在畜禽生產(chǎn)中的應(yīng)用：
    常見(jiàn)的畜禽飼料如谷物、豆類、麥類及加工副產(chǎn)品等都含有大量的纖維素。除了反芻動(dòng)物借助瘤胃微生物可以利用一部分外，其它動(dòng)物如豬、雞等單胃動(dòng)物則不能利用纖維素。近年來(lái)，國(guó)內(nèi)外利用真菌纖維素酶成為提高畜禽生產(chǎn)性能和飼料利用率的重要措施之一。

    1、在牛日糧中的應(yīng)用
    焦平林等(1996)用閹牛試驗(yàn)，在日糧中按每頭每日添加纖維素酶40g，飼喂60天，結(jié)果表明加酶組日增重892.78g，對(duì)照組日增重746.8g，差異極顯著(P<0.01)。焦平林又用30頭荷斯坦奶牛進(jìn)行試驗(yàn)，試驗(yàn)組按每頭每日添加50g纖維素酶，結(jié)果表明，試驗(yàn)組15頭奶牛在68天總產(chǎn)奶量為2916kg,而對(duì)照組15頭奶牛在68天的總產(chǎn)奶量為2689kg，差異顯著(P<0.05)。付連勝等(1998)報(bào)道，在瘤胃功能正常狀態(tài)下，成年奶牛及育成牛飼喂纖維素酶5天后，其糞便干物質(zhì)和飼喂前相比，減少30%，一周后，封閉式牛舍氨含量下降70%左右，粗飼料采食量提高8-10%，尿中尿素下降58.9%，懷孕奶牛在產(chǎn)前30天始飼喂纖維素酶，分娩后，不產(chǎn)生生理性消化不良癥狀，胎兒體重可增加1.5-3kg，并無(wú)畸形和弱胎。產(chǎn)牛體質(zhì)恢復(fù)快，產(chǎn)奶高峰維持時(shí)間長(zhǎng)(一直至第四個(gè)泌乳月)。趙長(zhǎng)友等(1998)綜述了纖維素酶在草食動(dòng)物日糧中的應(yīng)用，均取得了顯著效果。

    2、在雞日糧中的應(yīng)用
    肉雞日糧一般以高魚(yú)粉、高玉米、高豆粕為主。為減少這些常規(guī)原料的使用量，廣泛采用廉價(jià)的飼料原料，秦江帆等(1996)在肉雞日糧中提高富含纖維的麥麩比例，添加0、0.05%、0.1%纖維素酶制劑進(jìn)行試驗(yàn)，結(jié)果表明，添加0.1%纖維素酶組比對(duì)照組在1-2、3-6、7-8周三個(gè)生長(zhǎng)階段日增重分別提高4.31%、4.54%、4.13%，耗料比分別下降1.56%、4.50%、4.3%。徐奇友(1998)在蛋雞日糧中添加0.1%、0.15%、0.5%纖維素酶，結(jié)果表明，在1-10月的產(chǎn)蛋期間，產(chǎn)蛋率分別提高0.53%、1.25%、2.88%，酶水平0.15%和0.5%組的破蛋率降低34.49%、16.19%，蛋殼強(qiáng)度分別提高14.71%和8.41%。

    一般用黑曲霉或李氏木霉進(jìn)行培養(yǎng)，然后將發(fā)酵液用鹽析法使之沉淀并精制而成。由此所制得的商品中除纖維素酶外，尚含有半纖維素酶、果膠酶、蛋白酶、脂酶、木聚糖酶、紆維二糖酶和淀粉葡萄苷酶。

