微生物发酵木聚糖酶的研究进展
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微生物产木糖醇的研究进展及应用前景分析
微生物产木糖醇的研究进展及应用前景分析发布时间：2023-05-16T08:22:15.985Z 来源：《新型城镇化》2023年9期作者：田强孟雯雯孔莉莉董睿谢秀云石娜娜贾海霞于华[导读] 目前，世界上对微生物发酵法生产木糖醇的研究很多，已取得不少成果，令人关注。
山东福田药业有限公司山东德州 251200摘要：目前，世界上对微生物发酵法生产木糖醇的研究很多，已取得不少成果，令人关注。
微生物发酵法不需要化学合成法所必需的高压高温反应条件，还可综合利用像树枝、落叶等大量未利用生物量资源，既解决了原料问题，还解决了环境问题，为木糖醇的生产开辟了新途径。
关键词：微生物发酵；木糖；木糖醇；阿拉伯糖；阿拉伯糖醇；工业生产中，生产木糖醇的原料主要是纸浆和玉米芯中所含有的多缩木糖（Xytan）成分，调制生产得到木糖，然后使用镍作催化剂，在氧化还原作用（加氢作用）下生产得到木糖醇制品。
关于木糖醇发酵生产法的研究目前世界已经有许多，在生产性和成本上比化学还原法，其优位性还不低。
1 从木糖开始的木糖醇生产1.1 可产生木糖醇的微生物众所周知，能资化（同化）木糖的酵母在特定的培养条件下，可以在培养基质中积累木糖醇代谢产物。
在有关发酵法生产木糖醇的研究中，这类酵母是最常利用的。
作为从木糖到产生木糖醇的酵母有假丝酵属、毕赤氏酵母菌属、德巴利氏酵母属等多种。
特别是热带假丝酵母等酵母大多产生木糖醇的能力高，收率（生成物质量/消耗基质质量）大约在70%~85%（如下页表1）。
另外，还发现了丝状菌、细菌肠杆菌科、肠杆菌属变种和纤维单胞菌菌属等，也能利用木糖转化生产木糖醇。
1.2 酵母生产木糖醇的机制（机理）假丝酵母菌属（Candida）的酵母通过如图1所示的代谢路线生产木糖醇。
木糖原料（基质）首先在木糖还原酶（XR）作用下还原成木糖醇。
然后在木糖醇脱氢酶作用下氧化生成D-木糖。
D-木糖磷酸化以后，通过戊糖磷酸代谢路线代谢。
相对于第一个反应的催化剂主要利用的辅酶NAD PH，第二个反应的催化剂XDH（木糖醇脱氢酶）是利用NAP+作为辅助酶发生作用的，XR是利用NAD PH和NADH两者而存在。
木聚糖酶在养鸡生产中的应用及存在的问题
摘要： 木聚糖是植物细胞 中主要 的半纤维素成分 ， 具有抗营养作用。木聚糖酶是木聚糖的专一降
解酶， 可将木 聚糖 分 解为木 寡糖 。在鸡 饲料 中添加木 聚糖 酶 可 以促 进 畜禽 的 生长 ， 提 高 内源 性 消化酶
活性和饲料转化率， 破坏植物细胞壁从 而促进养分消化吸收 ， 改善肠道形 态结构 ， 减少肠道微 生物数
小麦中阿拉伯木聚糖可吸收约 １ ０ 倍 于 自身重的水 ， 增加消化道 内容物和粘稠度 。小肠内容物粘稠度 的 增加 ， 延缓 了食糜通过消化道的速度 ， 从而降低 了动 物的采食量 ； 由于食糜的搅动难度增加 ， 降低了单位 时间内养分的同化作用 ， 使饲料脂肪 、 蛋 白质和碳水 化合物消化作用降低 。形成营养屏障 ， 降低溶质的扩 散速度 。木聚糖可直接与肠道胰蛋 白酶 、脂肪酶结
量， 降低 畜禽发 病率 。
关键字： 木聚糖 ； 木聚糖酶 ； 养鸡生产 随着微生物学和发酵工程学 的发展 ，各种微生 物发酵 产品 的研 究成果逐渐 在饲料行业 中得 到应 用， 尤其以酶制剂的应用最为典型 。近年来 ， 饲料资 源匮乏 ， 大麦 、 次粉 、 小麦 、 糠麸等替代棉粕、 玉米、 菜 粕、 花生粕、 豆粕成为普遍 ， 但其 中含有抗营养 因子 特别是木聚糖等影响了其在饲料 中的应用效果。木
硒 浓 度 。酵 母硒 中的有 机 硒 源有 个重 要 的特 点就 是
【 ３ 】 贾建英 ， 王康 宁． 刘志理饲 喂酵母硒对母猪头胎断奶仔猪肠道微生 物 的影响【 ｊ 】 饲 料广角， ２ ０ ０ ７ ， ） ： ２ ３ — ２ ３ ．
［ ４ ］ 岳增华． 不 同来源硒对母猪繁殖性能 的影响明． 中国猪业， ２ ｏ １ ２ ， （ １ ０ ） ：
饲用木聚糖酶的应用研究进展
蒋涛， 景乐， 成， 利， 梁 张 徐洪 张建军， 桑庆华 （东 抗 药 份 限 司山 济 ７２ 山 鲁 医 股 有 公 ，东 宁２１） ２１
摘 要 从 木聚 糖酶 作 为饲 料添 加 剂的 角度 出发 ， 综述 了木 聚糖 酶在 家禽饲 料 、 家畜饲料 以及水 产 养殖 饲料 中的应 用进展 ， 并对 其 应
粮中添加木聚糖酶， 发现蛋鸡平均产蛋率提高 ６ ７ Ｐ ０ １ ， ． ％（＜ ． ） １ Ｏ
平均 蛋 重提 高 ５ ４ Ｐ Ｏ １ ， 蛋 比降低 １． Ｐ ０ １ ， ． ％（ ＜ ． ） ２ Ｏ 料 １ ％（ ＜ ． ） ３ Ｏ 肉食 鸡 ４ 内平均 日 重 提 高 ４ １ Ｐ ０ １ ， 重 比下 降 周 增 ． ％（＜ ． ） ８ ０ 料
ｗｅｅｒｖｅ ｄ Ａｎ ｓａ ｐｉａｉｎｐｒｓ ｃ ｓｆ ｒｃ ｓｅ ． ｒ ｅ ｉｗｅ ． ｄｉ ｐ ｌｃ ｔｏ ｏ ｐｅ ｔ ｔ ｗａ ｏｅ ａ ｔｄ Ｋｅ ｒ Ｘｙａ ａ ｅ Ｆ ｅ ｓｕ ｆＮｏ －ｔｒｈｐｏｙ ａ ｃ ａｉ ｅ ｙｗｏ ｄｓ ｌｎ ｓ ； ｅ ｄ ｔｆ； ｎ ｓａ ｃ ｌｓ ｃ ｈ ｒｄ ｓ
