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商品描述：

商品屬性

纖維素酶

中文名稱：纖維素酶；綠色木霉

英文名稱： Cellulase from trichoderma viride

分子式： C12H22O11 NULL

分子量： 15000

CAS編號(hào)： 9012-54-8

質(zhì)檢信息

質(zhì)檢項(xiàng)目指標(biāo)值

酶活力/(U/g) ≥15000.0

密度 1.2 g/mL at 25 °C

基本信息

纖維素酶（β-1,4-葡聚糖-4-葡聚糖水解酶）是降解纖維素生成葡萄糖的一組酶的總稱，灰白色無(wú)定形粉末，它不是單體酶，而是起協(xié)同作用的多組分酶系，是一種復(fù)合酶，黃褐色冷凍干燥粉末。一種催化纖維素分子使其水解為低聚纖維素和糖的酶。溶于水。能作用于纖維素中的1,4βD葡萄糖苷鍵。最適pH 4.2～5.2，視底物不同而異。最適溫度范圍40～60℃。激活劑有氟化鈉、鎂、氯化鈷、鎘、磷酸鈣和中性鹽類。抑制劑有纖維二糖、葡萄糖和甲基纖.溶于水，幾乎不溶于乙醇、氯仿和乙醚。對(duì)熱較穩(wěn)定，即使在100℃下保持10min，仍可保持原活性的20%。一般最適作用溫度為50～60℃，最適Ph值4.5～5.5。由黑曲霉及李氏木霉提取的產(chǎn)品ADI不作特殊規(guī)定，由青霉制得ADI未作規(guī)定(FAO/WHO，1994)。

纖維素酶廣泛存在于自然界的生物體中。細(xì)菌、真菌、動(dòng)物體內(nèi)等都能產(chǎn)生纖維素酶。一般用于生產(chǎn)的纖維素酶來(lái)自于真菌，比較典型的有木霉屬(Trichoderma)、曲霉屬(Aspergillus)和青霉屬(Penicillium)。纖維素酶種類繁多，來(lái)源很廣。不同來(lái)源的纖維素酶其結(jié)構(gòu)和功能相差很大。由于真菌纖維素酶產(chǎn)量高、活性大，故在畜牧業(yè)和飼料工業(yè)中應(yīng)用的纖維素酶主要是真菌纖維素酶。

纖維素酶是一種能水解纖維素的酶制劑，是降解維生素生成葡萄糖的一組酶的總稱。在分解維生素的時(shí)候，可以起到生物催化的作用。是可以將維生素分解成寡糖或單糖的蛋白質(zhì)。纖維素酶不是單酶，而是起協(xié)同作用的多組分酶系，是一種復(fù)合酶，由于纖維素酶難以提純，實(shí)際應(yīng)用時(shí)一般還含有半纖維素酶和其他相關(guān)的酶，如淀粉酶(amylase)、蛋白酶(Protease)等。主要由外切β-葡聚糖酶、內(nèi)切β-葡聚糖酶和β-葡萄糖苷酶等組成，還有很高活力的木聚糖酶。具體如下：

1、葡聚糖內(nèi)切酶：能在纖維素酶分子內(nèi)部任意斷裂β-1，4糖苷鍵。

2、葡聚糖外切酶或纖維二糖酶：能從纖維分子的非還原端依次裂解β-1，4糖苷鍵釋放出纖維二糖分子。

3、β-葡萄糖苷酶:能將纖維二糖及其他低分子纖維糊精分解為葡萄糖。

纖維素酶與半纖維素酶的區(qū)別

植物纖維大都包含纖維素、半纖維素，那纖維素與半纖維素有什么區(qū)別。纖維素與半纖維素共同存在于大多數(shù)植物細(xì)胞壁中，主要組成成分是植物纖維素，植物纖維素主要有木質(zhì)素、纖維素和半纖維素組成。

纖維素和半纖維素構(gòu)成成分不同。纖維素是由葡萄糖組成的大分子多糖。不溶于水及一般有機(jī)溶劑。是植物細(xì)胞壁的主要成分。纖維素是自然界中分布最廣、含量最多的一種多糖，占植物界碳含量的50%以上。半纖維素是一種雜聚多糖聚合而成，一般含有幾種由兩或三種糖基構(gòu)成的半纖維素，構(gòu)成半纖維素的糖基主要有D-木糖、D-甘露糖、D－葡萄糖、D-半乳糖、L-阿拉伯糖、4-氧甲基-D-葡萄糖醛酸及少量L-鼠李糖、L-巖藻糖等。

纖維素和半纖維素的分子量也不同。纖維素大約含有7000到15000個(gè)單糖單位。而半纖維素大約含有500到3000個(gè)單糖單位，半纖維素比纖維素的分子要小。

