淺析纖維素酶在酒精生產中的應用

摘 要：纖維素酶是一種重要的酶產品，在酒精生產中具有重要的作用。從纖維素酶的作用上看，在分解纖維素時起生物催化作用，是酶制劑工業中的一個新的增長點。如何在酒精生產中應用纖維素酶是當前酒精生產關注的焦點。因此，研究纖維素酶在酒精生產中的應用具有十分重要的現實意義。文章以纖維素酶為切入點，在概述纖維素酶的基本內涵的基礎上，重點探討了纖維素酶在酒精生產中的應用，以期指導實踐。

關鍵詞：纖維素酶；酒精生產；應用

1 概述纖維素酶的基本內涵

在酒精生產中，纖維素酶的作用不言而喻。了解纖維素酶的基本內涵是關鍵。下文將從纖維素酶的性質和纖維素酶的發酵制備兩個方面闡述纖維素酶的基本內涵，其具體內容如下：

1.1 纖維素酶的性質

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晶結構，起水化作用。即Cl-酶是作用于不溶性纖維素表面，使結晶纖維素鏈開裂、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Cl-酶活化的纖維素、分解β-1，4鍵的纖維素酶。主要包括內切-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3個主要成分的活性比例適當時，就能協同作用完成對纖維素的降解。

1.2 纖維素酶的發酵制備

纖維素酶的產酶菌很多，菌種選育是纖維素酶生產的基礎性工作，細菌、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構和功能相差很大，其中絲狀真菌具有產酶的諸多優點：產生的纖維索酶為胞外酶，便于酶的分離和提取；產酶效率高，且產生的纖維索酶酶系結構較為合理；同時可產生許多半纖維素酶、果膠酶、淀粉酶等。纖維素酶是誘導酶，發酵過程中纖維素酶的大量合成必須有誘導物的作用。纖維素、纖維低聚糖及其他結構類俊物均可作為纖維素酶的誘導物，因此，用于纖維索酶發酵制備的培養基，首先必須加入這些物質。另外，從纖維素酶發酵制備的方法上看，纖維素酶發酵制備的方法主要有兩種，即固態發酵法和液態發酵法。

2 纖維素酶在酒精生產中的應用

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

2.1 應用纖維素酶提高出酒率

不難看出，在酒精生產中應用纖維素酶有利于提高出酒率。

2.2 應用纖維素酶酶解纖維素原料生產燃料酒精

為了提高效率，可用復合水解和發酵法，使水解和發酵同步進行（如圖1所示），對酒精生產而言，應用纖維素酶酶解纖維素原料生產燃料酒精，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，有必要應用纖維素酶酶解纖維素原料生產燃料酒精。

3 結束語

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

參考文獻

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

[2]伍彥華，覃紅梅，張家偉.木薯生料發酵工業化生產酒精的工藝研究[J].廣西輕工業，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中的應用研究進展[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展趨勢[J].微生物學雜志，2008（01）.

[5]楊友坤，朱鳳香，王衛平，陳曉 ，洪春來，吳傳珍，薛智勇.纖維素酶及其應用現狀[J].安徽農學通報（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，學歷：本科，研究方向：生物能源研發和酒精生產研究。