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纤维素作为原料具有解决当前世界面临的能源危机、粮食短缺、环境污染等问题的巨大潜力。然而，由于纤维素具有水不溶性的高结晶构造，是一种含有大量葡萄糖的聚合物[3]，具有难降解的特点，因此它的利用率很低，约有89％未得到有效利用。要对其分解利用相当困难，欲利用纤维素，首先需要将纤维素进行降解。纤维素的降解包括物理方法、化学方法和生物方法。生物降解以其条件温和、耗能低和污染少等特点，成为目前新能源研究的方向之一[4]。
在1912年左右开始了纤维素微生物的研究，20世纪50年代以前主要是研究防止微生物对天然纤维素的破坏作用；60到70年代主要研究利用纤维素原料来生产单细胞蛋白；70年代以后，研究的重点又逐步转移到开辟新能源和防止环境污染的问题上来。近二、三十年来，研究领域又在纤维素酶菌株的选育、纤维素酶组分及降解机制、纤维素酶合成的调节和控制以及纤维素酶应用等方面取得较大进展[2]。目前纤维素的生物降解主要通过纤维素降解菌产生的纤维素酶来实现。
1.2 纤维素酶及其应用
纤维素酶是一种复合酶，是由多种水解酶组成的一个复杂酶系。根据其各类酶功能的差异，可分为三大类：C1酶、Cx酶、BG酶。C1酶又称葡萄糖内切酶，它作用于不溶性的纤维素表面，随机水解β-1，4-糖苷键，将长链纤维素分子截短，产生大量非还原性末端的小分子的纤维素；Cx酶又称葡聚糖外切酶，作用于纤维素线性分子末端，水解β-1，4-糖苷键，每次切下一个纤维二糖分子，故又称纤维二糖水解酶；BG酶(β一葡萄糖苷酶)可将纤维二糖，纤维三糖水解成葡萄糖分子[2]。纤维素在这三类酶的协同作用下完成水解。
纤维素酶在环境保护、食品工业、动物饲养、工业生产中均有重要应用。环境保护过程中面临着诸多问题，其中纤维素酶对城市垃圾的无害处理有着重要意义，城市生活垃圾的组成复杂，其中纤维素占主要部分，而纤维素难降解，使城市垃圾处理的负荷增加。纤维素降解菌产生的纤维素酶能破坏植物细胞壁，从而使细胞内含物质充分释放，同时还能把天然纤维素分解成葡萄糖分子，因此可变废为宝，实现能源有效循环。纤维素分解的研究对于减轻废弃物对环境的污染，以及对纤维素资源的开发利用具有重要的价值，项目的实施对建设生态农业、资源节约型、环境友好型社会具有重大现实意义[5]。在食品工业中纤维素酶可以使植物组织膨化松软，因此可改善口感和促进消化吸收，在进行酒精发酵时添加纤维素酶可明显提高酒精和白酒的出酒率以及原料的利用率，降低溶液的黏度，缩短发酵时间，而且使酒的口感醇香，杂醇油含量降低。在酱油的酿造过程中添加纤维素酶，可使大豆类原料的细胞膜变得膨胀软化易被破坏，使包藏在细胞中的蛋白质和碳水化合物得到释放，这样既可提高酱油浓度，改善酱油品质，又可缩短生产期，提高生产效率[6]。据报道在动物饲料中添加纤维素酶，能改善其消化系统机能，减少肠道中病源菌繁殖，改善肠内环境，从而增强了动物的体质，降低其死亡率，同时还能提高高粗纤维和其他营养物质的酵解和吸收率[7]。在工业中纤维素酶还被广泛应用于纺织业和造纸业，在纺织业中棉织物质用纤维素酶处理后手感和外观得到很大的改善，在造纸业中酶法处理造纸纤维能提高洁白度，自由度和强度，同时也能节约传统方法中使用的化学原料。论文网
许多微生物代谢过程中均可产生纤维素酶，在分解纤维素时起生物催化作用。纤维素酶在自然界中来源很广，细菌、真菌、放线菌等在一定条件下都能产生纤维素酶。一般用于生产的纤维素酶大多数来自于真菌。由于真菌所产的纤维素酶多为胞外酶，便于分离和提取且产酶效率较高，有利于纤维素酶的工业化制备及应用，因此研究和生产中采用的菌种大多是木霉、曲霉和青霉等真菌[8-11]。尽管如此纤维素酶的生产仍面临着成本高，菌种容易退化，导致产酶能力降低的问题。纤维素酶应用很广泛，但是，纤维素的高效、快速降解，仅依靠这几个菌株显然是不够的，因此寻找更多、更高效、作用范围更广泛的菌种，尤其是加强筛选出产酶活力高的菌株具有重要意义[12]。