ｒ ｓｉ、 曲霉 （ ｓｅ ｉｕ ｎ ｅ）放 线 菌 中 的浅 青 紫 链 霉 ｅ ｅ）黑 ｅ Ａ ｐｒ ｌｓ ｉ ｒ， ｇｌ ｇ
菌 （ ｔ ｐｏ ｃｓｌ ｉａ ｓ ， 菌 中 的粪 肥 杆 菌 （ ｅｌｌｍ ｎｓ Ｓｒ ｔｍｙｅ ｖ ｎ ）细 ｅ ｉｄ Ｃ ｌ ｏ ｏ ａ ｕ
ｉ ）热 ｆ ｉ、 纤 维 梭 菌 （ ｌ ｔｄｕ ｈｒｏｅｕ 等 研 究 较 多 。 ｍ Ｃｏ ｒ ｉ ｔ ｍ ｃｌ ｍ） ｓｉ ｍ ｅ ｌ 另 外 ， 细 黄 链 霉 菌 ［ 出芽 短 梗 霉 ［ 琼 斯 氏 菌ｌ 气 单 胞 对 ２ １ 、 ３ １ 、 ４ Ｉ 、
摘 要 从 木聚 糖酶 作 为饲 料添 加 剂的 角度 出发 ， 综述 了木 聚糖 酶在 家禽饲 料 、 家畜饲料 以及水 产 养殖 饲料 中的应 用进展 ， 并对 其 应
粮中添加木聚糖酶， 发现蛋鸡平均产蛋率提高 ６ ７ Ｐ ０ １ ， ． ％（＜ ． ） １ Ｏ
平均 蛋 重提 高 ５ ４ Ｐ Ｏ １ ， 蛋 比降低 １． Ｐ ０ １ ， ． ％（ ＜ ． ） ２ Ｏ 料 １ ％（ ＜ ． ） ３ Ｏ 肉食 鸡 ４ 内平均 日 重 提 高 ４ １ Ｐ ０ １ ， 重 比下 降 周 增 ． ％（＜ ． ） ８ ０ 料
ｗｅｅｒｖｅ ｄ Ａｎ ｓａ ｐｉａｉｎｐｒｓ ｃ ｓｆ ｒｃ ｓｅ ． ｒ ｅ ｉｗｅ ． ｄｉ ｐ ｌｃ ｔｏ ｏ ｐｅ ｔ ｔ ｗａ ｏｅ ａ ｔｄ Ｋｅ ｒ Ｘｙａ ａ ｅ Ｆ ｅ ｓｕ ｆＮｏ －ｔｒｈｐｏｙ ａ ｃ ａｉ ｅ ｙｗｏ ｄｓ ｌｎ ｓ ； ｅ ｄ ｔｆ； ｎ ｓａ ｃ ｌｓ ｃ ｈ ｒｄ ｓ
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ｉ ）热 ｆ ｉ、 纤 维 梭 菌 （ ｌ ｔｄｕ ｈｒｏｅｕ 等 研 究 较 多 。 ｍ Ｃｏ ｒ ｉ ｔ ｍ ｃｌ ｍ） ｓｉ ｍ ｅ ｌ 另 外 ， 细 黄 链 霉 菌 ［ 出芽 短 梗 霉 ［ 琼 斯 氏 菌ｌ 气 单 胞 对 ２ １ 、 ３ １ 、 ４ Ｉ 、
木聚糖酶的开发与应用
１ ２ １ 木 聚糖 酶 系 木 聚 糖 酶是 指 可 以将 木 聚 ．．
糖 催化 水解 呈 低 聚 木糖 或 木糖 的 复 合酶 系 ， 主要
包 括木 聚糖 内切 酶 、 聚 糖 外 切 酶及 降解 支 链 的 木 辅 酶 等 。木聚 糖 内切酶 作用 于 木 聚糖 和长链 木寡 糖 ， 机水解 断裂木 聚糖 主干 链 内部 的 Ｊ 随 ３ ， 一 —１ ４ Ｄ一木 糖苷 键 ， 多作 用 于 木 聚糖 的无 侧链 区段 ， 产 生 木寡 糖 或带 有 侧 链 的寡 聚糖 ， 而 降 低 木 聚糖 从 的聚 合度 ； 聚糖 外 切 酶 则 作 用 于 木 聚 糖 和 木 寡 木 糖 的 非还 原端 ， 物 为 木糖 ｌ 。在 木 聚糖 降解 的 产 ＿ １ ］ 过程 中， 木聚 糖外 切酶 酶 于 内切 酶 相互 促进 ， 速 加
酶 。 前 者 只 分 解 木 聚 糖 的 ８ １ ４糖 苷 键 ， 者 除 — ， 后
木质素， 因此在 保护 纤 维素 结构 的整 体性 ， 防止纤 维 的 降解方 面具 有 重要 的作 用＿ 。 ｇ ］
１ ２ 木 聚 糖 酶 ．
分解 木 聚糖 的 Ｊ １ ４糖苷 键外 ， 分解 纤 维 素 的 ３ ， ～ 还
酯 酶 则 可 以从 乙 酰 木 聚 糖 的 Ｃ～ ２与 Ｃ～ ３位 置
ｔｎｋ １ ９ ） ｋ ｙ 可 以看 出该 取 代 基 的存 在是 此 ａ ｉ ，９ １ ， ｅ ｉ
类 木 聚糖 酶发 挥作 用所 必需 的 。
２ 木 聚糖 酶 的研 究
由于木 聚糖 酶 具 有 广泛 的工 业 应 用 领 域 ， 目
甚 至高 达 ３ 一３ Ⅲ ， 自然 界较 为 丰 富 的 自 Ｏ ５ 是
然 资源 。木 聚糖 是植 物 细胞 中最具 代表 性 的半纤 维 素 ， 以作 为再 生 资源所 利用 。 可
木聚糖酶
木聚糖酶外观性状粉剂、液体酶系活力5000，10000，20000（u/g）温度适用范围0-80（℃）木聚糖是一种是一种非淀粉多糖，主要存在于植物细胞的次生壁上，处于木质素和其它多聚糖之间，起着连接作用。
木聚糖是影响麦类原料在饲料中应用的最主要抗营养因子，小麦、黑麦和黑小麦中主要含有大量水溶性阿拉伯木聚糖。
常用的饲料原料玉米、豆粕中，木聚糖也是最主要的抗营养因子，增加肠道食糜黏度，影响动物消化吸收；影响消化道内源酶活性，刺激消化器官代偿性增大；影响脂肪的消化吸收；促使肠道有害微生物的增殖，影响动物健康；物理屏障作用，影响养分的消化。
作用：1，降解木聚糖，降低肠道食糜黏度，破坏植物细胞壁结构，消除其抗营养作用，改善动物生产性能。
提高饲料代谢能，促进养分吸收利用，增强饲料和养殖企业赢利能力。
2，消除木聚糖对内源酶的抑制，防止消化器官代偿性肥大。
3，生成大量功能性寡糖（木二糖、木三糖等），改善肠道微生物区系，有利于动物健康。
4，拓宽饲料原料使用范围，加大非常规饲料如麸皮、次粉、米糠等在饲料中的用量，降低饲料配方成本。
5，增加营养物质的吸收利用，减少粪便排放，保护环境，同时减少粪便有机物质分解产生的有害气体对畜禽的刺激，减少呼吸道疾病的发生。
木聚糖酶的作用机理及其在养猪业中的应用摘要：木聚糖是麦类、谷物等作物中含有的一种抗营养因子，它能增加食糜的粘性，降低养分的消化和吸收。
