的相互作用是影响纤维素降解研究的关键问题,并对纤维素酶降解植物类纤维素生产燃料酒精的发展前景进行了展望。

关键词:纤维素;纤维素酶;降解中图分类号:Q 556+.2　文献标识码:A 文章编号:1002—8161(2007)02-0127-04Research progress i n degrada tion of cellulose by cellula seJ I N Zhen 2jiang(D ep art m ent of S ou rce and E nv ironm ental E ng ineering ,Gu ilin U niversity of T echnology ,Gu ilin ,Guang x i 541004,Ch ina )Abstract :Cellulo se account fo r 2 3of to tal dry m atter w eigh t of p lant ,it is no t only one of very i m po rtant natural o riginal o rganic m atter on the earth surface ,but also its degradati on is the key link of carbon recycle in na 2ture .T he researches of app lying the p lant cellulo se ,a renew able resource to p roduce fuel alcoho l ,w ere gradually carried out all around the w o rld .A s a h igh active bi ocatalyst ,cellulase p lays an i m po rtant ro le in the p rocess of cellulo se degradati on .T he mo lecular structure of cellulo se ,p retreatm ent of natural cellulo se mo lecule ,mo lecular structure and functi on m echanis m of cellulase ,the screening and culturing of cellulo lytic m icroo rganis m s ,the in 2teracti on betw een cellulo lytic m icroo rganis m s and non 2cellulo lytic m icroo rganis m s ,etc .w ere summ arized in the paper .It puts fo r w ard that comp lexity and diversity of substrate structure of cellulo se ,mo lecular m echanis m of cellulase on degrading cellulo se and the interacti on among several m icroo rganis m s in the p rocess of cellulo se degra 2dati on w ere the key p roblem s on affecting the research of cellulo se degradati on .M o reover ,the p ro spect of p roduc 2ing fuel alcoho l by p lant cellulo se degraded w ith cellulase w as fo recasted .Key words :cellulo se ;cellulase ;degradati on 纤维素占全球植物总干重的30%～50%[1],是地球上分布最广、含量最丰富的碳水化合物。

里氏木霉产纤维素酶分离纯化工艺研究发布时间：2021-11-11T06:46:02.936Z 来源：《中国科技人才》2021年第22期作者：侯龙龙谢军任晓辉白冠章[导读] 目前，世界各国都在积极研究利用非粮发酵手段生产生物燃料，用以解决日益严重的能源危机、气候问题以及粮食短缺问题。

义马煤业集团煤生化高科技工程有限公司河南省三门峡市 472300摘要：目前，世界各国都在积极研究利用非粮发酵手段生产生物燃料，用以解决日益严重的能源危机、气候问题以及粮食短缺问题。

木质纤维素作为地球上储量最丰富的多糖类物质，利用其生产燃料乙醇已成为各国研究的热点领域。

但由于木质纤维素结构致密复杂，大多数微生物并不能将其作为直接碳源来生产乙醇，只有将其水解成可发酵单糖类物质后，才能被微生物利用。

酶解法由于其反应条件温和、效率高、能耗低、选择性强以及环保效果好等优点，被广泛应用于纤维素水解过程中。

但由于纤维素酶的酶组分多体系，底物结构较为复杂，加大了从发酵液中分离提取较高纯度的纤维素酶的难度，目前文献报道的纤维素酶提取工艺大多是为了获得纯纤维素酶组分并进行酶学性质的研究，其工艺很难在工业中进行应用。

关键词：纤维素酶；分离提取工艺；盐析；膜分离；色谱层析前言：在传统的酶粗提方法中，盐析法过程温和，不会使酶分子发生变性，硫酸铵由于其具有较强的盐析能力、较高的水溶性以及较低的温度系数，因此在蛋白质及酶的盐析过程中常被使用。

陈红漫等在芽孢杆菌-葡萄糖苷酶的分离纯化及特性的研究中采用硫酸铵分级沉淀法对粗酶液分离纯化，结果显示在硫酸铵饱和度区间为20%-60%时，经硫酸铵沉淀后，酶纯化倍数为1.42,回收率为11.41 %。

