饲料纤维素酶的研究与应用进展

饲料纤维素酶的研究与应用进展

山东省科学院生物研究所/李明华 张大伟 楚杰 郝永任 王少杰

摘 要：纤维素酶是能够降解纤维素生成葡萄糖的酶的总称，在畜牧养殖中发挥出越来越重要的作用。本文重点综述了饲料纤维素酶的来源、组成、分子结构、作用机理及其在畜牧业中的应用情况。

关键词：纤维素酶；饲料；应用

　　纤维素是植物光合作用的主要多糖产物，是世界上最为丰富的可再生自然资源。我国每年仅作物秸秆的纤维产量就达2亿吨以上,可是由于植物纤维的高聚合度、毛细管结构、木质素和半纤维素所形成的保护层及其超分子结构的高度结晶而造成纤维素难以利用。有效地开发和利用纤维素这一再生资源对于解决环境污染、食品短缺和能源危机具有重大的现实意义,也是促进我国畜牧业可持续发展的有效途径。纤维素酶是降解纤维素生成葡萄糖的一类多组分酶系。可除了反刍动物可通过瘤胃微生物发酵利用纤维素外，其它家畜本身缺乏纤维素酶，对纤维素不能利用或利用率很低。所以，纤维素酶的研究开发成为纤维素作为饲料开发和利用的关键，也是21世纪各国共同关注的一项重大课题。

1 产纤维素酶的微生物

1.1 产纤维素酶微生物种类

纤维素酶是指所有参与降解纤维素最终转化为葡萄糖的各种酶的总称，它是一类复杂的复合物，称之为纤维素酶系。自然界中能够分泌纤维素酶的微生物包括细菌、真菌、放线菌和一些原生动物等。细菌类有红黄纤维弧菌、普通纤维弧菌、瘤胃球菌和荧光极毛杆菌等；真菌类有黑曲霉、绳状青霉、变换青霉、变色多空霉、绿色木酶、康氏木酶、李氏木酶、嗜热毛壳菌和嗜热子囊菌等；放线菌有链霉属、高温放线菌属和heremomonospora curvata等。目前，人们研究及用于饲料的纤维素酶主要来自细菌和丝状真菌，包括绿色木霉、李氏木霉、根霉、青霉、嗜纤细菌、产黄单孢菌、侧孢菌等，由于细菌分泌的纤维素酶量少，而且难以分离提取，故很少用细菌作为纤维素酶的生产菌种，而主要以真菌为生产菌种，其中绿色木霉应用最为广泛。

1.2 纤维素酶高产菌株的选育

菌株选育是纤维素酶生产的基础性工作，其中对已知纤维素酶产生菌进行诱变是增加产酶微生物菌种的一条有效途径。国内外许多专家进行了大量研究，取得了很大的进展。汪履绥等以黑曲霉C10菌株为出发菌株，经紫外线、亚硝基胍、60Co-γ射线和硫酸二乙酯等物理化学诱变处理，最后得到一株突变株C66，与野生菌株相比，该突变株纤维素酶产量提高了2倍；中国科学院微生物研究所获得了康氏木霉的白色变种As3.4290和As3.4001，康氏木霉CP-8329等等。<SPAN style="FONT-SIZE: 12pt; C