木聚糖酶:降解木聚糖的酶-中文百科頻道

簡介

木聚糖酶可從動物、植物和微生物中獲得，目前木聚糖酶的生産主要依靠真菌、細菌等微生物的發酵。木聚糖酶水解木聚糖，是以随機方式作用于木聚糖主鍊，使之降解為低聚木糖及木糖。

木聚糖的催化機制主要為雙替位機制(DoubledisplacemeChemicalbookntmechanism)，也有極少數的木聚糖酶執行單替位機制(Singledisplacementmechanism)。木聚糖酶是一種可将木聚糖降解成低聚木糖和木糖的多組分複合酶系，在半纖維多聚糖資源的利用以及工業應用方面有巨大潛力。

理化性質

不同來源的木聚糖酶其組成和催化性質各不相同，但它們的理化性質有相似之處。大多數微生物木聚糖酶為單亞基蛋白，分子質量8～145ku，等電點pI值3～10，最适作用溫度為40～75℃。細菌、真菌産木聚糖酶的最适溫度範圍是40～60℃，真菌木聚糖酶的耐熱性通常比細菌木聚糖酶的差一些。嗜溫性細菌産的木聚糖酶能在105～110℃，pH值5.3下具有最佳活力。

根據酶的理化特性，可分為兩大類，即分子量小于30ku的酶和分子量大于30ku的酶，前者通常為堿性蛋白，後者通常為酸性蛋白。一般情況下，細菌可産生兩種木聚糖酶，即低分子量的堿性木聚糖酶和高分子量的酸性木聚糖酶，而真菌中沒有這種現象，産生低分子量的堿性木聚糖酶。

來源

木聚糖的結構複雜，在主鍊上常常連有種類不一的支鍊。因而要降解利用木聚糖，亦需要相應的各種酶的作用。木聚糖酶廣義上說是一種多聚複合酶，是能降解木聚糖的一類酶的總稱。

它在自然界中來源極為廣泛，存在于細菌、真菌、蝸牛、甲殼動物、反刍動物、海洋藻類、陸地植物組織等。被報道的産木聚糖酶的微生物有木黴、曲黴、青黴、鍊黴菌、細菌等，其中被研究較多的是木黴、曲黴、細菌所産生的木聚糖酶，且不同來源的木聚糖酶它們的酶學性質也有所差異。

制備方法

聚糖酶的純化技術與純度是決定其生産成本及市場競争力的重要因素。在傳統工藝中，微生物産木聚糖酶大部分是通過色譜法得到純化。雖然色譜法具有較高的分辨率，但多步純化耗時、回收率低，不适合高純度木聚糖酶的産業化生産

。目前，研究者在研究基于雙水相純化技術(AqueousTwo-Phase，ATPS)的衍生技術、三相分離體系(Three-phasChemicalbookepartitioning，TPP)和擴張床吸附技術(Expandedbedadsorption，EBD)。

通過TPP純化Aspergillusniger木聚糖酶，活性回收率達60%，純化倍數達95倍。用擴張床吸附技術純化木聚糖酶，雖然最大隻有21.8%的活性回收率和30倍純化，但該技術有經濟、省時、木聚糖酶發酵液不需沉澱澄清等優點。

應用領域

1、木聚糖酶在造紙中的應用制漿和造紙工業中常常用氯來進行漂白，将對環境造成一定的破壞。而木材半纖維素主鍊中的兩種基本成分是木聚糖和葡甘露聚糖，木聚糖酶能夠水解木聚糖，它能增強紙漿纖維的多孔性，有利化學藥品的滲透，從而提高木質素的提取率，用少量的氯來達到漂白效果。

2、木聚糖酶在飼料中的應用在谷物細胞壁中含有阿拉伯木聚糖等抗營養因子，從而會影響家禽對營養的吸收。木聚糖酶伴随着葡聚糖酶、果膠酶、纖維素酶、蛋白酶、澱粉酶、植酸酶等運用于動物飼料中，這些酶能夠破壞阿拉伯木聚糖等抗營養因子的完整性，從而減小原材料的粘度，促進動物對飼料營養物質的消化吸收。

3、木聚糖酶在食品工業中的應用木聚糖酶已廣泛的被用在面包加工制作業上，木聚糖酶能作用于水不溶性的木聚糖主幹，釋放出水溶性的阿拉伯木聚糖，降低水不溶性木聚糖的分子量，提高面包的烘焙質量。阿拉伯木聚糖的廣泛水解所引起的水在面筋及澱粉的分配，使得面團更加柔軟且更有粘性。小麥中的木聚糖會影響面團的流變學特性和面制品的品質，而木聚糖酶能夠有效的改變生面團的流變性質。