    按中國(guó)GB 2760—2007規(guī)定，纖維素酶的來(lái)源應(yīng)限于：1．黑曲霉；2．李氏木霉：3．綠色木霉。

展望：
    我國(guó)是一個(gè)飼料資源十分緊張的國(guó)家，土地少、人口多，人畜爭(zhēng)糧的矛盾十分突出。要保持我國(guó)飼料工業(yè)和畜牧業(yè)的持續(xù)發(fā)展，必須解決好飼料問(wèn)題，否則將嚴(yán)重制約其發(fā)展。纖維素是自然界中十分豐富的資源，是800-1200個(gè)葡萄糖分子聚合而成。因此，可通過(guò)微生物發(fā)酵充分利用農(nóng)副產(chǎn)品下腳料、秸稈、糠生產(chǎn)纖維素酶添加劑，用于提高畜禽生產(chǎn)性能，提高飼料利用率，改善飼料的營(yíng)養(yǎng)價(jià)值，降低飼料成本和提高經(jīng)濟(jì)效益，具有廣闊的開(kāi)發(fā)前景，今后應(yīng)進(jìn)一步加強(qiáng)纖維素酶研究和開(kāi)發(fā)工作。主要有如下幾方面：

    1、進(jìn)一步加強(qiáng) 纖維素酶 的作用機(jī)制研究。 纖維素酶 應(yīng)用于飼料，作用于動(dòng)物消化道，其機(jī)制尚未清楚。從理論上決定其添加量還很困難，目前只能從實(shí)驗(yàn)結(jié)果來(lái)決定，受影響因素很多，往往效果不夠理想。對(duì)于單用多種原料的 纖維素酶 最佳添加量也研究不多，這將嚴(yán)重制約 纖維素酶 的推廣應(yīng)用。

    2、目前 纖維素酶 的產(chǎn)量和活性都不高，成本偏高，今后應(yīng)加強(qiáng)菌種選育和發(fā)酵工藝等基礎(chǔ)研究工作，以提高其產(chǎn)量和活性，特別是要注意利用DNA基因重組技術(shù)的應(yīng)用，來(lái)選育出活性高、產(chǎn)酶量大的菌種。

    3、加強(qiáng) 纖維素酶 檢測(cè)方法研究。雖然 纖維素酶 的檢測(cè)方法很多，但真正能適合飼料的檢測(cè)方法還沒(méi)有，這給實(shí)際應(yīng)用工作帶來(lái)困難，如無(wú)法比較不同廠家的產(chǎn)品質(zhì)量，確定 纖維素酶 添加量也很困難，應(yīng)組織有關(guān)力量，制訂出統(tǒng)一的檢測(cè)方法標(biāo)準(zhǔn)，供生產(chǎn)中應(yīng)用。

安全性：
    由黑曲霉及李氏木霉提取者，ADI不作特殊規(guī)定。

    由青霉制得者，ADI未作規(guī)定(FAO/WHO，1994)。

包裝和貯藏：
    密閉包裝后貯于陰冷處。

纖維素酶(9012-54-8)的概述：
    纖維素酶是酶的一種，在分解纖維素時(shí)起生物催化作用。

    纖維素酶廣泛存在于自然界的生物體中。細(xì)菌、真菌、動(dòng)物體內(nèi)等都能產(chǎn)生纖維素酶。一般用于生產(chǎn)的纖維素酶來(lái)自于真菌，比較典型的有木酶屬、曲霉屬和青霉屬。

    產(chǎn)生纖維素酶的菌種容易退化，導(dǎo)致產(chǎn)酶能力降低。

    纖維素酶在食品行業(yè)和環(huán)境行業(yè)均有廣泛應(yīng)用。在進(jìn)行酒精發(fā)酵時(shí)，纖維素酶的添加可以增加原料的利用率，并對(duì)酒質(zhì)有所提升。

    由于纖維素酶難以提純，實(shí)際應(yīng)用時(shí)一般還含有半纖維素酶和其他相關(guān)的酶，如淀粉酶、蛋白酶等。

    纖維素酶種類繁多，來(lái)源很廣。不同來(lái)源的纖維素酶其結(jié)構(gòu)和功能相差很大。由于真菌纖維素酶產(chǎn)量高、活性大，故在畜牧業(yè)和飼料工業(yè)中應(yīng)用的纖維素酶主要是真菌纖維素酶。

