19、木聚糖酶在制浆造纸工业中的应用与发展

木聚糖酶在制浆造纸工业中的应用与发展

1. 木聚糖酶的来源与特性

木聚糖酶来源广泛，包括细菌和真菌。不同来源的木聚糖酶具有不同的特性，在工业应用中发挥着各自的优势。
- 细菌木聚糖酶 ：当以棉秆或纸莎草纸浆为培养底物时，暗色链霉菌（S. chromofuscus）产生的木聚糖酶活性比罗氏链霉菌（S. rochei）更高。暗色链霉菌处理棉秆纸浆时，在使用乙二胺四乙酸（EDTA）处理纸浆的情况下，可使木质素百分比从24.5%降至11.2%，亮度百分比从9%提高到17%，效果优于罗氏链霉菌。
嗜热蓝紫链霉菌（Streptomyces thermocyaneoviolaceus，M049）产生的木聚糖酶在70°C时能保留65%的活性。该酶基因经扩增命名为“xynB”，在大肠杆菌[BLR(DE3)]中表达，表达的蛋白质热稳定性更高且易于纯化。此酶在60°C、pH 5.0时活性最高，采用硫酸铵沉淀、离子交换和凝胶过滤相结合的技术进行纯化。由于在高温下仍能保持90%的酶活性，它在包括造纸工业在内的不同行业具有应用潜力。
- 真菌木聚糖酶
- 宇佐美曲霉（Aspergillus usamii，E001）产生的木聚糖酶AuXyn11A本身无热稳定性，但将其N端结构域替换为与巴斯德毕赤酵母（Pichia pastoris，GS115）有密码子偏好性的热稳定木聚糖酶Syxyn11的N端结构域后，在大肠杆菌（JM109）中表达，N端约三个替换的氨基酸赋予了该工程木聚糖酶热稳定性。酶纯化采用硫酸铵沉淀、凝胶和超滤相结合的技术，在75°C时活性最高。
- 黑曲霉（Aspergillus niger）的木聚糖酶基因xyl10