cellulase

定义：水解纤维素中β-1,4-糖苷键的酶。

学科：微生物学_微生物生理生化

相关名词：生物质 纤维素 葡萄糖

图片来源：视觉中国

【延伸阅读】

纤维素来源广泛，是一种重要的可再生资源，利用好这一丰富的可再生生物资源可能解决当今地球上面临的环境、能源和食品等多方面的危机。纤维素酶对于纤维素资源的利用具有重要意义，使用纤维素酶降解是目前利用纤维素资源的研究热点。

纤维素酶广泛存在于植物、动物和微生物中，但目前被应用到实际生产中的酶仍主要来源于微生物，包括真菌和细菌。纤维素酶是一种包含多种水解酶的酶系，主要包括如下三种作用各异的酶组分：

1.内切葡萄糖苷酶：能随机水解β-1,4糖苷键，将长链的纤维素分子截断，主要产物为纤维寡糖和纤维二糖。

2.外切葡萄糖苷酶：在纤维素降解中起主要作用，作用于纤维素分子末端，水解β-1,4糖苷键，每次切下一个纤维二糖单位，又称为纤维二糖水解酶。

3.β-葡萄糖苷酶：主要将纤维二糖继续水解为葡萄糖。

纤维素酶在工业生产中具有重要的利用价值。在食品工业中，纤维素酶降解植物细胞壁中的纤维素，在果蔬加工、食品发酵等方面具有显著的应用价值；在饲料工业中，添加纤维素酶可以提高青贮饲料的营养价值；在医药领域，通过纤维素酶降解中草药植物的细胞壁，可以更有效地提取其活性成分；在能源领域，纤维素酶作用于生物质可产出再生氢和生物乙醇，替代化石能源改善环境。

在不同的行业中寻找更环保的能源以及更环保的技术，重新激发了人们对纤维素酶的兴趣。然而，酶的成本被认为是其广泛商业化的主要障碍。与传统的化学技术相比，微生物生产酶具有巨大的优势，因为它们可以通过既定的发酵技术大量生产。纤维素酶产量取决于多种因素，如培养基成分、接种量、pH值、温度、诱导剂和通气量等。

纤维素酶生产的未来挑战包括纤维素预处理技术，具有高效益的纤维素酶生产工艺，以及提高酶性能、工艺耐受性和热稳定性的生物开发策略。

（延伸阅读作者：东北师范大学生命科学学院 原野博士）

责任编辑：张鹏辉