但盐析过程适合小规模酶的分离提取过程，而当生产规模较大时，由于需要大量的无机盐，会对后续环保处理带来较大压力；而膜分离过程不需要添加化学试剂，而且整个过程温和，不会造成酶分子的变性失活，当然，膜分离过程也存在投资成本偏高，膜易堵塞等问题。

多次分枝; 开始形成的 分枝较长, 后续形 成的分枝 随着离基部距离的增加而逐步变短, 多数土壤以 及木材上生长的 T richoderm a 菌株, 其 有性型 还未 观察 到, T richoderm a 中 的 许 多 常 见 种 类 无 有 性 世代 [ 34] 。
绿色木霉 ( T richoderm a virid e)因其在 1944年第 二次世界大战期间一直在毁坏驻扎于东南亚所罗门 群岛上的美军的棉衣和帆布帐篷而被人们发现 [ 35 ] 。
关注。此外, 一些 T richoderm a 属还具有抗性特征, 能够作为生物控制菌对抗植物病原体 [ 29- 31] 。
T richoderm a 的概念最早由 P ersoon[ 32] 引 入, 开 始概括的 T richod erm a 主要有 4 个菌种, 即 T. aure um、T. nigrescens、T. roseum 以及 T. viride, 不同分生孢 子的颜色是种间的区别, 现在人们已经认识到它们 是彼此无 关的种类。T richoderma 现在仅 用于描述 以 T. viride为代表的绿色类型的真菌 [ 34] 。 R ifa it[ 33] 依据微观特征, 界定了 T richoderm a 属。T richoderm a 属的分生孢子梗排列成规则的树状结构而且是重复
( Institute of B io log ical and Environm ental Science& T echnology, Central South University of Forestry and Technology, Changsha 410004)
Abstrac:t A s w ide ly deve lopm ent and utilization of ce llulose in the fie ld of energy, m ate rials and chem istry industry, T r ichoderma reesei has been caught m ore and m ore attention for its be ing a k ind of im portant ce llu lase stra in for industry. Fo r enhanc ing its cellu lase product, peop le hav e done a lot of work on it, and ob tained seve ra l cons iderably good mutant strains. T o learn the genom e o fT r ichoderma reesei and its mu tant strains is he lp fu l to us understand its system o f ce llulase hype rproduction, also he lp fu l to people construct its g enet ic eng ineering stra in in the future. T h is article introduced the background o f T richoderma reesei and part of its hyperce llulase product stra ins, a lso elabo rated the research deve lopm ent of its m utan t strains genom e in the recent yea rs.

