纤维素酶的研究进展

综述了纤维素酶的发展近况及研究进展,介绍了纤维素酶水解结晶纤维素的机制、反应的协同作用及碳水化合物结合组件在反应中所起的作用,并对纤维素酶的研究趋势进行了展望。     

纤维素酶水解农田纤维素废弃物生产还原糖的研究

以不同农田纤维素废弃物为原料,利用纤维素酶水解生产还原糖。考察了反应时间、底物浓度、酶用量、反应温度及反应pH值等因素对纤维素酶水解农田废弃物生产还原糖的影响,确立了各自的最适反应条件。     

蔗渣酶法水解在非缓冲溶剂体系中的反应机理探讨

通过测定蔗渣酶法水解在水系介质中的反应过程的pH随各种反应条件的变化,探讨了酶解液的各种特性,并测定了甘蔗渣、纤维素及纤维素酶相互作用的红外图谱。通过分析认为,纤维素在酶水解过程中,纤维素和纤维素酶相互作用形成了中间产物,使纤维素酶的立体构象发生变化而放出H^ ,使酶解液的pH发生变化,并形成了一种微弱的缓冲体系,致使甘蔗渣酶解反应在采用普通纯水代替缓冲液时,酶解反应的还原糖得率不变。     

纤维素酶催化Aldol反应的研究

研究了纤维素酶在有机介质中多功能性催化芳香醛和丙酮的Aldol反应。考察了不同酶源对催化Aldol反应的影响,筛选出Cellulase from Trichoderma viride在DMSO中催化芳香醛和丙酮的Aldol反应的活性最高,与无酶空白对照实验和失活的Cellulase from Trichoderma viride的催化实验做了比较,未检测到产物的生成,确定纤维素酶可以催化苯甲醛和丙酮的Aldol反应。优化了反应溶剂、体系含水量、反应温度和酶浓度的工艺参数,在50℃,体系含水量为15%,酶浓度为10 mg·mL-1,在恒温振荡器中反应24 h,苯甲醛和丙酮的Aldol反应收率能达到85%。研究了各类的取代芳香醛与丙酮的Aldol反应情况,发现纤维素酶对于Aldol反应有着较强的底物适应性。同时提出了纤维素酶催化芳香醛和丙酮的Aldol反应的可能机理。     

稻草纤维素水解机理及工艺条件的研究

以稻草秸杆为纤维素原料,用2%氢氧化钠对其进行预处理,选用纤维素酶作为催化剂对纤维素进行酶法水解,采用DNS法测定纤维素水解液还原糖的含量,并计算其糖化率。探讨了纤维素酶水解稻草秸秆纤维素的反应机理,研究了纤维素酶的添加量、反应温度、pH、反应时间、振荡等因素对稻草纤维素酶水解的影响。实验结果表明,当固液比为1∶30、纤维素酶添加量为40 mg、50℃、pH 4.8、振荡反应12h,纤维素酶解液的糖化率可达40%。     

添加氯化亚铁影响微晶纤维素酶解的作用研究

纤维素酶可以作为纤维素水解过程的催化剂,而其酶活在工业应用中常受到铁离子等重金属离子的影响。因此,文章研究了添加氯化亚铁对微晶纤维素酶解的影响,结果表明:氯化亚铁对纤维素酶解反应有明显的抑制作用,与对照组相比,当纤维素酶添加量为1、5、10 FPU·g-1时,还原糖产量分别降低了26.22%、13.27%和26.21%;另一方面,通过形成厌氧反应条件可以消除氯化亚铁对纤维素酶解的抑制。     

复合酶制备葛根粉的工艺研究

以葛根浆为酶促反应底物,考察纤维素酶的用量、酶解时间、反应温度对葛粉得率的影响,同时考察了果胶酶以及纤维素酶和果胶酶联合使用对葛粉得率的影响.结果表明,复合酶酶解的最佳工艺参数为每克葛根浆（10％葛粉）中,纤维素酶60-80U,果胶酶20-30U,酶解时间1.5h,反应温度45℃,在此条件下,葛粉量达到19.12％,增加率提高了48.65％,效果远优于分别单独使用各酶,同时又节省了各酶的用量.     

