主要业务部门 主要研究方向——酶工程研究组 国家“十五”重大科技攻关成果——木聚糖酶产业化技术项目简介

木聚糖酶是现代生物工程技术的最新科研成果。近年来，人们将木聚糖酶应用于造纸工业以改善纸浆性能，用作饲料添加剂以增加其利用率，用作保健品配料用来生产低聚木糖，应用于食品工业作为食品改良剂等。     

酶工程研究组

木聚糖酶是现代生物工程技术的最新科研成果。近年来，人们将木聚糖酶应用于造纸工业以改善纸浆性能，用作饲料添加剂以增加其利用率，用作保健品配料用采生产低聚木糖，应用于食品工业作为食品改良剂等。     

木聚糖酶的性质及其在酿酒方面的应用

木聚糖酶为分子量在8～30kD间的碱性蛋白酶，具有反应最适pH和温度范围大等性质，广泛应用于食品、饲料、造纸等多个领域。在酿酒过程中，可利用木聚糖酶来提高淀粉酶的活力，提高酒精产率；木聚糖酶还可用来提高酒液的的澄清度，分解半纤维素生产酒精；同时可利用酒糟生产木聚糖酶作为酿酒酶制剂。     

木聚糖酶用于纸浆漂白的研究

对国内外木聚糖酶辅助漂白纸浆技术的发展进行了综述.主要包括木聚糖酶在纸浆漂白中的作用机理;木聚糖酶应用于纸浆漂白发展的原因和研究现状;影响木聚糖酶漂白的因素;木聚糖酶漂白的优点以及应用现状.     

耐酸性木聚糖酶在清酒酿造中的作用

从华根霉 (RhizopuschinensisY92 )发酵液中通过离子交换色谱和凝胶过滤色谱分离纯化获得一种耐酸性木聚糖酶R ,将它和另外 2种耐酸性木聚糖酶 :米曲霉 (AspergillusoryzaeRIB12 8)木聚糖酶B和白曲菌 (AspergilluskawachiiIFO43 0 8)木聚糖酶C分别应用于清酒酿造中 ,结果表明 ,木聚糖酶B可以促进米细胞的溶解 ,对于原料米的利用率有明显的提高 ,而木聚糖酶C和木聚糖酶R的作用则不太明显     

木聚糖酶的性质及其在纸浆漂白中的应用

木聚糖酶分子量在8～30kD间的为碱性蛋白酶，具有反应最适pH和温度范围大等性质，广泛应用于食品、饲料、造纸等多个领域。用木聚糖酶处理硫酸盐浆，降解木聚糖的同时破坏了LCC联结，从而有利于残余木质素的脱除。这样，不仅可以节省达到所需白度消耗的化学药品，而且减少了有毒物质的排放，减少了环境污染。     

微生物木聚糖酶在面包烘培领域应用进展

木聚糖酶(Xylanase)广泛存在于动物、植物、微生物中,但其多存在于细菌、真菌、放线菌等微生物中。木聚糖酶广泛应用于纸质制造、动物食用饲料、酿酒等发酵行业,以及面包烘焙、果汁榨取等食品行业。特别是在面包烘焙领域木聚糖酶可显著降低面团持水能力以及硬度,对面包品质有很大的提升。本文对过去5年发表的木聚糖酶研究成果进行梳理并对有潜力的应用在面包烘焙领域的木聚糖酶进行总结和分析。     

用木聚糖酶处理生产漂白浆的经验

木聚糖酶广泛用于硫酸盐浆厂以降低ClO2和其他氧化性化学品的用量。将木聚糖酶加入到未漂浆中并在未漂浆高浓储存塔中进行酶处理。纸浆经木聚糖酶处理后，更容易进行漂白，因此，可获得较高的白度，而且还可以降低ClO2用量，节约化学品成本。经木聚糖酶处理后浆料性能对于浆厂保持浆的质量以及满足客户的需要很重要。     

木聚糖酶合成菌株的筛选及其产酶条件的研究

为得到产高酶活木聚糖酶的生产菌株，以黑曲霉A3为出发菌，经紫外线亚硝酸复合诱变处理，使所产木聚糖酶酶活由原来的9．1829U／ml增加到15．2144U／ml。实验通过发酵培养时间，碳源含量，接菌量对液体发酵产木聚糖酶的影响分析，得出产木聚糖酶的最优条件，即在加入50 Mandels液体培养基，28℃条件下，底物含量为0．045g，接种量为20ml，培养36h。     