纤维素化学研究进展一、本文概述纤维素，作为地球上最丰富的天然有机化合物，其化学研究进展对于推动生物质资源的高效利用、促进可持续发展具有重要意义。

本文旨在全面概述纤维素化学研究的最新进展，包括纤维素的化学结构、性质、改性方法以及其在不同领域的应用。

通过深入了解纤维素化学的研究现状和发展趋势，可以为纤维素的高效转化利用提供理论支撑和技术指导，为生物质资源的可持续利用开辟新的途径。

本文将首先介绍纤维素的化学结构和基本性质，包括其分子结构、结晶度、可及性等方面。

随后，重点综述纤维素改性的方法和技术，包括化学改性、物理改性和生物改性等，以及改性后纤维素性能的变化和应用领域。

本文还将关注纤维素在不同领域的应用，如纤维素基材料、纤维素能源、纤维素生物降解等，以期全面展示纤维素化学研究的广泛应用前景。

通过本文的阐述，读者可以深入了解纤维素化学研究的最新进展和发展动态，为相关领域的研究和开发提供有益的参考和启示。

本文也期望能够激发更多研究者对纤维素化学研究的兴趣和热情，共同推动纤维素化学领域的发展和创新。

二、纤维素的来源与提取纤维素作为自然界中最丰富的有机聚合物之一，广泛存在于植物细胞壁中，为植物提供了必要的结构支撑。

由于其独特的化学和物理性质，纤维素在多个领域都有着广泛的应用，包括纺织、造纸、生物材料以及最近的生物能源等。

因此，对纤维素的来源和提取方法的研究具有重要意义。

纤维素的主要来源是植物纤维，如木材、棉花、亚麻、竹子等。

其中，木材是最常见的纤维素来源，由于其生长周期短、可再生以及资源丰富等特点，被广泛应用于工业生产中。

一些农业废弃物，如稻草、玉米秸秆等，也是纤维素的潜在来源，其利用不仅能实现资源的有效循环利用，还能为农业生产带来经济效益。

纤维素的提取通常包括化学法、生物法和物理法等多种方法。

化学法提取纤维素主要利用酸、碱或有机溶剂等化学试剂处理植物原料，使其中的纤维素与木质素、半纤维素等其他成分分离。

生物法提取则依赖于酶或微生物的作用，通过选择性降解木质素和半纤维素，实现纤维素的分离。

纤维素酶生产方法的研究进展李永莲;林凯城【摘要】为解决化石燃料和环境污染等问题,研究生产高效、酶性质优良、耐热的纤维素酶菌株具有非常重要的现实意义.通过讨论改良纤维素酶菌株遗传的主要方法,包括传统的筛选方法及生物技术选育方法,理化诱变育种技术、基因工程、细胞融合技术、蛋白质工程和发酵工艺,并对纤维素酶的研究热点和难点进行了展望.【期刊名称】《济南职业学院学报》【年(卷),期】2016(000)002【总页数】3页(P99-101)【关键词】纤维素酶;生产方法;筛选;生物技术【作者】李永莲;林凯城【作者单位】广东轻工职业技术学院,广东广州510300;揭阳职业技术学院,广东揭阳522000【正文语种】中文【中图分类】Q55化石燃料不断消耗以及环境污染日益严重，世界能源问题越来越突出，为了缓解化石燃料短缺、环境恶化的问题，人们都把注意力放在寻找可再生能源上。

纤维素类物质是成本最廉价的可再生资源，是地球上蕴藏最丰富的生物质，每年地球上植物的生成量高达1500亿吨干物质，其中约有850亿吨为纤维素及半纤维素。

如果能把纤维素类物质经济有效地转化成生产生物柴油的原料油脂、燃料乙醇和氢气等，这将有利于缓解目前能源危机和环境污染危机等，有利于人类社会实现可持续发展。

纤维素酶的本质是主要由三种酶：内切型β-葡聚糖酶、外切型β-葡聚糖酶和β-葡萄糖苷酶组成的多组分酶系，三种酶之间协同作用，内切型β-葡聚糖酶、外切型β-葡聚糖酶先将纤维素降解为寡糖和纤维二糖，最后β -葡萄糖苷酶把寡糖和纤维二糖水解为葡萄糖。

纤维素酶大量存在自然界，其特异性高、反应条件温和、环境污染小，但是由于产酶效率低、周期长、耐热性差、寿命短、成本高等，所以限制了纤维素酶的工业化生产。

另外，纤维素酶的生产成本约占纤维燃料乙醇的50%～60%，所以直接影响了纤维燃料乙醇的工业化生产。

因此研究高效、产量高、耐热耐碱性强的纤维素酶的生产方法具有重要的现实意义。

生命科学Chinese Bulletin of Life Sciences第17卷 第5期2005年10月Vol. 17, No5Oct., 2005纤维素酶的研究进展李燕红，赵辅昆*(中国科学院上海生命科学研究院生物化学与细胞生物学研究所，蛋白质组国家重点实验室，中国科学院研究生院，上海 200031)摘　要：纤维素酶是糖苷水解酶的一种，它可以将纤维素物质水解成简单糖，进而发酵产生乙醇，从而解决农业、再生能源以及环境污染等问题。