在饲料中添加木聚糖酶可以消除木聚糖的不利影响，降低食糜粘性，促进饲料转化，提高猪的生产性能。
本文对木聚糖酶的作用机理及其在养猪业中的应用研究现状做如下综述。
关键词：木聚糖酶，作用机理，应用目前，玉米等能量饲料原料供应日趋紧缺，玉米价格上涨，这严重影响了养猪业的发展。
充分开发和利用我国资源丰富的麦类、谷物、糠麸等来代替玉米，这是缓解玉米短缺的重要措施之一。
但是，麦类、谷物、糠麸等物质中含有一种抗营养因子非淀粉多糖（NSP）,影响单胃动物对养分的消化率，其中主要的是阿拉伯木聚糖。
木聚糖酶XynG1-1在毕赤酵母中的表达及发酵条件优化
培 养 时 间 。在 此 基 础 上使 用 Ｄ ｅ ｓ ｉ ｇ ｎ — Ｅ ｘ ｐ ｅ ｒ ｔ 软件进行 Ｂ ｏ ｘ — Ｂ ｅ ｈ ｎ ｋ ｅ ｎ实 验 设 计 ， 通 过 响 应 面 分 析 得 出优 化 的 发 酵 培
养条件 为： 甲醇 含 量 ２ ． ２ ８ ％， 培养 时间 ３ ７ ． ２ ９ ｈ ， 生物素 ４ ｍ ｇ ／ Ｌ ， 酵母粉 ２ ０ ｇ ／ Ｌ ， 蛋 白胨 ２ Ｏ ｇ ／ Ｌ， Ｙ Ｎ Ｂ ３ ０ ｇ ／ Ｌ ， 装 液 量１ ０ ０ ｍＬ ／ Ｌ ， 转速 ２ ５ ０ ｒ ／ ｍｉ ｎ 、 温度 ２ ８℃ 、 磷 酸缓冲液 ｐ Ｈ ６ ． ０ 。经实验验证 ， 优 化 后 的培 养 条 件 下 胞 外 重 组 酶 活 达到 ７ ０ ７ ． ２ Ｉ Ｕ ／ ｍＬ ， 与响应面预测结果 一致 ， 较优 化前 木聚糖 酶酶 活提 高 了７ ． ９倍 ， 较 原始 菌株 产酶 量提 高 了
研究 最为 广泛 的半 纤维 素酶 ， 也是 一 种重要 的工业 用
酶， 在造纸、 食品、 纺织、 饲 料 等传 统 工 业 领 域 具 有 广 阔 的应用 ， 随着 生 物 技术 的不 断 发 展 ， 木 聚 糖 酶 的应 用领 域不 断扩 大 ， 其 在 医药 、 环境 和能 源 等 方 面 的应
１ （ 天津 科 技 大 学 生 物 工 程 学 院 ， 天津， ３ ０ ０ ４ ５ ７ ）
２ （ 中 国科 学 院 天 津 工 业 生 物 技 术 研 究 所 ， 工 业 酶 国家 工 程 实 验 室 ， 天津 ， ３ ０ ０ ３ ０ ８ ） ３ （ 中 国科 学 院 天 津 工 业 生 物 技 术 研 究 所 ， 天 津 工 业 生 物 系统 与过 程 重 点 实 验 室 ， 天津 ， ３ ０ ０ ３ ０ ８ ）
木聚糖酶(产自米曲霉、孤独腐质霉、长柄木霉、枯草芽孢杆菌、绳
【 化学名】 木聚糖酶 【 英文名】 Ｘ ｙ ｌ ａ ｎ ａ ｓ ｅ
表１ 饲料 级木 聚糖 酶质 量标 准
【 Ｃ Ａ Ｓ 号】 ９ ０ ２ ５— ５ ７— ４
【 Ｅ Ｉ Ｎ Ｅ Ｃ Ｓ 号】 ２ ３ ２— ８ ０ ０— ２
【 性 状】 不同来源 的木 聚糖 酶， 相对分 子 质 量范 围 ８～１ ４ ５ ｋ Ｕ， ｐ Ｉ 范 围为 ３～１ ０ ， 大 多 数 酶
平为 ２ ０ ０ ０ Ｕ ／ ｋ ｇ 。郝 瑞 荣 等 报 导 ， 在低 磷 饲粮 中 添加 木 聚糖 酶 ， 能促 进 断 奶 仔 猪对 钙 、 磷 的消化 利用 及 骨 骼 生 长 。 பைடு நூலகம் 骏 等 报 导 ， 添 加 木 聚糖 酶
【 质量标准】 参照中华人 民共和 国国家标准 Ｇ Ｂ ／ Ｔ ２ ３ ８ ７ ４— ２ ０ ０ ９提 出 如下要 求 （ 见表 １ ） 。
中的滞 留时间延 长 ， 改 变 肠 道微 生 物 菌 群 （ 部 分
【 制
法】 木聚糖水解酶是一种复杂 的复合
酶系统， 广 泛分 布于 自然 界 的细 菌 和 真 菌 中 ， 已 报 道 的木 聚糖 酶 的来 源 主要 有 细 菌 、 真菌 、 放 线
菌 和酵 母 。 国内研究 木 聚糖 酶最 多 的是木 霉 、 青
纤 维菌 和原 虫 以及厌 氧微 生 物要 高 ， 这些 微生 物 包括 Ｔ ｒ ｉ ｃ ｈ ｏ ｄ ｅ ｒ ｍａ ｈ ａ ｒ ｚ ｉ ａ ｎ ｕ ｍ、 Ｔ ｒ ｉ ｃ ｈ ｏ ｄ ｅ ｒ ｍ ａ ｒ ｅ ｅ ｓ ｉ 、
Ｔ ｈ ｅ ｒ ｍｏ ａ ｓ ｃ ｕ ｓ ａ ｕ ｒ ａ ｎ ｔ ｉ ａ ｃ ｕ ｓ和 Ｓ ａ ｃ ｃ ｈ ａ ｒ ｏ ｍｙ ｃ ｅ ｓ ｃ ｅ ｒ ｅ ｖ ｉ —
表１ 饲料 级木 聚糖 酶质 量标 准
【 Ｃ Ａ Ｓ 号】 ９ ０ ２ ５— ５ ７— ４
【 Ｅ Ｉ Ｎ Ｅ Ｃ Ｓ 号】 ２ ３ ２— ８ ０ ０— ２
【 性 状】 不同来源 的木 聚糖 酶， 相对分 子 质 量范 围 ８～１ ４ ５ ｋ Ｕ， ｐ Ｉ 范 围为 ３～１ ０ ， 大 多 数 酶
平为 ２ ０ ０ ０ Ｕ ／ ｋ ｇ 。郝 瑞 荣 等 报 导 ， 在低 磷 饲粮 中 添加 木 聚糖 酶 ， 能促 进 断 奶 仔 猪对 钙 、 磷 的消化 利用 及 骨 骼 生 长 。 பைடு நூலகம் 骏 等 报 导 ， 添 加 木 聚糖 酶
【 质量标准】 参照中华人 民共和 国国家标准 Ｇ Ｂ ／ Ｔ ２ ３ ８ ７ ４— ２ ０ ０ ９提 出 如下要 求 （ 见表 １ ） 。
中的滞 留时间延 长 ， 改 变 肠 道微 生 物 菌 群 （ 部 分
【 制
法】 木聚糖水解酶是一种复杂 的复合
