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本研究从腐败的玉米秸秆上分离得到一株能够发酵生产耐热耐酸性的β-葡萄糖苷酶的菌株,经过形态学和分子生物学方法的鉴定为Tolypocladium cylindrosporum syzx4。然后利用计算机辅助的方法对此菌株的发酵培养基进行了优化,菌株的筛选过程和酶的发酵过程申请了国家专利。首先,使用Plackett-Burmans实验设计法对碳源、氮源和无机盐进行产酶显著性的分析,培养基组分对β-葡萄糖苷酶生产影响排序为：TCS>KH2PO4> SM=(NH4)2SO4;然后应用计算机辅助模型拟合的方法对培养基进行进一步的优化,建立的模型包括响应面法和人工智能,人工智能模型表现的非常优异,得到的最佳培养基组成为：TCS 26.274 g/L,SM 7.066 g/L, KH2PO41.991 g/L, (NH4)2SO42.328 g/L,其它成分保持原始值,30℃,初始pH值为5时,发酵8天,此时发酵生产的β-葡萄糖苷酶活力可以达到2.714U/mL。接下来对Tolypocladium cylindrosporum syzx4发酵生产的β-葡萄糖苷酶进行纯化、性质分析、糖化和同步糖化发酵气爆玉米秸秆的应用研究。酶的纯化过程采用的是硫酸铵沉淀法,DEAE-52纤维素离子交换法和Sephadex G-100凝胶层析法。纯化后相对于纯化前的粗酶液活力提高了9.47倍,回收率为12.27%,得到的酶活力为40.50U/mL。SDS-PAGE结果显示为分子量为58.6 kDa的一条带,表明达到了电泳纯,Native-PAGE的结果表明此β-葡萄糖苷酶表现出良好的生物活性。酶学性质分析以β-葡萄糖苷酶对常用的三种水解底物为对象即纤维二糖,水杨素和p-NPG,研究了酶的水解性质,水杨素为底物时Km为8.8 mmoL/L Vmax为25.6 mmoL/s和Kcat为53.89 s-1；以纤维二糖为底物时得到Km为2.59mmoL/L、Vmax为45.3 mmoL/s和Kcat为95.37s-1；对硝基苯-β-D葡萄糖苷(p-NPG)为底物时得到Km为0.85 mmoL/Lmax为85.23 mmoL/s和Kcat为179.43s-1；以p-NPG为底物时,酶对葡萄糖的抑制常数Ki为3.95 mmoL/L,对葡萄糖醛酸内酯的抑制常数Ki为13.29μmol/L,β-葡萄糖苷水解酶具有较强的耐受葡萄糖和葡萄糖醛酸内酯的的性能,温度和pH值对酶活性的影响分析表明广泛的温度适应性在35到70℃反应时酶活性保留了85%以上；该酶耐酸性很强,在pH值为3.0时活力比标准测定方法提高了20%,在酸性条件下比中性条件下稳定。最后,研究了此β-葡萄糖苷酶和其它商业化的纤维素酶复配对气爆秸秆糖化和同步糖化发酵方面的应用,经过单因子方法设计和统计学分析优化,确定糖化条件为：基质浓度为3.05%、糖化pH值为3.73、糖化温度为43.38℃和酶配比中β-葡萄糖苷酶和纤维素酶的比例为0.91时,糖化率达到88.41%；同步糖化发酵结果证明,添加Novo-188商业化β-葡萄糖苷酶的乙醇产量比不添加β-葡萄糖苷酶的提高了50.4%,比添加同等酶活力的商业化Novo-188β-葡萄糖苷酶的乙醇产量提高了32.9%。添加Syzx4苷酶比不添加苷酶乙醇产量提高了一倍。添加Syzx4生产乙醇的速率方面也明显的优于其它两种反应体系。48h乙醇产量已经接近了17.5g/L,120h连续发酵乙醇产量可以达到23.8g/L。本研究结果表明无论是在气爆秸秆的糖化过程还是在同步糖化发酵过程中,此β-葡萄糖苷酶都表现出优异的性能,具有广阔的应用前景,证实了从腐败玉米秸秆中分离得到的Tolypocladium cylindrosporum syzx4菌株为开发新型β-葡萄糖苷酶制剂提供了应用基础和理论研究。