4 木聚糖酶分解半纤维素产酒精
随着石化燃料的日趋紧张和环境污染的日益严重,开发利用清洁可再生能源具有长远意义。其中研究开发燃料乙醇的生产备受关注。纤维素是地球上贮量最丰富的有机物质。而每年用于工业过程或燃烧的纤维素仅占2 %左右，还有很大一部分未被利用，因此研究开发纤维素的转化技术，将秸秆、蔗渣、废纸、垃圾纤维等纤维素类物质高效地转化为糖，进一步发酵生产燃料酒精，对开发新能源，保护环境具有非常重要的现实意义。
木质纤维素是由纤维素丝嵌入到大分子的蛋白质、果胶、木质素和半纤维素基质中所组成的。其中两种主要的碳水化合物纤维素和半纤维素的干重各占45 %和25 %。纤维素是细胞壁的主要成分，在纤维素的周围充填着半纤维素和木质素,阻碍了纤维素酶同纤维素分子的直接接触。通过化学和生物化学的方法可将纤维素和半纤维素水解成单糖,继而发酵生产酒精。要提高纤维素物质转化为乙醇的利用效率，半纤维素糖的利用十分重要。
半纤维素在温和的条件下很容易被稀酸水解,但纤维素则需要苛刻的条件。若酶解前对木质纤维素进行预处理,那么半纤维素和纤维素再用酶水解会容易一些。预处理主要包括粉碎、溶解、水解和分离纤维素、半纤维素和木质素的组分。这些方法包括浓酸、稀酸、碱、二氧化硫、过氧化氢、蒸汽爆破、潮湿、氧化、石灰处理、热水处理等。在酶解前用二氧化碳爆破的方法对纤维物质进行预处理效果更好。
木质纤维的转化主要分两个步骤：木质纤维生物量中纤维素水解生成还原糖；糖发酵成乙醇。基于目前的技术，木质纤维原料生产乙醇的主要问题是得率低、水解成本高。促进木质纤维水解的方法包括：木质纤维原料预处理脱除木素和半纤维素；纤维素酶的优化；同步糖化发酵法（SSF）。
2001年，烟台大学常秀莲等采用稀酸水解和酶水解将半纤维素和纤维素转化为可发酵性糖,再采用基因工程细菌将木质纤维素中的糖转化成乙醇,用作燃料。半纤维素衍生糖补充一定的营养成分,经过48 h的发酵,乙醇浓度可达40 g/L，是理论产率的90 %以上。
5 利用酒糟生产木聚糖酶
啤酒糟是啤酒酿造生产的主要废弃物之一，据测定鲜啤酒糟含水分69 %，粗蛋白6.2 %，粗脂肪11 %，粗纤维3.4 %，无机氮浸出物10.4 %。其中无机氮浸出物的主要成分是木聚糖。近年来，我国啤酒工业得到迅速发展，年产啤酒超过3000多万千升，成为世界上第一大啤酒生产国， 由此产生约1000万吨的啤酒糟。长期以来，工厂主要是将湿糟作为粗饲料直接低价出售，其收益甚微，有少数厂家则是将湿糟直接排放，这不仅造成严重的环境污染，还导致资源的浪费，为此，一些研究人员对啤酒糟的利用进行了多方面的研究探讨，以啤酒糟为主要原料添加其他辅料，利用通过选育得到的木聚糖酶生产菌，进行发酵生产木聚糖酶。
2004年、2005年，湖北工业大学曾莹等研究筛选出了能发酵啤酒糟高产木聚糖酶的菌株——黑曲酶AN27-2-1，并对其产酶条件进行了优化。结果表明，黑曲霉 AN27-2-1在啤酒糟∶玉米芯∶麸皮=6∶2∶2，NH4NO3 2 %，Tween80 0.1 %的基质上加水比为 1∶2，接种量为 3.5 %，置30 ℃下培养 2～3 d，产酶量可达 310.54 IU/g。具有较好的应用前景。
白酒丢糟是白酒酿造后的废弃物,酸度大，水分含量在60 %以上,不便贮存、干燥，并且干燥物中含有60 %～65 %难于消化的稻壳,利用价值较低,常作为粗饲料或当作垃圾废弃,造成污染环境,社会效益差。
2001年，齐齐哈尔大学关宏等对白酒糟的利用做了研究。木聚糖酶产生菌(Aspergillus niger)1-13菌株以白酒丢糟作为碳源进行固体发酵生产木聚糖酶。采用单因素搜索对其最适产酶的氮源和发酵条件进行优化，结果表明，添加的最适氮源为硫酸铵,最适加入量为116 %(以白酒糟干质量计)；最适产酶发酵条件：温度为30 ℃,初始含水量为55 %，接种量为1 mL菌悬液(浓度为7×107个/mL)，接种到10 g固体培养基中，在此优化条件下培养72 h，木聚糖酶活力可达最高为370 IU/g。
6 结论
综上所述，对木聚糖酶的分子结构和性质已有较深入的研究，木聚糖酶在酿酒行业有广泛的应用。在纤维素制酒精过程中，木聚糖酶分解半纤维素将极大地提高转化率。不同来源的木聚糖酶的性质存在着差异，木聚糖酶的生产应该多样化才能满足不同的应用需要。建议应在适合某种酒类的木聚糖酶的性质及分解半纤维素和酒液澄清工艺等方面进行深入的研究，以提高产酒效率，减少酿酒的成本。另外，大曲在大曲酒酿造中为发酵、产香提供了微生物群系和风味前驱物质，而且也提供了丰富的生物催化剂酶。木聚糖酶是大曲中众多酶类中的重要的一种，但目前，在大曲中如何测定木聚糖酶的活力，还有待深入地研究，以揭示大曲中酶类指标与曲酒酒质的内在机理和规律。