酶系统， 广 泛分 布于 自然 界 的细 菌 和 真 菌 中 ， 已 报 道 的木 聚糖 酶 的来 源 主要 有 细 菌 、 真菌 、 放 线
菌 和酵 母 。 国内研究 木 聚糖 酶最 多 的是木 霉 、 青
纤 维菌 和原 虫 以及厌 氧微 生 物要 高 ， 这些 微生 物 包括 Ｔ ｒ ｉ ｃ ｈ ｏ ｄ ｅ ｒ ｍａ ｈ ａ ｒ ｚ ｉ ａ ｎ ｕ ｍ、 Ｔ ｒ ｉ ｃ ｈ ｏ ｄ ｅ ｒ ｍ ａ ｒ ｅ ｅ ｓ ｉ 、
Ｔ ｈ ｅ ｒ ｍｏ ａ ｓ ｃ ｕ ｓ ａ ｕ ｒ ａ ｎ ｔ ｉ ａ ｃ ｕ ｓ和 Ｓ ａ ｃ ｃ ｈ ａ ｒ ｏ ｍｙ ｃ ｅ ｓ ｃ ｅ ｒ ｅ ｖ ｉ —
木聚糖酶
• 用于果汁生产，因为果汁生产单单只加入 果胶酶是不够的，还需加入木聚糖酶分解 其中的阿拉伯木聚糖。 • 果汁和啤酒中含有一些多糖，影响其透明 度，木聚糖酶可以降解多糖，有利也啤酒 和果汁澄清。
改良口感、提高清爽度
木聚糖酶的添加 可以改变面团的质 地、结构、松软度 和保质期，使馒头 或者面包口感和质 量更好。
低热量、低糖度、改善肠道微环境
提高 内 源 消 化 酶 的 活 力
提高养分利 用率
随着生物工程各项技术突飞猛进的发 展，通过对大量性质各异的木聚糖酶， 尤其是在极端微生物中获得的具有极端 性质的木聚糖酶的研究和探索，有望使 木聚糖酶的结构与功能研究取得突破性 进展。仍可以预期，在微生物学、生物 化学、细胞生物学、分子生物学等学科 的协作下，技术更加成熟，使用更加有 效，效益更加明显的木聚糖酶将在食品、 饲料、酿造、医药及新能源等领域发挥 更大的作用。
木聚糖酶
木糖聚酶是一类以内切方式水解木糖分 子中β －1,4—木糖苷键的酶，其水解产物主 要是木二糖与木二糖以上的寡聚木糖，也有 少量阿拉伯糖。 木聚糖是植物细胞壁的主要成分之一，属 于非淀粉多糖，是由β －1,4—糖苷键连接而 成的木聚糖产物，通常以异质多糖形式存在 并与纤维素结合在一起。
木糖聚酶性质
• 真菌、细菌木聚糖内切酶的最适温度范围 是40℃—60℃，真菌木聚糖酶的耐热性比细 菌木糖酶差一些。 • 不同微生物体产生的D—木聚糖酶通常在 pH3~10范围内稳定，最是pH范围是4—7， 但真菌如曲霉菌和青霉菌所产生的pH范围 则在2—6的酸性范围呢。
木聚糖酶在食品工业ห้องสมุดไป่ตู้的应用
• 降低提取液黏度，降低生产成本
改良口感、提高清爽度
木聚糖酶的添加 可以改变面团的质 地、结构、松软度 和保质期，使馒头 或者面包口感和质 量更好。
低热量、低糖度、改善肠道微环境
提高 内 源 消 化 酶 的 活 力
提高养分利 用率
随着生物工程各项技术突飞猛进的发 展，通过对大量性质各异的木聚糖酶， 尤其是在极端微生物中获得的具有极端 性质的木聚糖酶的研究和探索，有望使 木聚糖酶的结构与功能研究取得突破性 进展。仍可以预期，在微生物学、生物 化学、细胞生物学、分子生物学等学科 的协作下，技术更加成熟，使用更加有 效，效益更加明显的木聚糖酶将在食品、 饲料、酿造、医药及新能源等领域发挥 更大的作用。
木聚糖酶
木糖聚酶是一类以内切方式水解木糖分 子中β －1,4—木糖苷键的酶，其水解产物主 要是木二糖与木二糖以上的寡聚木糖，也有 少量阿拉伯糖。 木聚糖是植物细胞壁的主要成分之一，属 于非淀粉多糖，是由β －1,4—糖苷键连接而 成的木聚糖产物，通常以异质多糖形式存在 并与纤维素结合在一起。
木糖聚酶性质
• 真菌、细菌木聚糖内切酶的最适温度范围 是40℃—60℃，真菌木聚糖酶的耐热性比细 菌木糖酶差一些。 • 不同微生物体产生的D—木聚糖酶通常在 pH3~10范围内稳定，最是pH范围是4—7， 但真菌如曲霉菌和青霉菌所产生的pH范围 则在2—6的酸性范围呢。
木聚糖酶在食品工业ห้องสมุดไป่ตู้的应用
• 降低提取液黏度，降低生产成本
木聚糖酶
产品应用
• 木聚糖是麦类、谷物等作物中含有的一 种抗营养因子，它能增加食糜的粘性，降 低养分的消化和吸收。 • 木聚糖酶可以应用在酿造、饲料工业 中。还可以分解酿造或饲料工业中的原料 细胞壁以及β-葡聚糖，降低酿造中物料的 粘度，促进有效物质的释放，以及降低饲 料用粮中的非淀粉多糖，促进营养物质的 吸收利用，并因而更易取可溶性脂类成分。 • 木聚糖酶应用pH范围3.5～6.0,适宜温 度范围40℃～60℃，并能耐受高温制粒 的温度及分钟。 可在糖化过程蛋白质休止期或后发酵中 添加。通常为25~75 g/吨麦汁或发酵液汁。 最佳用量应通过实验决定。
导。
（三） 每次开袋或开桶后，若未使用完，应扎紧
袋口或拧紧桶盖，以免受潮或污染。对于酶粉 尘敏感的人来说，吸入酶粉尘可能会产生过敏 反应。因此，建议使用固体酶制剂时，操作人 员应穿工作服，带防尘面罩和手套，不要让本 品粉末溅入眼睛、口、鼻之中。
贮存要求
• 保质期 ：在规定的贮存条件 下，固态酶为12个月，液态 酶为6个月。建议密封储藏 于干燥、低温的环境中 （≤20℃），最好在冷藏条 件下（4-8℃）储藏。应置于 干燥、通风、阴凉处，避免 高温或阳光直射防曝晒、雨 淋，禁止与有毒有害物质混 运、混存。
★阿木聚糖在植物细胞壁中的含量仅次于纤维素，是半纤维素中含量最