生物法用于提高竹溶解浆甲种纤维素含量的工艺研究

主要研究了生物酶的特性,并对生物酶应用于提高竹溶解浆α-纤维素含量进行了工艺优化。通过耐热性及耐酸碱性来确定碱性木聚糖酶的最适宜处理环境,与此同时,探讨了碱性木聚糖酶处理工艺参数对漂白硫酸盐竹浆α-纤维素含量和黏度的影响。结果表明：影响碱性木聚糖酶的两个特性参数,组成的最佳处理环境为pH值9．0、温度55℃;碱性木聚糖酶处理最佳工艺为：酶用量127．2IU．g-1,时间40min,浆浓4％;α-纤维素含量由原来的84．13％提高N88．31％,α-纤维素含量得到了提高,生物酶可应用于溶解浆的制备。     

不同来源木聚糖酶酶学性质研究

目的 研究比较4种不同来源木聚糖酶的酶学性质,为各酶在不同领域应用提供理论依据.方法 通过摇瓶发酵获得源自4种菌株的木聚糖酶粗酶液,用二硝基水杨酸（DNS）法测定各木聚糖酶的酶活性,并研究酶学性质.结果 嗜热棉毛菌、绿色木霉、泡盛曲霉和橄榄绿链霉菌来源的木聚糖酶的最适温度分别为70,60,50和60℃;最适pH分别为6,4,4和6.嗜热棉毛菌来源的木聚糖酶耐热性最强,高温60℃下,酶活性高于85％,70℃仍保持60％以上的酶活性,且在pH4～11的范围内能保持较高稳定性.另外3种来源的木聚糖酶则有较强的耐酸性.结论 嗜热棉毛菌来源的木聚糖酶有饲料添加剂方面的应用优势.另外3种来源的木聚糖酶可根据不同行业对木聚糖酶的要求,应用于食品、医药、能源、环境等领域.     

木聚糖酶处理对麦草浆纤维长度和粗度的影响

用纤维测定仪测定了木聚糖酶处理前后麦草浆的纤维长度和粗度，发现木聚糖酶处理使麦草浆纤维的长度和粗度发生了变化。结果表明：木聚糖酶处理后纤维的长度有所下降。木聚糖酶处理后麦草浆中长纤维的分布频率降低，细小纤维长度分布频率增加。同时发现麦草浆经木聚糖酶处理后纤维粗度变小，细小组分含量增多。麦草浆经木聚糖酶处理后纤维粗度减小了2．4mg／100m，细小纤维含量增加了6．52％．     

高温木聚糖酶Pthxyn酶学性质及其在啤酒酿造中的应用

研究Pseudothermotoga thermarum木聚糖酶Pthxyn的高效表达及在啤酒酿造中的应用。通过构建、扩增重组质粒pET-20b(+)-pthxyn并在大肠杆菌中进行表达和纯化，重组木聚糖酶分子质量为130 kDa，最适pH值与最适反应温度分别为5.5和95℃。重组木聚糖酶在pH 5.0～8.0的情况下保温2 h仍能保持80%的酶活力，在75℃保温1 h仍保持83%活力。在啤酒酿造的糖化阶段，于65℃时将重组木聚糖酶分别加入以大麦、小麦为原料的反应体系中，采用高效液相色谱检测木糖与葡萄糖的产物。以不加重组木聚糖酶为对照，结果表明，以大麦作为反应体系原料时，木糖质量浓度由0.017 g/L升至1.25 g/L，葡萄糖质量浓度由20 g/L增至36.57 g/L；以小麦作为反应体系原料时，木糖质量浓度由0.003 g/L上升到0.708 g/L，葡萄糖质量浓度由21.9 g/L增加到36.63 g/L。结论：本研究获得的重组木聚糖酶具有pH值耐受性广和良好的热稳定性等特点，同时在啤酒糖化阶段与内源性酶产生协同效应使其具备较高的催化效率，因此在啤酒酿造中具有很好的应用前景。     