Fenton试剂预处理对纤维素酶解的作用

用Fenton试剂反应产生的高反应活性的羟自由基(HO·)处理纤维素材料短绒棉,研究纤维素结构的变化及其对纤维素酶解的影响。实验结果显示,羟自由基作用于纤维素后,能使其产生大量的还原性末端,同时也在一定程度上破坏了纤维素分子间的氢键结构,但是还原性末端产生的数量及氢键破坏的程度与纤维素酶解效率之间没有直接的相关性。由此可见,Fenton试剂作用于纤维素的机制与褐腐菌小分子的Fenton型反应机制明显不同。     

粗纤维素酶液对微晶纤维素酶解的影响因素

栗生灰黑孔菌多被用于产漆酶的研究,很少有利用其纤维素酶的报道。为了降低在纤维素水解中纤维素酶的使用成本,利用栗生灰黑孔菌发酵制备的粗纤维素酶液,以微晶纤维素为底物模型,研究粗纤维素酶液水解微晶纤维素的最佳pH、温度和最佳表面活性剂助剂种类及浓度,并对不同表面活性剂存在条件下的纤维素酶解动力学、紫外和荧光光谱进行了研究。结果表明,粗纤维素酶水解微晶纤维素的最佳条件为pH 4.8,温度50℃,最佳表面活性剂助剂为吐温80,添加剂量为1.12mg/g底物;吐温80的添加可提高粗纤维素酶解的最大反应速度常数V_max,降低米氏常数K_m;表面活性剂改变了纤维素酶的紫外和荧光最大吸收峰,酰胺Ⅰ带和酰胺Ⅲ带的谱峰,可能通过与纤维素酶中的氨基酸残基发生反应影响了纤维素酶的结构,进而影响了微晶纤维素的水解反应。该研究为进一步降低纤维素水解成本提供了理论指导。     

真菌纤维素酶系催化纤维素水解活力的测定方法简介

<正>在测定纤维素粗酶样品对不溶性固体纤维素的水解活力时,尽管选用同一纤维素底物,并以同样的纤维素粗酶样品在相同温度下水解,测定结果受反应条件如纤维素底物浓度、纤维素酶浓度以及水解时间等因素的影响而相互差别很大。而纤维素粗酶作为多个纤维素酶组分的混合物,其糖化能力更加能够反应其中各个组分之间的协同水解转化能力。本文中选择了比底物水解率(SSC)作为纤维素酶浓度的函数,即单位纤维素酶每分钟对滤纸的水解百分比作为纤维素粗酶样品不同浓度的目的函数,从而克服了以上条件对纤维素酶活测定的影响。并以水解过程中SSC瞬时速率的AUC(Area under curve)对加入纤维素酶的量做图得到的斜率评价纤维素酶样品的水解能力。经检验,该方法也适用于以棉纤维、微晶纤维素PH101和磷酸膨胀纤维素等不同纤维材料为底物时纤维素酶粗酶样品糖化能力的测定。     

NaOH-Fenton试剂预处理桑木的纤维素酶分段酶水解研究

采用分段酶水解木质纤维原料的方法,以NaOH-Fenton试剂预处理桑木为原料,通过在反应过程中及时移除葡萄糖和纤维二糖,减轻产物的抑制作用,最终达到提高酶水解得率和缩短酶解反应时间的目的。实验结果表明：纤维素酶用量为15FPIU/g（以纤维素计,下同）时,在三段（8+8+8h）水解过程中,经第一段水解,纤维素酶反应速率从1.25g/（L·h）提高到2.21g/（L·h）,第二段水解后,酶反应速率为1.54g/（L·h）,比未分段水解的酶反应速率提高了73%;当纤维素酶用量为40FPIU/g时,三段（8+8+8h）水解得率增至88.08%;三段（8+8+8h）水解充分利用了酶解残渣上的结合酶进行后续水解。对纤维素酶在预处理桑木上的吸附情况进行研究,发现桑木经NaOH-Fenton试剂预处理后,对纤维素酶的最大吸附量为8.08mg/g,预处理增加了纤维素酶与桑木间的吸附位点。     