種類：
    1.纖維素酶的組成與功能
    纖維素酶根據(jù)其催化反應(yīng)功能的不同可分為內(nèi)切葡聚糖酶(1,4-β-D-glucan glucanohydrolase或endo-1,4-β-D-glucanase，EC3.2.1.4)，來(lái)自真菌的簡(jiǎn)稱EG,來(lái)自細(xì)菌的簡(jiǎn)稱Cen、外切葡聚糖酶(1,4-β-D-glucan cellobilhydrolase或exo-1,4-β-D-glucannase，EC.3.2.1.91)，來(lái)自真菌的簡(jiǎn)稱CBH，來(lái)自細(xì)菌的簡(jiǎn)稱Cex和β-葡聚糖苷酶(β-1,4- glucosidase，EC.3.2.1.21)簡(jiǎn)稱BG。內(nèi)切葡聚糖酶隨機(jī)切割纖維素多糖鏈內(nèi)部的無(wú)定型區(qū)，產(chǎn)生不同長(zhǎng)度的寡糖和新鏈的末端。外切葡聚糖酶作用于這些還原性和非還原性的纖維素多糖鏈的末端，釋放葡萄糖或纖維二糖。β-葡萄糖苷酶水解纖維二糖產(chǎn)生兩分子的葡萄糖。真菌纖維素酶產(chǎn)量高、活性大，在畜牧業(yè)和飼料工作中主要應(yīng)用真菌來(lái)源的纖維素酶。

    2.纖維素酶降解纖維素的機(jī)理研究
    纖維素酶反應(yīng)和一般酶反應(yīng)不一樣，其最主要的區(qū)別在于纖維素酶是多組分酶系，且底物結(jié)構(gòu)極其復(fù)雜。由于底物的水不溶性，纖維素酶的吸附作用代替了酶與底物形成的ES復(fù)合物過(guò)程。纖維素酶先特異性地吸附在底物纖維素上，然后在幾種組分的協(xié)同作用下將纖維素分解成葡萄糖。

    1950年，Reese等提出了C1-Cx假說(shuō)，該假說(shuō)認(rèn)為必須以不同的酶協(xié)同作用，才能將纖維素徹底的水解為葡萄糖。協(xié)同作用一般認(rèn)為是內(nèi)切葡聚糖酶(C1酶)首先進(jìn)攻纖維素的非結(jié)晶區(qū)，形成Cx所需的新的游離末端，然后由CX酶從多糖鏈的還原端或非還原端切下纖維二糖單位，最后由β-葡聚糖苷酶將纖維二糖水解成二個(gè)葡萄糖。不過(guò)，纖維素酶的協(xié)同作用順序不是絕對(duì)的，隨后的研究中發(fā)現(xiàn)，C1-Cx和β-葡聚糖苷酶必須同時(shí)存在才能水解天然纖維素。若先用C1酶作用結(jié)晶纖維素，然后除掉C1酶，再加入Cx酶，如此順序作用卻不能將結(jié)晶纖維素水解。

菌種選育：
    菌種選育是纖維素酶生產(chǎn)的基礎(chǔ)性工作，國(guó)內(nèi)外許多專家進(jìn)行了大量研究，為了生產(chǎn)高質(zhì)量的纖維素酶產(chǎn)品，王家林等(1996)在吸收國(guó)內(nèi)外經(jīng)驗(yàn)的基礎(chǔ)上，先后引進(jìn)了綠色木霉木10、綠色木霉Sn-91014、康氏木霉NT-15、黑曲霉XX-15A，在此基礎(chǔ)上，采用了紫外線、特定電磁波輻射、線性加速器，亞硝基胍等物理、化學(xué)的誘變方法，獲得了高產(chǎn)菌株NT15-H、NT15-H1、XT-15H、XT-15H1。其中木霉NT-15H固體培養(yǎng)活力經(jīng)輕工部食品質(zhì)量監(jiān)督檢測(cè)中心南京站檢測(cè)表明，濾紙活力為3670u/g, C1-酶活力24460u/g，Cx-酶活力1800u/g，已達(dá)到國(guó)際先進(jìn)水平。此菌種在工廠化生產(chǎn)中性能穩(wěn)定。張苓花等(1998)采用康氏木霉W-925，J-931，經(jīng)過(guò)濃度為2%硫酸二乙酯和紫外線(15W、30cm、2min)復(fù)合誘變后，得到了產(chǎn)酶活性高的Wu-932菌種，該菌種CMC糖化力達(dá)到2975，濾紙?zhí)敲富钚詾?31，比出發(fā)菌W-925分別提高了100%和81%�；�工部飼料添加劑技術(shù)服務(wù)中心王成書(shū)等(1997)采用該中心的里氏木霉A3先進(jìn)行紫外線和亞硝基胍復(fù)合誘變后，將處理過(guò)的孢子接種于纖維雙層平板上，30℃培養(yǎng)5-8天，15℃放置7-10天，挑選透明圈直徑和菌落直徑比較大的單菌落進(jìn)行三角瓶固態(tài)發(fā)酵再篩選，得到了產(chǎn)纖維素酶活力很高的里氏木霉91-3菌株。