在黑果腺肋花楸中共发酵里氏木霉和绿色木霉生产木聚糖酶

木聚糖酶在造纸、酿酒等方面有广泛的应用。为了获得低成本高活力的木聚糖酶，以黑果腺肋花楸作为主要培养基原料，通过单因素试验和正交试验，探索里氏木霉和绿色木霉共发酵生产木聚糖酶的培养条件。结果表明，木聚糖酶活性最高的培养条件为氮源(NH₄NO₃)质量浓度0.5 g/L,果渣质量分数25%,里氏木霉与绿色木霉的质量比3∶2,接种质量分数14%,pH 5.50,培养到第4天时，其木聚糖酶活性高达121.62 U/mL。同时还探究了无机离子添加量对木聚糖酶活性的影响，无机离子的最佳添加量是MgSO₄ 12 mg/L和MnSO₄ 1.4 mg/L。结合正交试验的最佳培养条件以及最佳无机离子添加量进行发酵后，木聚糖酶的活性高达(127.25±0.09) U/mL,与基础培养基相比，木聚糖酶产量增加了69.46%。使用里氏木霉和绿色木霉共发酵黑果腺肋花楸生产木聚糖酶在获得了高活性木聚糖酶的同时降低了成本，对木聚糖酶工业化生产有重要参考价值。     

用玉米芯酶法制备低聚木糖

本文报道了制备木聚糖酶所用最经济斜面和最佳碳源。研究探讨了以稀碱液处理玉米芯作原料，用sp.E-86菌株产的木聚糖酶制备低聚木糖。用TLC法测定研究所得的产物是以木糖、木二糖为主的低聚木糖产品。     

酶对浆料ECF漂白的促进作用

研究了不同漆酶对桉木硫酸盐浆的脱木素效率,实验结果表明,Trametes versicolor漆酶具有最高的脱木素效率;将其应用于ECF漂白中,不仅可提高浆的漂白效果,还可降低ClO2用量,尤其在漆酶处理后,用EpADEpD流程（A为酸处理）漂白浆料,ClO2用量降低得更多。实验时也将木聚糖酶-漆酶处理后的浆料应用于ECF漂白中,漂白时木聚糖酶和漆酶采用依次或同时加入的方式加入到漂白系统中,然后进行DEpD漂白;实验发现,无论木聚糖酶和漆酶采用何种方式加入,与参比浆样相比,两种情况下ClO2用量均降低很多;若在木聚糖酶-漆酶处理后再用酸处理,ClO2用量会降低得更多。处理后浆的性能与参比浆样性能相近。     

草浆的生物预漂白和酶法改性技术

草浆的生物预漂白和酶法改性技术将现代生物技术应用于传统的纸浆制备过程,对草浆进行漂前预漂白和漂后酶法改性,实现了草浆的少氯漂白,并改善了草浆性能,提高了草浆的利用价值.内容包括:(1)真菌木聚糖酶漂白草浆的工艺技术;(2)细菌木聚糖酶漂白草浆的工艺技术;(3)真菌木聚糖酶对漂白草浆的改性技术;(4)细菌木聚糖酶对漂白草浆的改性技术;(5)木聚糖酶高产菌株的优选培育;(6)粗酶液的分离纯化和对草浆纤维的作用机理;(7)几种新型漂序的优化和建立等.     

木聚糖酶与溴在硫酸盐浆高白度漂白中的应用

木聚糖酶能够改进漂白性能，减少漂白污染和漂剂消耗，但是，单独的木聚糖酶预处理提高纸浆白度是有限的。本文将木聚糖酶与螯合剂相结合组成(XQ)，并与新漂剂溴相结合组成(XQ)-Br与Br-(XQ)两种预处理方式，可显著提高预处理效果，本文就此展开了研究，为木聚糖酶、新漂剂溴在硫酸盐浆高白     

混合非淀粉多糖水解酶酶活测定方法的改进

用分光光度法分别准确测定了混合非淀粉多糖水解酶预混样中木聚糖酶、果胶酶、β－葡聚糖酶和纤维素酶的酶活。将酶以0．1％的比例添加到饲料中后，除木聚糖酶外，其余三种酶的酶活无法准确测定出来，于是对酶活测定方法进行了改进，利用凝胶过滤色谱法对酶液进行预处理，排除了体系中还原糖等小分子量杂质的干扰；采用琼脂放射扩散法测定纤维素酶或β-葡聚糖酶酶活，提高了测定的特异性和灵敏度；利用专一性的酸性醋酸铜法测定果胶酶酶活，提高了特异性；采用硫酸铵沉淀法处理木聚糖酶，可排除另的酶对木聚糖酶酶活测定的干扰。     

高产木聚糖酶菌株的诱变筛选及其产酶性质

以青霉M1-1为出发菌株，经过紫外诱变和透明圈筛选得到两株遗传性状稳定的高产木聚糖酶菌株M128和M195，同时对其产酶特性进行了研究。结果表明,M128和M195所产木聚糖酶的最适pH值分别为6．0和5．0，最适反应温度分别为55℃和45℃，M128所产木聚糖酶的温度和pH稳定性以及对底物的亲和性均比M195好。