初期的研究主要集中在对微生物纤维素酶的研究，随着对纤维素酶研究的不断深入，“动物自身不含纤维素酶”这一传统理论被推翻，动物纤维素酶成为纤维素酶研究的热点。

另外，生物化学、分子生物学以及基因工程等多种交叉学科的快速发展，获得适合工业化的高比活力的纤维素酶已指日可待。

关键词：纤维素酶；简单糖；动物纤维素酶；工业化；高比活力中图分类号：Q 556 文献标识码：AAdvances in cellulase researchLI Yan-Hong, ZHAO Fu-Kun*(Institute of Biochemistry and Cell Biology, Shanghai Institutes for Biological Sciences, Chinese Academy of Sciences,Key Laboratory of Proteomics, Graduate School of the Chinese Academy of Sciences, Shanghai 200031, China)Abstract: Cellulase—one of the glycoside hydrolases—is responsible for conversion of renewable cellulosic biomass to simple sugars for fermentation to ethanol, which can settle the issue of agriculture, renewable energy and environmental pollution etc. Primeval studies were focused on the cellulase produced by microorganism. With the deep research of enzymatic hydrolysis of cellulase, the traditional view of “no cellulase in higher animals themselves ”was pulled down and animal cellulase became the hotspot of cellulase study. In addition, the cellulase of higher specific activity for industrialization will be found as the rapid developments of many kinds of cross-subjects such as biochemistry, molecular biology and gene engineering etc.Key words: cellulase; simple sugars; animal cellulase; industrialization; higher specific activity文章编号 ：1004-0374(2005)05-0392-06收稿日期：2005-07-11；修回日期：2005-08-30基金项目：国家自然科学基金(No.30370336); 上海市生命科学重大基础研究项目 (No.2003CB716006, No.2004CB719702)作者简介：李燕红(1977—)，女，博士研究生；赵辅昆(1947—)，男，研究员，博士生导师，*通讯作者。

史 国翠 ， 文新 ，张 尹 敏
（ 边 大学 农 学 院 动 物科 学 系 ， 林 龙 井 １ ３０ ） 延 吉 ３ ４ ０
摘 要 ：以稻 草 和麸 皮 为 主要 原 料 ， 过 单 因 素 试 验 优化 康 氏木 霉 固态 发 酵 产 纤 维 素 酶 的 条 件 ， 氮 源 、 种 量 、 通 对 接 麸
１２ ． 试验 方法
占全球 植 物 生 物 总 量 的 ５ ％ 。 目前 ， ０ 纤维 素 只有 － ｄ 部 分 ， 得 到 了直 接 利 用 ， 大 多 数 不仅 被 浪 费 ， 绝 而且 还 造 成一 定 程 度 的 环境 污 染 。利 用 微 生 物 发酵 生 产 纤 维 素酶 可 将 纤 维 素转 化 为人 类 所 需 的 能 源 、 物 和 化工 原 料 ， 食 对合 理 利 用 纤维 素 生 物 资 源 ， 服环 境 污 染 ， 决 食 物 短 缺 和 能 源危 机 具 有重 大 的现 克 解 实 意义 。纤 维 素 酶 是 降 解 纤 维 素 生 成 葡 萄 糖 的 一 类 酶 的 总 称 ， 不 是单 种 酶 ， 是起 协 同作 用 的 多组 分 酶 系 。如果 能 利 它 而 用纤 维 素酶 将 农 副 产 品 和 工业 废 料 如糠 醛渣 、 蔗糖 渣 、 纸 废 造 液 等纤 维 素 材 料 转 化成 糖 和蛋 白质 ， 有 可 能 开辟 饲 料 、 酵 就 发 工业 原料 和 人 类 食 品 的 新 来 源 ， 仅 对 传 统 农 业 是 有 力 的 补 不
１２ ３ 酶 活 力 的 测定 ．．
草秸 秆 粉 （ 当地 农 户 提 供 ） 粉 碎 过 ４ 目筛 ； 皮 （ 售 ） ， ０ 麸 市 。 Ｐ Ａ培 养 基 ： 取 ２ ０ｇ马 铃 薯 ， 净 ， Ｄ 称 ０ 洗 去 皮 ， 成 小 块 ， 水 １０ ０ ｍ ， 沸 ０ ５ ｈ 纱 布 过 滤 ， 加 切 加 ０ Ｌ 煮 ． ， 再 ｌ ２ 葡 萄糖 和 １ ２ 脂 。 固体 发 酵 培 养 基 ：０ 稻 ０～ Ｏｇ ７～ ０ｇ琼 ６％ 草 、０ 麸皮 、． ％ （ Ｈ ）Ｓ ４０ ３ Ｋ Ｐ ４０ ０ ％ Ｃ Ｃ２ ４％ ０ ５ Ｎ 。 ２Ｏ 、． ％ Ｈ２Ｏ 、．６ ａ Ｉ、