丰富的一种，在各种饲料原料特别是麦类、谷物副产品及杂粕中含量 较多。木聚糖是由D－木糖主链(以β-1,4键相连)和L－阿拉伯糖分枝 (a-1,2和a-1,3相连)所组成的聚合物，由于它是由阿拉伯糖和木糖两种 单糖聚合而成，因此也称阿拉伯木聚糖。
产品特性
该品是经现代生物工程技术生产，纯 化的颗粒状制剂。该品的活性来源于经选 择的木霉菌，经基因工程的转化、发酵、 提取而得。作用PH范围为3.5-6.5,最佳PH 值为5.0；作用温度范围为50-60℃，最佳温 度为55℃。具体的最佳条件应根据厂家的 工艺确定
木聚糖酶高产突变株酶学特性研究
如图 ２ 突变株在 ｐ ， Ｈ为 ６０时酶 活力最高 ， 生株在 ｐ ． 野 Ｈ为 ５４时 ． 酶活力最高 ， 为最适 ｐ 。 Ｈ ２３ －木聚糖酶的 ｐ Ｈ稳定性 将酶液在不 同 ｐ Ｈ柠檬 酸 一磷酸和甘氨酸 一氢氧化钠缓 冲液 中于 ４ 。保温 ２ ， 当稀释后测酶活力 ， ５ｃ ｈ适 如图 ３ 所示 。
０ １ ％Ｔ ８ ， 始 ｐ 为 ５ ． ５ ｗ一 ０ 初 Ｈ 。
３
４
４ ．６
５
５４ ，
６
７
０
图 ２酶 的最 适 ｐ Ｈ
野生株 ：％麸 皮 、％玉米 芯 、．％葡萄 糖 、．％碳酸 钙 、．％蛋 白 １ １ ０１ ０３ ０５
胨 、． ％Ｔ 一 ０ ｐ 自然 。 ０１ ｗ ８ ， Ｈ ５ １３培养条件ｉ ． ６ １
童８ ０
６ ０
ｌ Ｆ 二＝ 壅 ｌ ！塞 竖
科技信息
专题论述
木聚糖酶高 产突 变栋酶学特性研 穷
河南天冠燃料 乙醇有限公 司 贾瑞强 郭 伟 陈鑫 张 黎 刘亚峰
［ 摘 要］ 生株木聚糖酶最适 ｐ 为 ５ ， ７ — ０ 范 围内 定 ； 野 Ｈ ， 在 ． １． ４ ０ ０ 稳 而突变株 最适 ｐ 为 ６ ， ６ — ０ Ｈ ． 在 ． １． ０ ０ ０范围内稳定。 最适温度均为 ５ ｑ ， ２ — ０ 间比较 稳定。 ４ ￣ ＠ Ｌ ２ ｈ 野生株剩余活力为 ５％， ２Ｃ 在 ０ ５℃ 在 ０ Ｃ ｇ ４， ． ７ 突变株为 ８ ％ 电泳表 明， ６； 突变株酶液 中蛋 白质种类与野生 株差别较 大； 木聚糖酶谱检测也发现 突变株粗酶液 中有 两种类型木聚糖酶 ， 而野生株 中只有一种。 ［ 关键词 ］ 木聚糖酶 酶学性质
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４木 聚糖 酶的发 酵 工艺 当前 ， 聚 糖 酶主 要 通过 真 菌 、 菌 等微 生物 木 细 发 酵生 产获得 。根 据发 酵工 艺 的不 同 ， 分为 固态 可 发酵 和液态 发酵两 种 。
４１固 态发 酵 ．
丝状 真菌对木聚糖酶的分泌水平一般超过酵 母和细菌很多 ， 同时真菌中一般产生木聚糖降解酶
发酵方式
酶活
固态发酵 １６７ 干物质） ４３ ｕ／
固态发 酵 ３９ ／（ ０９Ｕ ｇ干物质 ） Ｉ 液态深层发酵 ２３ ２ Ｕ ｍ ９． ／ Ｌ ８Ｉ 固态发酵 １ ００ ／（ １ ０ ｇ干物质） ５ Ｕ
３ 木聚糖酶生产菌种 到 目前为止 ，产木聚糖酶的微生物有几十个 属， 一百多个种 ， 主要来源于细菌和真菌 。 研究者们 不 断 的 寻找 着 自然 界 中能高 效 表达 木 聚 糖酶 的菌 种， 并且利用基 因工程技术构建出新的菌株。
广东饲料 第 ２ 卷第 １ 期 ２ １ 年 ｌ 月 ０ ０ ０１ ０
微生 物发 酵 木聚糖 酶的 研 穷进展
周平发 王敏 崔细鹏 刘金 山 史宝军
（ 广东溢多利生物科技股份有限公司， 广东省饲料添加剂生物工程技术研究开发中心， 珠海 ５９６ ） １ ０ ０
【 中图分类号】８ ６７ Ｓ １ ． 【 文献标识码】 Ａ ［ 文章编－ １０ — ６ ３ ２ １ ）０ ０ ２ — ４ ￣］０ ５ ８ １ （０ １ １— ０ ７ ０
木聚糖酶（ｙ ｎ ｓ） ｘｌ ａ 是指可将木 聚糖降解成低 ａ ｅ 聚糖 和木 糖 的一 组 酶 的总称 ，主要 包括 外切 ／— ， ３１
４ 聚糖 酶 、 一木 内切 Ｊ一 ，一木 聚糖 酶和 Ｊ一木 聚糖 Ｂ １ ４ Ｂ
期 研究 工作 ， 首次从 海枣 曲酶 （ ｐｒｉｕ ｈｅｉｓ Ａｓｅｇｌｓ ｏｎｃ ） ｌ ｐ ｉ 中纯化 得 到 了 四种 木 聚糖 酶 ： Ｉ酶 Ⅱ、 Ⅲ和酶 酶 、 酶 Ⅳ， 并深人 研究 了活力较 高 的组 分酶 Ⅲ的酶学 性质 。
木聚糖酶和高分子量的酸 ｌ木聚糖酶 ， 生 但真菌一般 只产生低分子量的碱性木聚糖酶 。 对于不 同生物来 源的木聚糖酶 ， 分子量范围为 ８ ４ Ｄ 生长 ｐ —１５ ， ｋ Ｈ 范 围为 ｐ ｌ．， Ｈ ３ ０ 大多数酶反应 的最适 ｐ ５ Ｈ范围
为 ４～ ， 适 反应 温 度为 ４ ７最 ０—６ Ｏｃ ｃ。不 同木 聚糖 酶 的等 电点 的变化 范 围在 ｐ ０之 问 。 Ｈ３～１
表 １近年细菌木聚糖酶的研究
得菌体 ； 然后是产物表达期 ， 甘油耗尽后 ， 加入适量
甲醇诱 导产物 表达 。
Ｈ 等对 来 源 于 Ｔｉ ｏｅ ａｒ ｓｉ ｅ ｒ ｈｄｒ ｅ 编码 内切 ｃ ｍ ｅｅ
一 一
菌种
Ｂａ ｉｌｓｃｒｕｌｎ １ ｃｌｕ ｉｃ ａ ｓＤ Ｂａ ｉｕｓｐｕ ｉ Ｈ ｃｌ ｍ ｌ ＡＳ ｌ ｕｓ Ｂａ ｉ ｕ ｉ ｓ ｃＵｕｓｓ ｂｔｉ ｌ Ｂａ ｉｕｓｓ ｉｉ ＡＳ ｃｌ ｕｂｔ ｓ Ｈ ｌ ｌ Ｅｓ ｈ ｒｃ ａｃ ｌ Ｄ Ｈ ５ ｃ ｅ ｉｈｉ ｏｉ Ｂｃｌｕｓｓ ｔｌ ｉｌ ｕｂ ｉｓ ｉ
