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纤维素作为地球上最丰富的可再生资源,它的利用已经成为科学研究的热点.本文就纤维素的降解方法、酶的降解机理和天然纤维素难以被降解的原因等进行评述.纤维素的降解可以采用酸水解、氧化降解以及微生物降解等方法.微生物可以通过分泌纤维素酶作用于纤维素,引起纤维素的降解.纤维素酶是将纤维素降解成葡萄糖的一组酶的总称,目前已经发现了3种主要的纤维素酶,即内切型β-葡聚糖酶(C1酶)、β-1,4葡聚纤维素二糖水解酶(Cx酶)和β-葡萄糖苷酶(CB).20世纪以来,随着内外切纤维素酶结构的解析,其降解纤维素机理的研究有了很大进展,已基本清楚纤维素酶的降解解机理与"溶菌酶"作用机理很相似.目前为止对于纤维素酶降解纤维素的机理主要有下面几种假说:1) C1-Cx假说.天然纤维素的特异性而必须以不同的酶协同作用才能分解纤维素:结晶底物首先在C1组分作用下,成为对水解敏感区,然后被多组分酶Cx水解,最后由β-葡萄糖苷酶分解为葡萄糖.2)协同理论.目前最为普遍接受的纤维素降解理论为协同理论,该理论认为天然纤维素的降解不是各酶组分单独作用的结果,而是纤维素酶系各组分协同作用的结果.即内切纤维素酶首先进攻纤维素的非结晶区,形成外切纤维素酶(CBH)作用所需要的新游离末端,进而CBH从多糖链的非还原末端切下纤维二糖单位,β-葡萄糖苷酶再水解切下的纤维二糖单位形成葡萄糖.3)原初反应假说.该学说认为原初反应使纤维素的结晶状态发生改变,便于随后的纤维素酶对纤维素的水解.由于纤维素不溶于水,纤维素酶对其进行作用时必须通过扩散作用接触到纤维素表面,然后才能进行催化作用.4)短纤维形成理论(碎片理论).纤维素的降解中存在短纤维形成现象,提出天然纤维素首先在一种非水解性质的解链因子或解氢键酶作用下,使纤维素链内或链间的氢键打开,从而形成短纤维.尽管纤维素化学结构较简单,但由于其来源多样性、结构复杂性等原因.因此,天然纤维素难以被纤维素酶降解的原因可归纳为:1)纤维素酶在酶解过程中的失活和残余纤维素结晶度的增加.2)在长期酶解过程中,发生微纤维排列和取向的无序化及纤维素晶格发生了由Ⅰ型到Ⅱ型的转变,是结晶纤维素难以被酶降解的主要原因.3)由于在酶解过程中,产生的纤维二糖和葡萄糖对整个反应形成明显反馈抑制,使得酶解效率不高.