纤维素分子结构及其生物降解途径的研究纤维素是一种多糖物质，广泛存在于自然界中的植物细胞壁中。

作为地球上最丰富的生物质之一，纤维素在生态系统中扮演着至关重要的角色，同时也是一种重要的工业原料。

随着环保意识的不断提高，纤维素的生物降解问题备受关注。

本文将介绍纤维素分子结构及其生物降解途径的最新研究进展。

一、纤维素分子结构纤维素是由β-葡聚糖分子通过β-1-4糖苷键连接而成，这种键连接方式与动物体内存在的α-1-4糖苷键不同，因此人类无法对纤维素进行消化吸收。

纤维素分子结构的复杂性使得其降解过程具有一定的难度。

而纤维素分子的结构也决定了纤维素的生物降解途径与效率。

二、纤维素的生物降解途径1.微生物降解：纤维素的生物降解最主要的途径是微生物的降解。

微生物在降解纤维素时，通过酶的作用将纤维素分子分解为低分子量的寡糖和单糖，最终达到完全降解的目的。

微生物还可通过在纤维素结构中加入酰化基团、脱去甲基等方式改变纤维素的结构，从而提高纤维素的生物降解效率。

2.化学降解：化学降解是利用化学方法将纤维素分子分解为低分子量的碳水化合物的过程。

虽然这种方式不如微生物降解方式常用，但在一些特殊的情况下，如纤维素浓度过高时，或为了加速废弃物的降解速度等，化学方法可被投入使用。

3.生物质能源利用：生物质能源利用是指将可再生生物质转化为可再生能源，如在生物质能源的生产过程中，通过液化、气化、发酵、压制等方式处理纤维素，使其成为生物燃料、生物液体燃料、生物气体等可再生能源。