将木聚糖分解成低聚木糖 ， 而后者则作用于低聚木 糖 的末 端 ， 释放 出木 糖 。木 聚糖 酶 由功能 或非 功 能 结构域与连接区组成 ， 功能结构域又可进一步分为 催化结构域 和纤维素结合结构域。 木聚糖酶的催化 结构域决定酶 的水解特性 ，并作为该酶分类 的基 础， 非功能结构域主要是连接序列 。木聚糖酶广泛 存在于细菌 、 放线菌 、 真菌和酵母菌。目 前已经从微
留在产酶菌 株 的筛 选和驯化 、木 聚糖酶 的纯化 和理
酶可 以有效解除木聚糖的抗营养作用 ， 促进畜禽对 粗饲料的消化吸收 ；作为新型的纸浆漂 白助剂 ， 木 聚糖酶能降低漂 白用氯 ， 解决纸浆工业中的环境污
染问题 ； 聚糖酶水解植物 中的半纤维素 ， 木 形成 的
戊糖进一步用于生产木糖醇 、 酒精 、 有机酸等产品， 在可再生资源生物转化利用 中具有重要作用。
发 酵 方 式 液 态深 层 发 酵
酶 活 ８ ｍＬ ．Ｕ／ ４
１ 一木 聚糖 酶 的 Ｘ ｎ ， ４ ｙ２基 因在 毕 赤 酵 母 中表
达进行 了研究 ， 发现其发酵的重组木聚糖酶最适反 应温 度为 ６ Ｃ，Ｈ作 用范 围 为 ３ ８ ，Ｈ 为 ０。 ｐ ． ．ｐ ０— ０ ６ ． ０时，酶活达到最高。该重组木聚糖酶稳定性很 好， ５ ， ｉ后仍保留 ９％的活力。 ０℃ ３ ｍｎ ０ ４ Ｒ ａｇ ｋ ｕｎｌ 等对一株重组毕赤酵母进行研究 ， ｅ 发
３１ 菌 ．细
Ａ ｐ ｒｉｕ ｅ ｄ ｓ ｓ ｅｇ ｌｓｏ ｔ ｕ ｌ ｆ ｉ ＭＴＣ ４ ９ Ｃ ８ ８
Ｐｅ ｉｉ ｍ ａ ｅｃ ｎ ０ ０ ｎｃｍｕ ｃｎ ｓｅ ｓ１ －１ ｃ
固态发 酵 ２５ ｕ ｇ干物质 ） ３０ ／（
固态发酵 １００ ／（ ４０ Ｕ ｇ干物质 ）
系， 其中包括几个能降解木聚糖支链 的辅助酶。在 真菌发酵木聚糖酶方面 ， 霉菌和毕赤酵母应用最为
广泛。
３． ． １霉菌。霉菌具有许多表达木聚糖酶的基 ２ 因， 产酶水平高于酵母菌和细菌 ， 在木聚糖酶的发 酵方面应用最为广泛 。 目前用于表达木聚糖酶的霉
菌主要有黑 曲霉 （ ｓｅ ｉｕ ｎ ｅ）青霉菌 （ｅｉ Ａｐｒ ｌ ｓ ｉ ｒ、 ｇｌ ｇ Ｐｎ — ｃｌｍ ｃｎｓｅｓ、伯克霍尔德 氏菌 （ ｕｋｌ ｅ ａ ｉｕ ｅ ｎ） ｌ ｉ ａ ｃ Ｂ ｒｈ ｄｆ ｏｉ
现 其表 达 的 重组 木 聚糖 酶 最适 反 应 温度 为 ５ Ｃ， ５ｃ
固 态发 酵
液 态深 层 发 酵
７ ８ ｇ 千 物 质 ） ０ ７Ｕ／（
３ ９ ．５ ｍＬ １４ ２ Ｕ／
固态发 酵
液 态 深层 发 酵 液 态深 层 发 酵
８ ６ ｇ 干 物 质 ） ９ ４Ｕ／（
２２ ．Ｕ／ １２ ｍＬ ５ １８ ｍＬ ２ Ｕ／
３２真 菌 ．
比原木聚糖酶提高 了 ５℃，Ｈ作用范 围为 ３ ～ ｐ ． ６ ６ ， ． 并且在 ｐ ５ Ｈ５时具有最高酶活 （０ ７ ／ ｇ ， ８ ０ ｍ ）相 Ｕ 对部分商业酶， 该酶对米糠 和大豆粉纤维的体外消 化率分别提高 １ 和 ２ 倍。 ． ８ ． ４
通常细菌可产生两种木聚糖酶 ， 即低分子量的碱性
・
２ ・ ７
广东饲料 第 ２ 卷第 １ 期 Ｏ ０
２１ 年 １ 月 ０１ ０
表 ２ 近年霉菌木聚糖酶的研 究 菌株
Ａｓｅｇｌ ｉｅ ｐ ｒｉｕｓ ｇ ｒＸＹ一１ ｌ ｎ Ａｓ ｒｉＵ ｉｅ ＢＰ３ ６ ｐｅｇｌ Ｓ ｇｒＬ ２ ｌ ｎ Ａｓ ｒｉＵ ｉｅ Ｓ ｐｅｇＵ Ｓ ｇｒＳ ７ ｎ Ａｓｅｇｌ ｓｔｒｅ ｓ ＴＣＣ ６ ｐ ｒｉｕ ｅｒｕ ｌ Ｍ ８ ６１
固态发酵 １８５ ／（－ ８９ ｇ －￣ Ｕ Ｔ ）
Ｐｅ ｉｉｉｍ ａ ｅｃ ｎ ｎｃｌｕ ｃｎ ｓｅ ｓ ｌ Ｔｈ ｒ ｎ ｃ ｓａ ｕ ｉ ｏｕ ９ ｅｍｏ ｙ ｅ ｎ ｇｎ ｓｓ１ ５ ｌ Ｔｒｃ ｏ ｅｍａｈｒｉｎ ｍ Ｒ一２ ｉｈ ｄ ｒ ａｚａ ｕ ＫＳ Ｂｕｋ ｏｄ ｒａ叩 ． ｒｈ ｉｅｉ ＤＭ ＡＸ
以来 ， 已有 １０ ５ 多种来 自真菌和细菌 的木聚糖酶基
因被克 隆并 在大 肠杆 菌 中表达 。 我 国在木 聚糖酶方 面 的研 究起 步较 晚 ，但发 展
生物中分离 出许多不 同性质的木聚糖酶。 按照其氨
基酸序列的同源性 ， 木聚糖酶被归人多糖代谢酶类 的第 １ 、１ ０ １ 组。这两组木聚糖酶在作用方式 、 分子 量 、碱性和酸性氨基酸的比例等方面均有较大差 别。 根据酶的理化特性 ， 可分为两大类 ， 即分子量小 于 ３ Ｄ的木聚糖酶和分 子量大 于 ３ Ｄ的木聚 ０ ｋ ０ｋ 糖酶。 前者通常为碱性蛋白， 后者通常为酸 ｌ蛋 白。 生
固态发酵 ２３ ／（ ３５ ｇ干物质） Ｕ
固态发酵 １６ Ｕ ｍ ４ ／ Ｌ Ｉ
固态发酵 ５０ ｇ干物质） ６０ （ Ｕ／
大多数细菌属于体温型微生物 ， 适宜生长温度
３ ． 毕 赤酵 母 。毕赤 酵 母 （ｉ ｉ ｐｓ ｒ ） ．２ ２ Ｐｃ ａ ａｔ ｉ 能 ｈ ｏｓ
ｓ．、 ｐ）嗜热拟青酶（ａｃｏ ｙｅ ｔ ｍ ｐ ｉ ）里氏木 Ｐｅｉｍ ｃｓｈ ｏｈａ 、 ｌ ｅ ｌ
霉 （ｒ ｈｄｒ ｅｅ）绿 色 木霉 （ｒ ｈｄｒ ｉ— Ｔｉ ｏｅｍａｅｓｉ、 ｃ ｒ Ｔｉ ｏｅｍａ ｒ ｃ ｖｉ ｄｓ等 。近几 年 的研究 成果 见表 ２ ｅ） 。