纖維素和半纖維素構(gòu)的親水性不同。半纖維素具有親水性能，可以造成細(xì)胞壁的潤(rùn)脹，賦予纖維彈性。而纖維素則沒(méi)有此特性。

纖維素酶是種復(fù)合酶類，分別由內(nèi)切型葡聚糖酶、外切型葡聚糖酶、纖維二糖酶三種水解酶組成，可以將纖維素水解為葡糖糖和多糖類物質(zhì)。半纖維素酶主要包含木聚糖酶、葡聚糖酶、甘露聚糖酶等酶，可以把半纖維素分解為小分子多糖或者單糖。

纖維素酶的來(lái)源非常廣泛，昆蟲(chóng)、軟體動(dòng)物、原生動(dòng)物、細(xì)菌、放線菌、真菌等都能產(chǎn)生纖維素酶。

1. 細(xì)菌:細(xì)菌產(chǎn)生纖維素酶的量較低，主要是EG，大多數(shù)對(duì)結(jié)晶纖維素沒(méi)有活性，而且所產(chǎn)生的酶是胞內(nèi)酶或吸附在細(xì)菌壁上，很少能分泌到細(xì)胞外，增加了提取純化的困難，在工業(yè)上實(shí)際很少采用。目前研究較多的是纖維素粘菌屬、生孢纖維粘菌屬和纖維桿菌屬。

2. 放線菌:對(duì)放線菌的研究很少。分枝桿菌和原放線菌幾乎不產(chǎn)纖維素酶或產(chǎn)量極低，產(chǎn)量稍高的主要是黑紅旋絲放線菌、玫瑰色放線菌、纖維放線菌和白玫瑰放線菌。

3. 真菌:目前用于生產(chǎn)纖維素酶的微生物大多屬于真菌，研究較多的有木霉屬、曲霉屬、根霉屬和漆斑霉菌。它們能產(chǎn)生大量的纖維素酶，其中尤以木霉屬的產(chǎn)量居多。李氏木霉和綠色木霉等是木霉屬中酶活性較高的菌種。真菌產(chǎn)生三類纖維素酶，能分泌到菌體，一般不聚集形成多酶復(fù)合體，但相互發(fā)生強(qiáng)烈的協(xié)同作用。目前已制成制劑的有綠色木霉、黑曲霉、鐮刀霉，以及擬青霉和斜臥青霉等纖維素酶。

4. 酵母:由于纖維素酶工業(yè)化生產(chǎn)的需要，要求提高酶的產(chǎn)量、外分泌性和耐熱性。近來(lái)對(duì)纖維素酶基因克隆研究較多。雖然幾乎所有已克隆的基因都能在大腸桿菌中表達(dá)，但由于提取困難和表達(dá)水平低，目前將基因表達(dá)方面的研究轉(zhuǎn)向于真核表達(dá)系統(tǒng)，目前應(yīng)用較多的是酵母表達(dá)系統(tǒng)。酵母不產(chǎn)生毒素，用其表達(dá)纖維素酶基因，其產(chǎn)物高度糖基化，經(jīng)正確加工修飾后可直接分泌至培養(yǎng)基，表達(dá)水平高。如酵母表達(dá)的CHBⅡ、EGⅠ的產(chǎn)量可達(dá)100mg/L以上，并具有正常的生物學(xué)活性。

纖維素酶包括多種水解酶，是一類復(fù)合酶類，一般將纖維素酶分為三類：

1. 內(nèi)切葡聚糖酶(endoglucanase)，又稱內(nèi)-(1→4)-β-D-葡聚糖酶、內(nèi)纖維素酶或(1→4) -β-D-葡聚糖-1，4-葡聚糖水解酶(EC 3.2.1.4)，它可催化纖維素?zé)o定形區(qū)內(nèi)或微纖絲表面上(1→4)-β-D-葡聚糖鏈內(nèi)的任何位點(diǎn)。

2. 外切葡聚糖酶，又稱外(1→4)-β-D-葡聚糖酶、外纖維素酶或(1→4)-β-D-葡聚糖纖維二糖水解酶(EC 3.2.1.91)，可從β-D-葡聚糖鏈的非還原性末端上酶解釋放纖維二糖(有時(shí)還有少量葡萄糖)。

