淺析纖維素酶在酒精生產(chǎn)中的應(yīng)用

摘 要：纖維素酶是一種重要的酶產(chǎn)品，在酒精生產(chǎn)中具有重要的作用。從纖維素酶的作用上看，在分解纖維素時起生物催化作用，是酶制劑工業(yè)中的一個新的增長點。如何在酒精生產(chǎn)中應(yīng)用纖維素酶是當(dāng)前酒精生產(chǎn)關(guān)注的焦點。因此，研究纖維素酶在酒精生產(chǎn)中的應(yīng)用具有十分重要的現(xiàn)實意義。文章以纖維素酶為切入點，在概述纖維素酶的基本內(nèi)涵的基礎(chǔ)上，重點探討了纖維素酶在酒精生產(chǎn)中的應(yīng)用，以期指導(dǎo)實踐。

關(guān)鍵詞：纖維素酶；酒精生產(chǎn)；應(yīng)用

1 概述纖維素酶的基本內(nèi)涵

在酒精生產(chǎn)中，纖維素酶的作用不言而喻。了解纖維素酶的基本內(nèi)涵是關(guān)鍵。下文將從纖維素酶的性質(zhì)和纖維素酶的發(fā)酵制備兩個方面闡述纖維素酶的基本內(nèi)涵，其具體內(nèi)容如下：

1.1 纖維素酶的性質(zhì)

纖維素酶是降解纖維素生成葡萄糖的一類酶的總稱，廣泛存在于自然界的生物體中，由許多具有高協(xié)同作用的酶組成。從纖維素酶的分類上看，一般來說，可以分為三類，即C1酶、Cx酶和β葡糖苷酶。其中，C1-酶是對纖維素最初起作用的酶，它破壞纖維素鏈的結(jié)晶結(jié)構(gòu)，起水化作用。即Cl-酶是作用于不溶性纖維素表面，使結(jié)晶纖維素鏈開裂、長鏈纖維素分子末端部分游離，從而使纖維素鏈易于水化；Cx-酶是作用于經(jīng)Cl-酶活化的纖維素、分解β-1，4鍵的纖維素酶。主要包括內(nèi)切-l，4-β-葡聚糖酶和外切-1，4-β-葡聚糖酶。上述三種纖維素酶在分解纖維素時，任何一種酶都不能裂解晶體纖維素，當(dāng)3個主要成分的活性比例適當(dāng)時，就能協(xié)同作用完成對纖維素的降解。

1.2 纖維素酶的發(fā)酵制備

纖維素酶的產(chǎn)酶菌很多，菌種選育是纖維素酶生產(chǎn)的基礎(chǔ)性工作，細(xì)菌、放線菌和絲狀真菌都屬于纖維素酶。不同來源的纖維素酶其結(jié)構(gòu)和功能相差很大，其中絲狀真菌具有產(chǎn)酶的諸多優(yōu)點：產(chǎn)生的纖維索酶為胞外酶，便于酶的分離和提取；產(chǎn)酶效率高，且產(chǎn)生的纖維索酶酶系結(jié)構(gòu)較為合理；同時可產(chǎn)生許多半纖維素酶、果膠酶、淀粉酶等。纖維素酶是誘導(dǎo)酶，發(fā)酵過程中纖維素酶的大量合成必須有誘導(dǎo)物的作用。纖維素、纖維低聚糖及其他結(jié)構(gòu)類俊物均可作為纖維素酶的誘導(dǎo)物，因此，用于纖維索酶發(fā)酵制備的培養(yǎng)基，首先必須加入這些物質(zhì)。另外，從纖維素酶發(fā)酵制備的方法上看，纖維素酶發(fā)酵制備的方法主要有兩種，即固態(tài)發(fā)酵法和液態(tài)發(fā)酵法。

2 纖維素酶在酒精生產(chǎn)中的應(yīng)用

纖維素酶在酒精生產(chǎn)中的應(yīng)用主要表現(xiàn)在兩個方面，一方面是應(yīng)用纖維素酶提高出酒率；另一方面是應(yīng)用纖維素酶酶解纖維素原料生產(chǎn)燃料酒精，下文將逐一進行分析。

2.1 應(yīng)用纖維素酶提高出酒率

不難看出，在酒精生產(chǎn)中應(yīng)用纖維素酶有利于提高出酒率。

2.2 應(yīng)用纖維素酶酶解纖維素原料生產(chǎn)燃料酒精

為了提高效率，可用復(fù)合水解和發(fā)酵法，使水解和發(fā)酵同步進行（如圖1所示），對酒精生產(chǎn)而言，應(yīng)用纖維素酶酶解纖維素原料生產(chǎn)燃料酒精，還可降低葡萄糖對纖維素水解的抑制作用，緩解我國目前的能源危機。因此，有必要應(yīng)用纖維素酶酶解纖維素原料生產(chǎn)燃料酒精。

3 結(jié)束語

總之，纖維素酶在酒精生產(chǎn)中的應(yīng)用是一項綜合的系統(tǒng)工程，具有長期性和復(fù)雜性。在酒精生產(chǎn)中應(yīng)用纖維素酶的時候，應(yīng)深入了解纖維素酶的性質(zhì)和纖維素酶的發(fā)酵制備，以達到應(yīng)用纖維素酶提高出酒率和應(yīng)用纖維素酶酶解纖維素原料生產(chǎn)燃料酒精的目的。對酒精生產(chǎn)而言，只有不斷探索纖維素酶在酒精生產(chǎn)中的應(yīng)用策略，才能使纖維素酶最大化地為酒精生產(chǎn)服務(wù)。

參考文獻

[1]邵偉，仇敏，吳煒.纖維素酶對玉米發(fā)酵酒精影響的研究[J].中國釀造，2009（03）.

[2]伍彥華，覃紅梅，張家偉.木薯生料發(fā)酵工業(yè)化生產(chǎn)酒精的工藝研究[J].廣西輕工業(yè)，2011（04）.

[3]景春娥，趙旭，常思靜，薛林貴.纖維素酶在燃料乙醇工業(yè)中的應(yīng)用研究進展[J].釀酒科技，2009（03）.

[4]顧方媛，陳朝銀，石家驥，錢世鈞.纖維素酶的研究進展與發(fā)展趨勢[J].微生物學(xué)雜志，2008（01）.

[5]楊友坤，朱鳳香，王衛(wèi)平，陳曉 ，洪春來，吳傳珍，薛智勇.纖維素酶及其應(yīng)用現(xiàn)狀[J].安徽農(nóng)學(xué)通報（上半月刊），2009（13）.

作者簡介：袁敬偉（1973，9-），男，黑龍江省拜泉，工程師，學(xué)歷：本科，研究方向：生物能源研發(fā)和酒精生產(chǎn)研究。