    纖維素酶菌種易退化，退化后其產(chǎn)酶力明顯降低，其原因可能有三個(gè)方面：①經(jīng)誘變篩選的菌種發(fā)生回復(fù)突變。②自然負(fù)突變。③菌種長(zhǎng)時(shí)間低溫斜面保藏，會(huì)在分生孢子上長(zhǎng)出次生菌絲，而次生菌絲所形成的分生孢子生命力弱，這可能是菌種退化的主要原因。為了避免纖維素酶菌種退化，張苓花等(1998)報(bào)道，采用砂土管保藏菌種。即將過(guò)篩洗凈的砂子與土以3:2比例混合分裝在試管內(nèi)，用1kg/cm²壓力滅菌30分鐘共三次，將欲保存的斜面菌種制備成1000ml孢子懸浮液，每個(gè)砂土管注入0.5ml，搖勻，放入盛有無(wú)水CaCl₂真空干燥器內(nèi)保存。經(jīng)測(cè)定，在所測(cè)的121天內(nèi)，酶的活性基本不變；酶活性下降50%的時(shí)間，由常規(guī)方法的60天延長(zhǎng)至160天，明顯地減緩了菌種退化速度。

發(fā)酵工藝：
    纖維素酶的生產(chǎn)工藝主要有兩種，即固體發(fā)酵和液體發(fā)酵。

    1、影響產(chǎn)酶量和活力的因素：影響纖維素酶產(chǎn)量和活力的因素很多，除菌種外，還有培養(yǎng)溫度、pH、水分、基質(zhì)、培養(yǎng)時(shí)間等。這些因素不是孤立的，而是相互聯(lián)系的。張中良等(1997)采用均勻設(shè)計(jì)Cl₁₂(1210)，以綠色木霉(T.ViriclePers.expr)為菌種，研究了影響產(chǎn)纖維素酶的五大因素對(duì)產(chǎn)酶量和活力的作用，認(rèn)為基質(zhì)粗纖維含量為40%、初始pH7.5、加水4倍、在26-31℃條件下培養(yǎng)45h可獲得最大產(chǎn)酶量26mg/g和CMC酶活力20mg/g·h。王成華等(1997)也研究了其誘變篩選的里氏木霉91-3的產(chǎn)酶條件，結(jié)果表明該菌種以7：3的秸稈粉和麥麩，另添加4%硫酸銨、0.4%磷酸二氫鉀、0.1%硫酸鎂為最佳培養(yǎng)基，28-32℃為適宜培養(yǎng)溫度，30℃為最佳溫度，4%為最佳接種量，96h到達(dá)發(fā)酵高峰。張苓花等(1998)研究了以康氏木霉W-925為出發(fā)菌，經(jīng)誘變后得到的Wu-932纖維素酶高產(chǎn)菌的最佳發(fā)酵條件。結(jié)果表明，以1：2的麥麩和稻草粉為培養(yǎng)基，5%的接種量，稻草粉碎平均長(zhǎng)度3-5mm，初始pH4-5，溫度在28-35℃，發(fā)酵時(shí)間72h為最佳發(fā)酵條件。