生产酒精的原料一般为大米,玉米,高粱等作物,这些作物除了含有丰富的淀粉 外,也含有一定的纤维素,半纤维素,这些不能被淀粉酶,糖化酶所利用,但是在一 定条件下可以被纤维素酶分解,并且其中一部分可以转化为可发酵的糖。维素酶提高 出酒率的原因可能有两方面:一是原料中部分纤维素分解成葡萄糖供酵母使用,从而 增加可发酵糖的量,增加酒精产量,另一方面,由于纤维素酶对植物细胞壁的分解有 利于淀粉释放和利用,从而加快发酵速率,增加产量[21]。21 世纪是能源争夺激烈的 世纪,伊拉克战争由此而爆发,寻找一种价格低廉,来源广泛的能源来替代传统能源 已经刻不容缓,特别是对于我国这样一个人口大国,能源短缺更是严重。而酒精作为 一种理想的替代能源,如何更好地更快的更廉价的获得酒精就是当前研究的重要课题, 而纤维素酶作为工业生产酒精的重要环节也有其至关重要的作用。
1。3。6 纤维素酶在医药领域的应用
植物药占了中药中的绝大部分,而植物药的有效成分一般包裹在细胞壁中,这些 有效成分的提取,传统一般使用热水、酸、碱、有机溶剂浸提法,由于受到细胞壁主 要成分纤维素的阻碍,提取效率往往较低。而使用纤维素酶则可破坏细胞壁中纤维素 的致密结构,从而加速细胞壁中药用有效成分的溶出,从而提高药用有效成分的提取 率[22]。
1。4 微生物来源纤维素酶应用开发前景及存在的问题
专家预测针对扮演绿色化学品的纤维素酶的研究开发利用是新世纪的可再生性 资源的关键,对于解决工农业原料来源、能源危机、环境污染等问题具有十分重要的 意义,因此,纤维素酶的应用开发前景十分广阔,具有远大前途[23]。
虽然对于纤维素酶的研究已经有了一些进展,但是目前仍然存在纤维素酶不易分 离纯化、结晶难,现有纤维素酶的产量和活性都不高,成本偏高等问题。因此,扩大 产酶菌株的筛选和相应发酵工艺、加强酶活特性研究等基础研究工作,仍然是一个长 期的过程。而内植物生菌作为一种新的产酶菌株来源,已经获得了广泛关注。
1。5 植物内生菌在产生纤维素酶方面的研究情况
植物内部的内生菌还具有降解一部分植物木质素和纤维素的能力,具有较高的果 胶酶、木聚糖酶、纤维素酶和多酚氧化酶活性,所以最近几年,内生菌成为研究的热 点,考虑到微生物具有惊人的繁殖速度和较强的生命力,还可通过菌株选育、代谢调 控等方法大幅度提高目标产物的产量,如果可以将这些有效微生物用于工业化生产, 前景将非常诱人[24]。研究发现,草酸青霉菌 GZ-2 生长在稻草上在 5L 的生物反应器 里面就会发酵并产生大量滤纸酶(1。4 U/mL),羧甲基纤维素酶 (2。0 U/mL), 纤维二糖水 解酶(0。6 U/mL)和糖苷水解酶(2。7 U/mL)。草酸青霉菌 GZ-2 和里氏木霉 RUT-C30 在 农业残渣的生长过程中发现前者比后者有更高效的纤维素酶的生产和酶水解能力,草 酸青霉菌 GZ-2 在生物燃料的生产的生物质糖化具有巨大的应用潜力。这表明一些植 物内生菌具有很高的产生纤维素酶的能力,在纤维素的利用方面将会很大的发挥潜力
1。6 纤维素酶研究目的和意义
纤维素是世界上最大的碳源,如果不能有效利用,将会造成极大的资源浪费和环 境污染,而纤维素酶作为一种能够有效降解纤维素的媒介,对其的研究是解决当前人 类社会面临的许多问题的关键,诸如环境问题,能源问题,温饱问题等等,所以研究 纤维素的目的和意义在于造福人类,使人类社会健康可持续发展。