木聚糖酶的应用及其研究进展
木聚糖酶是一种重要的工业酶制剂，现已从多种生物体中分离到大量的不同类型和功能的木聚糖酶，已经在造纸、饲料、食品和酿酒行业被广泛应用。该文就木聚糖酶的来源、分类、结构、应用等方面的研究现状和进展进行了综述，并对其应用前景进行了展望。
木聚糖酶概述
半纤维素是聚合碳水化合物，是在植物细胞壁中与纤维素紧密结合的几种不同类型的多糖混合物，包括有木聚糖、葡萄糖甘露聚糖、阿拉伯木聚糖、木葡聚糖、半乳葡萄甘露聚糖等多种组分。半纤维素是自然界中第二大丰富的多聚糖，而木聚糖是半纤维素中的主要成分，它在被子植物中占干重的15%—30%;在裸子植物中木聚糖含量占7%—12%。
木聚糖是一种复杂的多糖类物质，其主干由β-1，4-糖苷键将β-D-吡喃木糖连接成多聚物;在多聚物主链β-D-吡喃木糖残基的O-2或O-3位置上连有4-O-甲基-α-D-葡萄糖醛酸、α-L-阿拉伯糖等，其中软木木聚糖结构上前者含量较高;同时其C2或C3常常会被乙酰化，被子植物如硬木的木聚糖中有70%—80%在C2或C3上被乙酰化，这影响了木聚糖在水中的可溶性，也就意味着自然界中有很大部分的木聚糖很难被分解利用。木聚糖酶是一种可将木聚糖降解成低聚木糖和木糖的多组分复合酶系，在半纤维多聚糖资源的利用以及工业应用方面有巨大潜力。
木聚糖酶的来源
木聚糖的结构复杂，在主链上常常连有种类不一的支链，因而要降解利用木聚糖，亦需要相应的各种酶的作用。木聚糖酶广义上说是一种多聚复合酶，是能降解木聚糖的一类酶的总称。它在自然界中来源极为广泛，存在于细菌、真菌、蜗牛、甲壳动物、反刍动物、海洋藻类、陆地植物组织等。被报道的产木聚糖酶的微生物有木霉、曲霉、青霉、链霉菌、细菌等，其中被研究较多的是木霉、曲霉、细菌所产生的木聚糖酶，且不同来源的木聚糖酶，它们的酶学性质也有所差异。
木聚糖酶的分类
广泛意义上的木聚糖酶主要包括有三类：外切-β-1，4-木聚糖酶(EC 3.2.1.92)，该酶作用于寡聚木糖及木聚糖的非还原端;内切-β-1，4-木聚糖酶(EC 3.2.1.8)，是降解木聚糖最主要的酶，作用于β-1，4-木聚糖的主链内部切割β-1，4-糖苷键，该酶从不同位点上切割木聚糖和长链的寡聚木糖，并产生木二糖及低聚木糖等水解产物;β-1，4-木糖苷酶(EC 3.2.1.37)，通过水解低聚木糖的末端来催化释放木糖残基。狭义的木聚糖酶则指的是内切-β-1，4-木聚糖酶。
木聚糖酶的结构
木聚糖酶来源广泛、结构复杂，若按照糖苷水解酶催化区域的氨基酸序列同源性和疏水性分析，则糖苷水解酶类可被分成多个家族。经研究发现，根据水解酶分类系统木聚糖酶主要包含有G/11和F/10家族水解酶类。F/10家族木聚糖酶包含有内切-β-1，4-木聚糖酶、内切-β-1，3-木聚糖酶等，其分子量相对较大，pI值较小，可以作用于对硝基苯纤维二糖和对硝基苯，低聚木糖是底物降解的主要产物;G/11家族木聚糖酶单一，pI值较大，分子量一般较小，对木聚糖的特异性相对较高，且其酶解产物主要为木糖。当然在糖苷水解酶类5、7、8、16、26、43、52、62家族中也发现有些有木聚糖酶活性。
木聚糖酶，据其基因结构及功能的分析表现出，有些木聚糖酶仅含催化区(CD)，有些则除了含有催化区外，还可能含有一些非催化区，如纤维素结合区(CBD)、木聚糖结合区(XBD)、热稳定结构区、连接序列及其他未知功能的非催化区以及催化区等。
木聚糖酶的应用
木聚糖酶在饲料中的应用
在谷物细胞壁中含有阿拉伯木聚糖等抗营养因子，从而会影响家禽对营养的吸收。木聚糖酶伴随着葡聚糖酶、果胶酶、纤维素酶、蛋白酶、淀粉酶、植酸酶等运用于动物饲料中，这些酶能够破坏阿拉伯木聚糖等抗营养因子的完整性，从而减小原材料的黏度，促进动物对饲料营养物质的消化吸收。廖细古等发现：在以玉米-豆粕-杂粕型为基础日粮，分别在基础日粮上添加250g/t和500g/t的木聚糖酶，结果整个阶段的肉鸭生长增重分别比对照组增加了2.77%和4.96%，料重比分别下降了1.85%和2.11%，得出使用木聚糖酶对肉鸭的生产性能有一定的提高。龚敏等通过在日粮中加入阿拉伯木聚糖酶来研究仔猪生理生化指标变化情况，得出在日粮内添加阿拉伯木聚糖酶能提高断奶仔猪的日增重，并且影响仔猪生长性能和相关血液的生化指标。（来源：中国食品报）