木聚糖酶是一组 可将木聚糖降解成低聚糖和 木糖 的复合酶系。 一个木聚糖分子的完全酶解需要 酶系统 中不 同组分之间的协 同作用 ， 其中作用于主 链的酶有两种 ： — ， ／ １ 一内切木聚糖酶和 ／ ３ ４ ３ 一木糖
研究热点等方面进行了综述。
１木 聚糖 酶 的研究 近况
苷酶。 一般而言， 前者从主链 内部作用于木糖苷键 ，
国 外 对 木 聚 糖 酶 的 研 究 开 较 早 。 １５ ９ ５年 ，
Ｓｒ ｓｎ ｏｅ ｅ 就对动 物瘤 胃和土壤 中的木 聚糖酶进 行 ｎ 了研究。１９ 年 ， ９ ２ 国外就已实现了木聚糖酶的工业
化生 产 。目前 国际上研 究工作 主要集 中在 对微 生物 木 聚糖 酶 的诱 导 与 调节 机理 研究 ，以及 酶 的提 纯 、 鉴定 方 法 、 木聚 糖酶 基 因分 子 的克 隆和 表达 等 。 自 上世 纪 七 十 年代 末 开 展 木 聚 糖 酶 基 因 的研 究 工 作
在 ３ ４ ５ ０℃左右 ， 比一般真菌 （０～ ５℃ ） ２ ２ 要高 ， 所 以在细菌中更易于筛选到耐热性能好 的产酶菌
株。 并且 ， 菌属 于原核 生物 ， 细胞结 构及 基 因重 细 其
以甲醇为唯一碳源和能源生长 ，细胞 中醇氧化酶 （ Ｏ ） 甲醇利用途径中的第一个酶 ， Ａ Ｘ是 它催化甲醇
４１固 态发 酵 ．
丝状 真菌对木聚糖酶的分泌水平一般超过酵 母和细菌很多 ， 同时真菌中一般产生木聚糖降解酶
发酵方式
酶活
固态发酵 １６７ 干物质） ４３ ｕ／
固态发 酵 ３９ ／（ ０９Ｕ ｇ干物质 ） Ｉ 液态深层发酵 ２３ ２ Ｕ ｍ ９． ／ Ｌ ８Ｉ 固态发酵 １ ００ ／（ １ ０ ｇ干物质） ５ Ｕ
３ 木聚糖酶生产菌种 到 目前为止 ，产木聚糖酶的微生物有几十个 属， 一百多个种 ， 主要来源于细菌和真菌 。 研究者们 不 断 的 寻找 着 自然 界 中能高 效 表达 木 聚 糖酶 的菌 种， 并且利用基 因工程技术构建出新的菌株。
广东饲料 第 ２ 卷第 １ 期 ２ １ 年 ｌ 月 ０ ０ ０１ ０
微生 物发 酵 木聚糖 酶的 研 穷进展
周平发 王敏 崔细鹏 刘金 山 史宝军
（ 广东溢多利生物科技股份有限公司， 广东省饲料添加剂生物工程技术研究开发中心， 珠海 ５９６ ） １ ０ ０
【 中图分类号】８ ６７ Ｓ １ ． 【 文献标识码】 Ａ ［ 文章编－ １０ — ６ ３ ２ １ ）０ ０ ２ — ４ ￣］０ ５ ８ １ （０ １ １— ０ ７ ０
木聚糖酶（ｙ ｎ ｓ） ｘｌ ａ 是指可将木 聚糖降解成低 ａ ｅ 聚糖 和木 糖 的一 组 酶 的总称 ，主要 包括 外切 ／— ， ３１
４ 聚糖 酶 、 一木 内切 Ｊ一 ，一木 聚糖 酶和 Ｊ一木 聚糖 Ｂ １ ４ Ｂ
期 研究 工作 ， 首次从 海枣 曲酶 （ ｐｒｉｕ ｈｅｉｓ Ａｓｅｇｌｓ ｏｎｃ ） ｌ ｐ ｉ 中纯化 得 到 了 四种 木 聚糖 酶 ： Ｉ酶 Ⅱ、 Ⅲ和酶 酶 、 酶 Ⅳ， 并深人 研究 了活力较 高 的组 分酶 Ⅲ的酶学 性质 。
木聚糖酶和高分子量的酸 ｌ木聚糖酶 ， 生 但真菌一般 只产生低分子量的碱性木聚糖酶 。 对于不 同生物来 源的木聚糖酶 ， 分子量范围为 ８ ４ Ｄ 生长 ｐ —１５ ， ｋ Ｈ 范 围为 ｐ ｌ．， Ｈ ３ ０ 大多数酶反应 的最适 ｐ ５ Ｈ范围
为 ４～ ， 适 反应 温 度为 ４ ７最 ０—６ Ｏｃ ｃ。不 同木 聚糖 酶 的等 电点 的变化 范 围在 ｐ ０之 问 。 Ｈ３～１
表 １近年细菌木聚糖酶的研究
得菌体 ； 然后是产物表达期 ， 甘油耗尽后 ， 加入适量
甲醇诱 导产物 表达 。
Ｈ 等对 来 源 于 Ｔｉ ｏｅ ａｒ ｓｉ ｅ ｒ ｈｄｒ ｅ 编码 内切 ｃ ｍ ｅｅ
一 一
菌种
Ｂａ ｉｌｓｃｒｕｌｎ １ ｃｌｕ ｉｃ ａ ｓＤ Ｂａ ｉｕｓｐｕ ｉ Ｈ ｃｌ ｍ ｌ ＡＳ ｌ ｕｓ Ｂａ ｉ ｕ ｉ ｓ ｃＵｕｓｓ ｂｔｉ ｌ Ｂａ ｉｕｓｓ ｉｉ ＡＳ ｃｌ ｕｂｔ ｓ Ｈ ｌ ｌ Ｅｓ ｈ ｒｃ ａｃ ｌ Ｄ Ｈ ５ ｃ ｅ ｉｈｉ ｏｉ Ｂｃｌｕｓｓ ｔｌ ｉｌ ｕｂ ｉｓ ｉ
将木聚糖分解成低聚木糖 ， 而后者则作用于低聚木 糖 的末 端 ， 释放 出木 糖 。木 聚糖 酶 由功能 或非 功 能 结构域与连接区组成 ， 功能结构域又可进一步分为 催化结构域 和纤维素结合结构域。 木聚糖酶的催化 结构域决定酶 的水解特性 ，并作为该酶分类 的基 础， 非功能结构域主要是连接序列 。木聚糖酶广泛 存在于细菌 、 放线菌 、 真菌和酵母菌。目 前已经从微
留在产酶菌 株 的筛 选和驯化 、木 聚糖酶 的纯化 和理
酶可 以有效解除木聚糖的抗营养作用 ， 促进畜禽对 粗饲料的消化吸收 ；作为新型的纸浆漂 白助剂 ， 木 聚糖酶能降低漂 白用氯 ， 解决纸浆工业中的环境污
染问题 ； 聚糖酶水解植物 中的半纤维素 ， 木 形成 的
戊糖进一步用于生产木糖醇 、 酒精 、 有机酸等产品， 在可再生资源生物转化利用 中具有重要作用。
发 酵 方 式 液 态深 层 发 酵
酶 活 ８ ｍＬ ．Ｕ／ ４
１ 一木 聚糖 酶 的 Ｘ ｎ ， ４ ｙ２基 因在 毕 赤 酵 母 中表
达进行 了研究 ， 发现其发酵的重组木聚糖酶最适反 应温 度为 ６ Ｃ，Ｈ作 用范 围 为 ３ ８ ，Ｈ 为 ０。 ｐ ． ．ｐ ０— ０ ６ ． ０时，酶活达到最高。该重组木聚糖酶稳定性很 好， ５ ， ｉ后仍保留 ９％的活力。 ０℃ ３ ｍｎ ０ ４ Ｒ ａｇ ｋ ｕｎｌ 等对一株重组毕赤酵母进行研究 ， ｅ 发