纤维素酶的研究及应用综述

本文综述了近十几年来国内外纤维素酶及应用的研究状况，具体介绍了纤维素酶菌株的选育，纤维素酶组分与作用机制，纤维素酶调节与控制机制及纤维素酶应用４个方面研究进展。     

纤维素酶的研究及应用综述

本文综述了近十几年来国内外纤维素酶及应用的研究状况。具体介绍了纤维素酶菌株的选育、纤维素酶组分与作用机制、纤维素酶调节与控制机制及纤维素酶应用4个方面研究进展。     

一株产纤维素酶镰刀菌的筛选、鉴定与酶学性质

根据菌株菌落、菌丝体、孢子等形态特征及其生理特性,初步鉴定高产纤维素酶的丝状真菌为尖孢镰刀菌(Fusarium oxysporum),命名为XA-1。考察了不同碳源及氮源、培养温度、初始pH等因素对XA-1产酶的影响,并研究了该菌所产纤维素酶酶学性质及酶解性能。该菌的最适产酶条件为:分别以水葫芦和硫酸铵为碳、氮源,30℃,pH 5.0,培养6 d后,内切葡聚糖酶(CMCase)、β-葡萄糖苷酶(β-Gluase)和滤纸酶活力(FPA)分别达到4 083.2、3 258.8 U/g和773.2 U/g(成熟曲)。CMCase、β-Gluase最适反应温度为45℃,FPA则为55℃;CMCase、β-Gluase和FPA的最适反应pH分别为5.0、4.5和5.0。菌株XA-1纤维素酶酶解香蕉秆或水葫芦32 h后,酶解得率分别达到27.3%和29.8%。菌株XA-1在纤维素酶开发及转化秸秆类纤维素为可发酵糖方面显示出较好的应用前景。     

利用葡萄糖转苷酶制备纤维素酶可溶性诱导物的研究

在纤维素酶生产中,常用的诱导物纤维素是不溶性的固体高分子化合物,存在着传质阻力大、不易于流加培养、产酶效率低等问题.今以葡萄糖为原料,利用葡萄糖转苷酶的催化作用,定向合成纤维素酶的可溶性诱导物.经高效液相色谱分析,发现转糖苷产物中含有纤维素酶的强诱导物槐糖.在50℃下,转糖苷反应的适宜葡萄糖浓度为300～500 mg·mL-1,pH 3～4.5,反应100 h,产物中槐糖含量可达40 mg·mL-1.将葡萄糖经转苷酶作用后的复合物用于纤维素酶的生产,与直接采用葡萄糖相比,产酶时间提前25 h,滤纸酶活力提高14倍.该研究结果为酶法制备纤维素酶的高效可溶性诱导物探明了一条新途径,对于提高纤维素酶的生产效率、加速其工业化应用具有重要意义.     

生物产纤维素酶研究进展

纤维素酶是降解纤维素最有效的生物催化剂.自然界存在很多产纤维素酶的生物.综述了纤维素酶的类别、族属、结构;产纤维素酶的原生动物、后生动物及微生物菌种(细菌、真菌、放线菌等);目前已发现的编码纤维素酶的基因及其表达;纤维素酶的主要作用机理等方面的研究进展,并就今后的研究方向及重点提出了建议.     

纤维素酶水解及其在能源与环境保护中的应用

纤维素酶的利用是扩大纤维素应用领域和高值化利用纤维素的一条可行的新途径。本文综述了纤维素酶的来源、纤维素酶的结构和组成、纤维素酶解机理及影响因素、纤维素酶在能源及环境保护方面的应用。     

植物纤维素的限制性酶解特性

探讨了利用纤维素酶使纤维素棉浆粕限制性降解过程,得出优化反应条件如下:纤维素的酶解温度为50℃,纤维素酶解体系Ph值为4.8,酶解时间为24 h,底物与酶液的质量比为1:(6～10).     

利用纤维素酶催化水解壳聚糖的研究

利用纤维素酶催化降解壳聚糖，分别研究了pH值、温度、酶／糖及反应时间等因素对壳聚糖相对分子质量的影响，得到的最佳反应条件为：pH为5．6、n（酶）／n（糖）为0．1／1．0、反应温度为50℃、反应时间为6h。用纤维素酶催化降解壳聚糖只能得到最低平均相对分子质量为18000的低聚壳聚糖。为了得到更低相对分子质量的壳聚糖，在壳聚糖酶降解后加入一定量双氧水继续降解。研究了双氯水加入量及加入时间的影响，最终可得到平均相对分子质量为1500的低聚壳聚糖。     

两种木质素对纤维素酶水解的影响机制

为探究木质素对纤维素酶水解效率的影响,将苦竹中提取的乙醇木质素（EOL-B）和磨木木质素（MWL-B）作为模型物添加到微晶纤维素中进行酶吸附和水解。结果表明：添加8 g/L MWL-B使得反应72 h的葡萄糖得率从51.34%降低到46.06%;添加8 g/L EOL-B使得反应72 h葡萄糖得率从51.34%增加到61.06%。与MWL-B相比,EOL-B与纤维素酶蛋白之间亲和力和结合力较低,故纤维素酶在EOL-B上的非特异吸附更少。FT-IR和¹³C NMR分析表明：经乙醇处理后,木质素分子中C-C凝缩单元减少,β-O-4'键断裂,导致木质素分子的亲水性增加,阻断了与纤维素酶蛋白疏水性氨基酸的结合,对纤维素酶蛋白吸附量减少,从而使得纤维底物周围的酶蛋白浓度增加,水解率提高。