半纤维素酶

半纤维素酶（hemicellulases）是一种能使构成植物细胞膜的多糖类(纤维素和果胶物质除外)水解的酶类。

基本信息半纤维素主要由木聚糖和甘露聚糖组成，是饲料中的关键抗营养因子，可阻碍营养成分消化，降低动物生长性能。 半纤维素酶为复合酶系，主要包括木聚糖酶和甘露聚糖酶，其功能是降解半纤维素，消除抗营养性。

半纤维素是植物细胞壁的主要组成成分之一，广泛存在于饲料中，是饲料中的主要抗营养成分。半纤维素是由几种不同类型的单糖构成的异质多聚体，这些糖是五碳糖和六碳糖，包括木聚糖、甘露聚糖和半乳糖等。 单胃畜禽消化道并不能分泌半纤维素酶，其肠道共生的微生物可少部分分泌木聚糖酶和甘露聚糖酶等半纤维素酶，从而部分降解饲料中的半纤维素。 反刍动物瘤胃含有丰富的微生物区系，对半纤维素的利用率可达 60%～80%，而单胃动物对半纤维素的利用率较低。 半纤维素酶可降解饲料中的半纤维素为单糖或寡糖，解除其对营养因子的阻碍作用，进而消除抗营养性，提高营养成分消化率和利用率。1

半纤维素酶的来源β-木聚糖酶的性质和来源β-木聚糖酶可由多种微生物分泌产生，分子量大小为 8～145 ku。 通常分子量较小的木聚糖酶（30 ku）为酸性木聚糖酶。木聚糖酶的研究主要集中在细菌木聚糖酶。芽胞杆菌产生的木聚糖酶最适 pH 值范围为 5.5～9.0，多数为 6.0；最适反应温度为 50～75 ℃，多数为60 ℃；分子量集中在 16～56 ku，多数为 20～30 ku。除了细菌可产生木聚糖酶外，某些真菌和放线菌也能分泌该酶。 真菌一般产生低分子量的碱性木聚糖酶。2

β-甘露聚糖酶的性质和来源与木聚糖酶类似，β-甘露聚糖酶也可由多种生物分泌， 这些生物包括 Littorina brevicula（一种低等海洋动物）、魔芋（天南星科植物）、豆角类植物、微生物等。 不同来源的 β-甘露聚糖酶底物特异性、蛋白一级结构、基因序列及酶学性质都有一定差异。 然而饲用甘露聚糖酶主要来源于微生物（包括细菌、放线菌和真菌），原因是该来源的 β-甘露聚糖酶具有活性较高、提纯方便、最适温度和 pH 值范围较广等特点。 研究较多的 β-甘露聚糖酶来源于木霉、 酵母、曲霉（黑曲霉和黄曲霉）、芽胞杆菌（枯草芽胞杆菌和地衣芽胞杆菌）、弧菌、假单细菌、嗜热杆菌、链霉菌等。

半纤维素酶的应用畜牧业在饲料中添加半纤维素酶可以促进动物对脂肪和蛋白质的消化及吸收，提高饲料的转化率；半纤维素酶与蛋白酶组成的酶制剂还能提高猪仔的日增重，降低猪仔死亡率。1

食品工业半纤维素酶可以分解咖啡中的半乳糖为低聚糖，大大降低咖啡的粘度，从而降低了速溶咖啡的生产成本；半纤维素酶可以水解谷物面粉中的木聚糖产生木寡糖从而大大改善了面包的质地结构和松软度。

在造纸工业用半纤维素酶对硫酸盐纸浆进行漂白，有很大的增强作用，并且半纤维素酶通过提高纸浆可漂白性而减少氯的需用量从而减轻了对环境的污染，并提高纸的白度，同时降低生产成本。半纤维素酶对硫酸盐纸浆的预漂白是未来制浆和造纸工业中的一个重要发展方向。

本词条内容贡献者为:

张磊 - 副教授 - 重庆师范大学