3. β-葡糖苷酶，又稱纖維二糖酶或β-D-葡糖苷葡糖水解酶(EC 3.2.1.21)，可水解纖維二糖和水溶性纖維糊精為葡萄糖。

許多纖維素分解菌會(huì)產(chǎn)生多種同工酶。能降解纖維素的生物主要是大量真菌、部分細(xì)菌和少數(shù)原生動(dòng)物，但其降解活力取決于纖維素的聚合和結(jié)晶度以及與半纖維素和木質(zhì)素的結(jié)合程度。結(jié)晶纖維素對(duì)纖維素酶的降解呈高度抗性，在微纖絲中的多數(shù)葡聚糖鏈?zhǔn)抢w維素酶不能進(jìn)入的，且任何被內(nèi)葡聚糖酶裂解后的氫鍵由于葡聚糖鏈的穩(wěn)定傾向而極易重新形成。結(jié)晶纖維素的降解須由內(nèi)切葡聚糖酶和外切葡聚糖酶兩者的協(xié)同作用。外切葡聚糖酶因易從由內(nèi)切葡聚糖酶作用而形成的新創(chuàng)造的末端中移除纖維二糖，因而可防止糖苷鍵的重新形成。這兩種酶相互起著連貫和協(xié)調(diào)作用，但它們都受纖維二糖抑制，β-葡聚糖苷酶的作用通常是纖維素降解中的限速步驟。纖維素酶是一類誘導(dǎo)酶，并受分解代謝產(chǎn)物的阻遏。槐糖是纖維素酶的優(yōu)良天然誘導(dǎo)物。阻遏物包括葡萄糖和其他易被利用的基質(zhì)。依據(jù)濃度的不同，纖維二糖既可作誘導(dǎo)物也可作阻遏物。

產(chǎn)品用途：

纖維素酶現(xiàn)在已廣泛地應(yīng)用于紡織、日用化工、造紙、食品發(fā)酵、工業(yè)洗滌、煙草、石油開(kāi)采、廢水處理及飼料等各個(gè)領(lǐng)域，生化研究，植物細(xì)胞雜交研究，催化水解纖維素分子為低聚纖維素和糖：

1、纖維素酶在提高纖維素、半纖維素分解的同時(shí)，可促進(jìn)植物細(xì)胞壁的溶解使更多的植物細(xì)胞內(nèi)溶物溶解出來(lái)并能將不易消化的大分子多糖、蛋白質(zhì)和脂類降解成小分子物質(zhì)有利于動(dòng)物胃腸道的消化吸收。

2、消除抗?fàn)I養(yǎng)因子，促進(jìn)生物健康生長(zhǎng)。半纖維素和果膠部分溶于水后會(huì)產(chǎn)生粘性溶液，增加消化物的粘度，對(duì)內(nèi)源酶造成障礙，而添加纖維素酶可降低粘度，增加內(nèi)源酶的擴(kuò)散，提高酶與養(yǎng)分接觸面積，促進(jìn)飼料的良好消化。

3、纖維素酶制劑可激活內(nèi)源酶的分泌，補(bǔ)充內(nèi)源酶的不足，并對(duì)內(nèi)源酶進(jìn)行調(diào)整，保證動(dòng)物正常的消化吸收功能，起到防病，促生長(zhǎng)的作用。

4、纖維素酶制劑本身是一種由蛋白酶、淀粉酶、果膠酶和纖維素酶等組成的多酶復(fù)合物，在這種多酶復(fù)合體系中一種酶的產(chǎn)物可以成為另一種酶的底物，從而使消化道內(nèi)的消化作用得以順利進(jìn)行。

纖維素酶在使用過(guò)程中，盡量避免重金屬離子和氧化劑的抑制及破壞作用，同時(shí)為了酶活的穩(wěn)定性，要在防潮、避光、密封、低溫環(huán)境下保存，防址的失活，從而影響使用。

纖維素酶在洗滌劑工業(yè)中的應(yīng)用

纖維織物，特別是棉纖維織物，經(jīng)過(guò)穿用和多次洗滌之后，往往會(huì)出現(xiàn)很多微纖維的絨毛。這些絨毛同玷污在衣物上的有機(jī)、無(wú)機(jī)污漬一起纏繞成許多小球，結(jié)果使衣物表面變得灰暗，板結(jié)。為解決這一問(wèn)題，早在1970年國(guó)外專利中就提出了用纖維酶來(lái)消除這些微纖維的想法，但這個(gè)想法久久未能變成現(xiàn)實(shí)。直到1985年，采用腐殖根霉發(fā)酵的方法，制得了世界上第一個(gè)洗滌劑用的纖維素酶，其商品命名為Cellulase。1987年又推出了一種細(xì)菌纖維素酶，并成功地用于Attack洗衣粉。從此，纖維素酶也就正式加入了洗滌劑酶的行列?，F(xiàn)在，纖維素酶在洗滌劑中的應(yīng)用還不算太普及，但一些大公司的名牌產(chǎn)品已在采用，如美國(guó)P&G公司的一些洗衣粉中，就含有了這種纖維素酶。

