文 献 综 述

一.研究背景

纤维素（cellulose）是自然界最丰富的有机化合物，是植物中最广泛的骨架同多糖，而且植物细胞壁和木材差不多一半是由纤维素组成。当今，我国仍然是一个农业大国，对于稻壳、稻草、秸秆等农作物的合理处理是我国走可持续发展战略的关键一步。如果纤维素能通过纤维素酶水解转化，则可以在能源、饲料、食品、纺织、造纸等方面得以有效利用^【1】 ，将具有巨大的经济效益和社会价值。近年来，Nature和Science均有关于纤维素发酵产生酒精新能源的相关报道^【2-3】。如何变废为宝，低碳循环利用这些农作物成为当今研究的一大课题。所以认识纤维素是解决一题难题的关键一步。

首先，从纤维素化学结构分析，纤维二糖是构成纤维素的基本单位，相对分子质量在50 000～400 000，每分子纤维素含有300～2 500个葡萄糖残基，葡萄糖（glucose）分子以β-1,4糖苷键连接而成，并且，纤维素分子没有分支结构。 纤维素分子中由于存在大量氢键，使得纤维素分子的空间结构呈伸展状，许多伸展的纤维素分子之间侧向靠氢键可以形成片层结构，许多片层结构纵向紧密垛叠在一起形成微晶。正是由于这种微晶的存在，导致纤维素酶水解纤维素时很难诱导契合于酶的活性中心，使得酶的高效性难以发挥，水解受到限制^[4]。因此，对原料 （纤维素）的预处理方法的探究、对纤维素酶产生菌的筛选及其酶的修饰研究等问题成了研究的一大难点。

二.国内外研究进展

(1).已筛选出的菌株种类和酶活

细菌、真菌、放线菌等都能产生纤维素酶，其中真菌中的木霉因产酶量大、活性高而被广泛研究和应用，细菌和放线菌等也能够产生纤维素酶, 它们产生的纤维素酶往往具有耐碱耐热的特点^【7】。除木霉外，由于放线菌其结构简单、便于遗传分析、产酶量较理想，也有很多研究者致力于放线菌产酶研究^【8】。同时纤维素酶相比其他糖苷水解酶类，比活力至少要低1 ～ 2个数量级，如滤纸酶的比活力为1 IU/mg左右，CMC的比活力约为10 IU/mg，从而造成酶的作用效率较低^【9】。

三.产纤维素酶菌株筛选的方法^[6]

（1）.固体发酵

固体发酵法( Solid-State Fermentation， SSF) 是以秸秆粉、废纸、玉米秸秆粉为主要原料，经接种于微生物而发酵生产，投资小，工艺简单，产品价格低。目前，国内绝大多数纤维素酶的生产厂家都采用这种方法。但是，该方法具有根本的缺陷，其产生的纤维素酶极难提取、精制，易产生杂菌，且质量难以维持稳定等。