三、纤维素生物降解的研究进展1.纤维素酶研究：纤维素降解的关键在于微生物体内的纤维素酶。

近年来，在纤维素酶研究领域取得了一系列的进展，如发现了新的纤维素酶家族，寻找到了具有高效降解纤维素能力的新物种等。

这些发现为提高纤维素的生物降解效率提供了新的思路。

2.生物质能源利用的研究：生物质能源利用是近年来备受关注的研究方向。

在纤维素的生物降解过程中，通过将纤维素转化为可再生能源的方式，可大大降低环境污染，缓解化石能源短缺问题。

微生物降解纤维素的反应机理及生产研究纤维素是一种广泛存在于自然界中的生物高分子，其中木质素就是一种纤维素。

它是植物细胞壁的主要成分，因此广泛存在于木材、纸浆、棉花、苜蓿等植物中。

尽管纤维素在日常生活中无足轻重，但在生物学领域却有着举足轻重的地位，因为它是生物界中各种有机物质最为普遍的一类。

而微生物降解纤维素的反应机理及生产研究则是近年来的热门课题之一。

微生物降解纤维素的反应机理千变万化，它是由一系列微生物发酵作用产生的。

首先是纤维素酶的作用。

纤维素酶是一类能降解纤维素的酶，它是由许多微生物分泌的。

其次是纤维素酶的作用。

在微生物的帮助下，这些酶能够将纤维素分解成为较小的碳水化合物，如葡萄糖。

这样一来，微生物就能将这些碳水化合物吸收并将它们转换成为自己的能量和营养物。

在微生物降解纤维素的反应机理方面，最早被研究的是真菌降解纤维素的过程。

后来，随着对微生物世界的了解不断深入，科学家还发现，细菌、原生动物、酵母菌等微生物也能通过降解纤维素来获得生存所需的能量和营养物。

这些微生物通过不同的途径来降解纤维素，其中许多途径还不完全清楚。

为了更好地掌握微生物降解纤维素的反应机理，科学家们采取了一系列操作措施来研究微生物对纤维素降解的反应过程。

其中最常用的手段就是利用纯培养微生物并让其在一定的温度、湿度和pH条件下进行降解纤维素的反应。

这样，科学家们就能够清楚地观察到微生物降解纤维素的反应过程，从而更好地理解此类反应机理。

微生物降解纤维素在工业生产中广泛应用。

纤维素降解产生的葡萄糖和其他碳水化合物是微生物发酵过程中必需的碳源，可以作为生产乙醇、丙酮、丁醇、醋酸等化学品的原料。

此外，纤维素降解产生的糖类化合物也可以用于生产生物质制品，如合成原纤维、生物塑料、生物炭、化肥和饲料等。

微生物降解纤维素的生产研究主要包括以下几个方面：1、微生物的筛选和培养为了获得能够大量降解纤维素的微生物菌株，科学家需要对微生物菌株进行筛选和培养。

纤维乙醇用纤维素酶的研究进展收稿日期：２００６－０３－３０作者简介：冀春雪（１９８０－），女，河南南阳人，硕士，从事可再生能源领域的研究。

冀春雪，杜风光，史吉平，徐志剑，韩素芳，董青山（上海天之冠可再生能源有限公司，上海２０１２０３）摘要：纤维生物质是自然界最广泛的可再生能源，用纤维素酶水解处理后生产的燃料乙醇可部分替代石油，而纤维素酶成本的降低及效率的提高是生产纤维乙醇的关键。

介绍了纤维乙醇用纤维素酶的研究进展，存在问题及展望。

关键词：燃料乙醇；纤维素酶；纤维素中图分类号：ＴＱ９２５；Ｑ５５；ＴＳ２６２．２文献标识码：Ａ文章编号：１００１－９２８６（２００７）０７－０１１８－０４纤维素是地球上最丰富的可再生性资源之一，占地球总生物量的４０％，但由于降解较难，这些资源目前绝大部分没有得到很好利用，造成巨大的浪费。

如何更为有效地转化和利用这一丰富资源，已成为世界上许多国家十分关注的重要领域之一。

研究发现纤维素原料可以用来生产乙醇，是一种能替代有限石油资源的能源，其转化过程主要有２部分：纤维生物质中的纤维素被纤维素酶降解生成还原糖和用还原糖的发酵来生产酒精。

而目前的纤维素酶由于其活性和稳定性水平使得其制造成本过高而阻碍着对生物质的水解应用，制约其产业化的实现。

因此大多数研究集中在开发高效，高热稳定性的纤维素酶［１］。

１纤维素酶来源及分类１．１纤维素酶的来源纤维素酶的来源极为广泛，对纤维素能进行有效降解的生物包括细菌、丝状真菌、放线菌、软体动物、原生动物和昆虫在内的多种生物。

产生纤维素酶的细菌有纤维粘菌和纤维杆菌等，真菌有黑曲霉、根霉、绿色木霉、里氏木霉、康氏木霉、斜卧青霉等，放线菌有玫瑰色放线菌和纤维放线菌等［２］。

丝状真菌是研究最多的纤维素降解类群［３］。

对纤维素作用较强的菌株多是木霉属、曲霉属和青霉属菌株，一般采用的工业发酵菌种多是这些产酶能力较强的菌种，特别是以作用突出的木霉属菌种居多，目前研究最清楚的是里氏木霉［４，５］。