３１ 菌 ．细
Ａ ｐ ｒｉｕ ｅ ｄ ｓ ｓ ｅｇ ｌｓｏ ｔ ｕ ｌ ｆ ｉ ＭＴＣ ４ ９ Ｃ ８ ８
Ｐｅ ｉｉ ｍ ａ ｅｃ ｎ ０ ０ ｎｃｍｕ ｃｎ ｓｅ ｓ１ －１ ｃ
固态发 酵 ２５ ｕ ｇ干物质 ） ３０ ／（
固态发酵 １００ ／（ ４０ Ｕ ｇ干物质 ）
系， 其中包括几个能降解木聚糖支链 的辅助酶。在 真菌发酵木聚糖酶方面 ， 霉菌和毕赤酵母应用最为
广泛。
３． ． １霉菌。霉菌具有许多表达木聚糖酶的基 ２ 因， 产酶水平高于酵母菌和细菌 ， 在木聚糖酶的发 酵方面应用最为广泛 。 目前用于表达木聚糖酶的霉
菌主要有黑 曲霉 （ ｓｅ ｉｕ ｎ ｅ）青霉菌 （ｅｉ Ａｐｒ ｌ ｓ ｉ ｒ、 ｇｌ ｇ Ｐｎ — ｃｌｍ ｃｎｓｅｓ、伯克霍尔德 氏菌 （ ｕｋｌ ｅ ａ ｉｕ ｅ ｎ） ｌ ｉ ａ ｃ Ｂ ｒｈ ｄｆ ｏｉ
现 其表 达 的 重组 木 聚糖 酶 最适 反 应 温度 为 ５ Ｃ， ５ｃ
固 态发 酵
液 态深 层 发 酵
７ ８ ｇ 千 物 质 ） ０ ７Ｕ／（
３ ９ ．５ ｍＬ １４ ２ Ｕ／
固态发 酵
液 态 深层 发 酵 液 态深 层 发 酵
８ ６ ｇ 干 物 质 ） ９ ４Ｕ／（
２２ ．Ｕ／ １２ ｍＬ ５ １８ ｍＬ ２ Ｕ／
３２真 菌 ．
比原木聚糖酶提高 了 ５℃，Ｈ作用范 围为 ３ ～ ｐ ． ６ ６ ， ． 并且在 ｐ ５ Ｈ５时具有最高酶活 （０ ７ ／ ｇ ， ８ ０ ｍ ）相 Ｕ 对部分商业酶， 该酶对米糠 和大豆粉纤维的体外消 化率分别提高 １ 和 ２ 倍。 ． ８ ． ４
通常细菌可产生两种木聚糖酶 ， 即低分子量的碱性
・
２ ・ ７
广东饲料 第 ２ 卷第 １ 期 Ｏ ０
２１ 年 １ 月 ０１ ０
表 ２ 近年霉菌木聚糖酶的研 究 菌株
Ａｓｅｇｌ ｉｅ ｐ ｒｉｕｓ ｇ ｒＸＹ一１ ｌ ｎ Ａｓ ｒｉＵ ｉｅ ＢＰ３ ６ ｐｅｇｌ Ｓ ｇｒＬ ２ ｌ ｎ Ａｓ ｒｉＵ ｉｅ Ｓ ｐｅｇＵ Ｓ ｇｒＳ ７ ｎ Ａｓｅｇｌ ｓｔｒｅ ｓ ＴＣＣ ６ ｐ ｒｉｕ ｅｒｕ ｌ Ｍ ８ ６１
固态发酵 １８５ ／（－ ８９ ｇ －￣ Ｕ Ｔ ）
Ｐｅ ｉｉｉｍ ａ ｅｃ ｎ ｎｃｌｕ ｃｎ ｓｅ ｓ ｌ Ｔｈ ｒ ｎ ｃ ｓａ ｕ ｉ ｏｕ ９ ｅｍｏ ｙ ｅ ｎ ｇｎ ｓｓ１ ５ ｌ Ｔｒｃ ｏ ｅｍａｈｒｉｎ ｍ Ｒ一２ ｉｈ ｄ ｒ ａｚａ ｕ ＫＳ Ｂｕｋ ｏｄ ｒａ叩 ． ｒｈ ｉｅｉ ＤＭ ＡＸ
以来 ， 已有 １０ ５ 多种来 自真菌和细菌 的木聚糖酶基
因被克 隆并 在大 肠杆 菌 中表达 。 我 国在木 聚糖酶方 面 的研 究起 步较 晚 ，但发 展
生物中分离 出许多不 同性质的木聚糖酶。 按照其氨
基酸序列的同源性 ， 木聚糖酶被归人多糖代谢酶类 的第 １ 、１ ０ １ 组。这两组木聚糖酶在作用方式 、 分子 量 、碱性和酸性氨基酸的比例等方面均有较大差 别。 根据酶的理化特性 ， 可分为两大类 ， 即分子量小 于 ３ Ｄ的木聚糖酶和分 子量大 于 ３ Ｄ的木聚 ０ ｋ ０ｋ 糖酶。 前者通常为碱性蛋白， 后者通常为酸 ｌ蛋 白。 生
固态发酵 ２３ ／（ ３５ ｇ干物质） Ｕ
固态发酵 １６ Ｕ ｍ ４ ／ Ｌ Ｉ
固态发酵 ５０ ｇ干物质） ６０ （ Ｕ／
大多数细菌属于体温型微生物 ， 适宜生长温度
３ ． 毕 赤酵 母 。毕赤 酵 母 （ｉ ｉ ｐｓ ｒ ） ．２ ２ Ｐｃ ａ ａｔ ｉ 能 ｈ ｏｓ
ｓ．、 ｐ）嗜热拟青酶（ａｃｏ ｙｅ ｔ ｍ ｐ ｉ ）里氏木 Ｐｅｉｍ ｃｓｈ ｏｈａ 、 ｌ ｅ ｌ
霉 （ｒ ｈｄｒ ｅｅ）绿 色 木霉 （ｒ ｈｄｒ ｉ— Ｔｉ ｏｅｍａｅｓｉ、 ｃ ｒ Ｔｉ ｏｅｍａ ｒ ｃ ｖｉ ｄｓ等 。近几 年 的研究 成果 见表 ２ ｅ） 。
木聚糖酶是一组 可将木聚糖降解成低聚糖和 木糖 的复合酶系。 一个木聚糖分子的完全酶解需要 酶系统 中不 同组分之间的协 同作用 ， 其中作用于主 链的酶有两种 ： — ， ／ １ 一内切木聚糖酶和 ／ ３ ４ ３ 一木糖
研究热点等方面进行了综述。
１木 聚糖 酶 的研究 近况
苷酶。 一般而言， 前者从主链 内部作用于木糖苷键 ，
国 外 对 木 聚 糖 酶 的 研 究 开 较 早 。 １５ ９ ５年 ，
Ｓｒ ｓｎ ｏｅ ｅ 就对动 物瘤 胃和土壤 中的木 聚糖酶进 行 ｎ 了研究。１９ 年 ， ９ ２ 国外就已实现了木聚糖酶的工业
化生 产 。目前 国际上研 究工作 主要集 中在 对微 生物 木 聚糖 酶 的诱 导 与 调节 机理 研究 ，以及 酶 的提 纯 、 鉴定 方 法 、 木聚 糖酶 基 因分 子 的克 隆和 表达 等 。 自 上世 纪 七 十 年代 末 开 展 木 聚 糖 酶 基 因 的研 究 工 作
在 ３ ４ ５ ０℃左右 ， 比一般真菌 （０～ ５℃ ） ２ ２ 要高 ， 所 以在细菌中更易于筛选到耐热性能好 的产酶菌
株。 并且 ， 菌属 于原核 生物 ， 细胞结 构及 基 因重 细 其
以甲醇为唯一碳源和能源生长 ，细胞 中醇氧化酶 （ Ｏ ） 甲醇利用途径中的第一个酶 ， Ａ Ｘ是 它催化甲醇