木聚糖酶项目调查报告.doc

木聚糖酶项目调查报告 概述 木聚糖 木聚糖是植物细胞中主要的半纤维素成分，占植物细胞干重的35%，是一种丰富的生物质资源1, 2，是自然界中除纤维素之外含量最丰富的多糖。然而自然界中很大一部分木聚糖未被有效利用3，造成很大的资源浪费。 木聚糖的结构是一种多聚五碳糖，由β-D-1,4木糖苷键连接起来并带有多种取代基。 木聚糖酶 木聚糖降解需要一系列酶的参与在这一过程中起主要作用的是β-D-1,4内切木聚糖酶（Xylanase）此外β-木糖苷酶α-阿拉伯呋喃糖苷酶、α-葡萄糖醛酸糖苷酶和乙酰木聚糖糖苷酯酶也在木聚糖中起一定作用4, 5。 β-D-1,4内切木聚糖酶（Xylanase） 应用 食品加工 木聚糖的酶解产物（木糖和低聚木糖）可应用在食品行业、比如作为增稠剂、脂肪替代物或抗冷冻食品添加剂。 低聚木糖是最近倍受关注的一种新型功能糖，它在人体内难以消化，肠道内残存率高，具有极好的双歧杆菌增殖活性，其选择利用性高于其它功能性低聚糖6，而且售价可观达到23万元/吨（食品级）。低聚木糖的甜度为蔗糖的40%，食用该糖后不会导致血浆中葡萄糖水平大幅度上升，因而可以作为糖尿病或肥胖症患者的甜味剂7。它为难发酵性糖，不易造成龋齿。另外，低聚木糖还能促进钙的吸收8。现日本已经有用固定化A. oryzae和A. niger来生产低聚木糖9。低聚木糖在保健品市场具有很好的前景。 在面包的生产中，木聚糖的高吸水性对面团和面包的质量有显著地影响。添加适量的木聚糖酶对木聚糖进行一定量的水解可提高面筋网络的弹性，从而改善面团的加工及稳定性能，增大面包体积。该酶可部分或全部取代乳化剂10。 饲料 饲料中一般含有较多的非淀粉多糖，其中阿拉伯木聚糖和α-葡聚糖占非淀粉多糖的30%，由于木聚糖和葡聚糖在动物消化道内不能被消化吸收，并且阻碍其他营养成份的消化利用，具有很强的抗营养特性，因而限制了许多禾谷类饲料如小麦、黑麦、大麦等在饲料工业和畜牧业生产中的应用 11。 饲料中如果添加木聚糖酶，就可显著降低阿拉伯木聚糖分子大小，将其分解成较小聚合度的低聚木糖，从而改善饲料性能，消除或降低抗营养作用12。由于饲料中一般含有多种抗营养成分，所以一般添加多种酶构成的复合酶，如α-葡聚糖酶与木聚糖酶协同作用，效果非常显著13。 造纸 纸浆品质改良工作的关键是除去半纤维素，在我国目前的造纸工业中，主要采用亚硫酸盐法制浆，其劳动强度大，效率低，成本高，且造成严重的环境污染。 木聚糖酶能部分或全部替代传统的化学法处理草浆，在有效去除半纤维素的同时，又不会造成对草浆纤维的损伤，使得草浆中的木质素更易于脱落，不仅提高纸浆漂白度和应用档次，又可大大降低化学物质的用量。同时，酶法处理条件温和、效率高、成本低，酶解木聚糖的产物木糖又可回收作其他用途，且有效降低了造纸厂的环境污染。 酿酒 由于酒类生产原料中富含木聚糖、α-葡聚糖，造成麦汁过滤困难、啤酒浑 浊、啤酒滤膜堵塞等问题。应用木聚糖酶可解决以上问题，并降低成本。在烧酒、清酒的酿造中应用木聚糖酶还有助于提高发酵效率，增加酒精产量14。在葡萄酒和日本大麦烧酒的生产中，已经有了木聚糖酶的应用实例，并且取得了比较好的结果。 其它方向 在生物能源领域，木聚糖酶可与其它酶共同作用使植物降解为戊糖、己糖，然后再用其他菌株发酵生产燃料乙醇15。 在制药工业中木聚糖与其他物质结合使用，可迟缓药物成分的释放。 木聚糖酶在亚麻、大麻、苎麻等纤维素脱胶方面也有很好地应用14。 越来越多的新应用方向正在不断被开发出来。 生化试剂 作为实验室用的生化试剂用于木聚糖相关的科研。生化试剂对纯度、浓度和比活都有极高的要求，我们目前的技术可以达到生化试剂的要求。 市场 国内的木聚糖酶生产厂家中， 生产造纸专用酶的有：潍坊苏柯汉生物工程有限公司的“AU-PE89纸浆漂白改良碱性木聚糖酶”； 生产饲料用木聚糖酶的有：北京挑战生物技术有限公司的“特节能木聚糖酶”、北京博仕奥的“佳酶宝XG180高效木聚糖酶” 、张家港金源生物化工的“饲料用木聚糖酶” 、济宁和美生物工程有限公司的“饲用木聚糖酶”等； 生产食品加工用木聚糖酶的有：宁夏和氏璧生物技术有限公司的“食品级木聚糖酶”、甘肃华羚生物科技有限公司的“食品级木聚糖酶” 、山东伟国食品科技有限公司的“面包改良剂”； 也有些公司的产品未界定使用范围，而是说适用于饲料、食品、酿造、纺织等行业，如：浙江湖州礼来生物技术有限公司和肇东市日成酶制剂有限公司的“松雪牌木聚糖酶” 国内生产低聚木糖的厂家主要有：山东龙力生物科技有限公司、郑州天顺食品添加剂有限公司、广州日康食用化工有限公司等。 表格 1 国内主要木聚糖酶生产商产品性能对比 用途 活性温度/°C 最适温度/°C pH范围 最适pH 底物专一性 剂型 汇特生物 50-80 7