2023年纤维素酶行业市场发展现状随着科技的不断发展，纤维素酶在农业、食品工业、饲料工业、生物医药等领域的应用越来越广泛。

纤维素是植物细胞壁中的主要成分，而纤维素酶可以有效分解纤维素，提高植物的利用率，改善环境。

目前，纤维素酶行业市场的发展状况如下：一、市场规模不断扩大纤维素酶的应用领域越来越广泛，市场需求量不断扩大。

据市场研究机构预测，全球纤维素酶市场规模将从2020年的25.2亿美元增长至2025年的41.4亿美元，年复合增长率达到10.4%。

其中，饲料工业占据了最大的市场份额，另外，生物燃料、生物医药等领域也有较大的市场需求。

二、市场竞争激烈目前，国内外纤维素酶生产企业众多，市场竞争激烈。

国内纤维素酶龙头企业包括南方电网和鲁抗医药，市场份额均较大；同时，外资企业也在中国市场快速扩张。

企业之间的竞争主要表现在产品品质和价格上，同时一些企业还开展了合作、并购等策略以扩大市场份额。

三、市场需求不断升级随着环保意识的不断增强，有机废弃物处理、生物质资源化利用等领域对纤维素酶的需求也不断增加。

另外，由于纤维素酶的应用范围广泛，企业也在不断开发新的应用领域，满足不同领域的市场需求。

同时，市场对纤维素酶的品质、安全性等方面的要求也在不断升级，企业需要不断提高产品质量，满足市场需求。

四、技术不断创新纤维素酶行业科技含量较高，技术创新是行业发展的重要驱动力。

目前，国内外一些企业在纤维素酶分离、纯化、活力改善等方面进行了不少研究。

一些新技术的应用，如基因工程技术、蛋白质工程技术等，对纤维素酶的生产和应用也带来了新的机遇。

综上所述，纤维素酶行业市场随着应用领域的不断扩大、技术的不断创新以及市场需求的不断升级，将迎来更好的发展机遇。

纤维素酶的研究概述纤维素酶是一类能够降解植物细胞壁中主要成分纤维素的酶。

纤维素是一种由葡萄糖分子组成的结构复杂的多糖，是植物细胞壁的主要组分之一、纤维素酶的研究对于生物能源开发、食品工业和生物材料等领域具有重要意义。

本文将对纤维素酶的研究进行概述，并重点介绍纤维素酶的分类、产生机制以及应用前景。

纤维素酶可分为三类：纤维素酶I（endoglucanases），纤维素酶II （exoglucanases）和纤维素酶III（cellobiohydrolases）。

纤维素酶I主要作用于纤维素链的内部，将纤维素链的内部结构打断，形成较短的纤维素链。

纤维素酶II主要作用于纤维素链的末端，将纤维素链的外部结构进行逐渐剥离，形成葡萄糖单元。

纤维素酶III则将纤维素链的葡萄糖单元一一地逐个剥离。

纤维素酶I和II是纤维素降解的主要酶类，而纤维素酶III则是降解纤维素后期产物的关键酶。

纤维素酶的产生机制也是研究的重点之一、目前已经发现了很多能够产生纤维素酶的微生物，如Trichoderma reesei、Clostridium thermocellum等。

这些微生物通过基因表达调控、产酶培养条件的优化以及基因工程等手段，能够高效产酶。

此外，一些植物和动物体内也存在能够产生纤维素酶的微生物群落。

这些微生物在生态系统中扮演着降解植物细胞壁的重要角色。

纤维素酶的研究不仅对于生物能源开发具有重要意义，还在食品工业和生物材料领域具有广阔的应用前景。

纤维素酶可以将纤维素降解为葡萄糖等可直接利用的碳源，为生物能源的生产提供了重要的技术支持。

此外，纤维素酶还可以应用于食品工业中，用于果汁榨取、奶酪生产等过程中的纤维素降解。

同时，纤维素酶还可以应用于生物材料领域，用于纤维素纤维的改性和增韧。

总结而言，纤维素酶的研究是一个富有挑战性和前景广阔的领域。

通过研究纤维素酶的分类、产生机制以及应用前景，可以更好地理解纤维素在生物体内的降解过程，并为生物能源开发、食品工业和生物材料等领域的发展提供重要的技术支持。