纖維素酶與其他洗滌劑酶的作用機(jī)理不同，它不是直接催化污漬中的某種物質(zhì)分解，使其變?yōu)橄礈焖扇芙獾奈镔|(zhì)而達(dá)到洗凈的目的，而是由纖維素酶對(duì)織物上的微纖維作用，達(dá)到整理、翻新織物的目的。因?yàn)樘烊焕w維，特別是棉纖維，是由葡萄糖構(gòu)成的高分子物質(zhì)。分子中的糖僅以β-1，4-葡萄糖方式聯(lián)結(jié)，形成一個(gè)直線型的大分子。這種分子集結(jié)成束，就稱為原纖維，很多原纖維的集結(jié)，就成為微纖維。在正常情況下，纖維是以晶體方式排列，所以它的表面光滑，柔軟，外觀光亮。但經(jīng)穿著、摩擦和反復(fù)洗滌之后，一些微纖維就會(huì)脫離其結(jié)晶區(qū)域，在纖維表面或纖維之間形成很多微纖維。這些微纖維相互纏繞成絨球后，不僅因裹入的污物使衣物變臟，而且由于光在小球上發(fā)生了散射，不論單色或彩色衣物都顯得灰暗。若要從衣物上去掉這些絨球，那么就需要選擇適當(dāng)?shù)睦w維素酶，才可很好地完成這一任務(wù)。也就是說(shuō)，必須選用符合下述條件的酶，才可在洗滌劑中應(yīng)用。

纖維素酶在中藥提取中的使用方法

1、將植物充分破碎后，進(jìn)行3-12小時(shí)的潤(rùn)水，以便利于浸提，潤(rùn)水時(shí)間視植物的破碎程度來(lái)確定。一般而言，植物破碎度越高，作用效果越明顯。

2、水浴的溫度在15℃至62℃之間有效，最佳溫度為50℃，水解時(shí)間6-8小進(jìn)低于50℃時(shí)，需延長(zhǎng)作用時(shí)間，在常溫下10-24小時(shí)，一般能達(dá)到效果，如要縮短時(shí)間則需加量使用。

3、調(diào)整水浴的PH值，可使用符合相關(guān)等級(jí)的酸（如草酸、乙酸、檸檬酸等）調(diào)整，PH有效范圍為4.0-5.0，最PH佳值為4.8。

4、確定酶的添加量，以中藥提取專用酶為例（含纖維素酶的復(fù)合酶），以陸地植物的花、葉、果為底物時(shí)制劑加量為底物重量的1-3%。以陸地植物的根、莖為底物時(shí)，制劑加量為底物的3-6%。以海洋植物為底物時(shí)，制劑加量為底物的6-8%。(如植物是以堅(jiān)硬根\莖為主，建議從1%的添加量來(lái)添加應(yīng)用，從而確定最佳添加量。

5、調(diào)整好水浴的溫度、PH值、將添加量計(jì)算好的中藥提取專用酶倒入水浴中，充分?jǐn)噭蚣纯?。適當(dāng)?shù)財(cái)噭?dòng)水浴有利于酶的水解效果，若每5分鐘充分?jǐn)噭?dòng)一次，可縮短1/2的處理時(shí)間。

纖維素酶生產(chǎn)方法

1.以綠色木酶菌種為原料，發(fā)酵后硫酸銨分級(jí)沉淀、精制得產(chǎn)品。

2.一般用黑曲霉(Aspergillus niger)或李氏木霉菌(Trichoderma reesei；T. longibrachiatum)進(jìn)行培養(yǎng)，然后將發(fā)酵液用鹽析法使之沉淀并精制而成。由此所制得的商品中除纖維素酶外，尚含有半纖維素酶、果膠酶、蛋白酶、脂酶、木聚糖酶、纖維二糖酶和淀粉葡糖苷酶。

3.一般用黑曲霉或李氏木霉菌進(jìn)行培養(yǎng)，然后將發(fā)酵液用鹽析法使之沉淀并精制而成。由此所制得的商品中除纖維素酶外，尚含有半纖維素酶、果膠酶、蛋白酶、脂酶、木聚糖酶、纖維二糖酶和淀粉葡萄苷酶。

4.一般用黑曲霉或李氏木霉進(jìn)行培養(yǎng)，再將發(fā)酵液用鹽析法使之沉淀并精制而成。由此所制得的商品中除纖維素酶外，尚含有纖維素酶、果膠酶、蛋白酶、脂酶、木聚糖酶、纖維二糖酶和淀粉葡糖苷酶。