浅谈纤维素酶在酒精生产中的作用

秦宇伦

摘 要：纤维素酶是酒精生产的重要原料，在人们对其研究的深入下，纤维素酶也开始在能源、环保、饲料等领域得到了应用。本文主要针对纤维素酶在酒精生产中的作用进行分析。

关键词：纤维素酶；酒精生产；作用

随着我国经济的发展，酒精生行业和酶制剂工业也得以迅猛发展，纤维素酶作为一种酶产品在酒精生产过程中起着重要的作用，在纤维素分解过程中，它起到了生物催化的作用，使得酒精产量上升了一个大的台阶。那么在酒精生产中如何科学合理地利用纤维素酶成为一个重要的课题。本文主要从纤维素酶的内涵和在酒精生产中的作用进行了详细的阐述。

1 纤维素酶的概述

纤维素在酒精生产中起到了关键性的作用，所以要想了解纤维素酶的基本概念，需要了解纤维素酶的性质和发酵制备两个方面的内容。

1.1 纤维素酶的性质

纤维素酶是在自然界的生物体内提取出来的，其组成包含多种酶，这些酶之间具有一定的协同作用，可以对纤维素产生降解作用，将其转化为葡萄糖，一般情况下，我们可以将纤维素酶分为β葡糖苷酶、Cx酶、C1酶几种类型。在酿酒的过程中，C1酶起着最为重要的作用，可以直接破坏纤维素链，促使纤维素内部的纤维素链断裂，并游离纤维素分子末端，促使纤维素链由不溶水状态到溶水状态的过程。Cx酶主要作用是对纤维素进行活化，把β1和β4键的纤维素酶分解开。这三种类型的酶如果单独存在就不能分裂结晶体纤维素，但是当这三种酶的比例达到合适的程度的时候，共同作用下就能够有效对纤维素降解。

1.2 纤维素酶的发酵制备

纖维素酶的产酶菌有多种，如细菌、放线菌、丝状真菌都是常见的产酶菌，每种类型的产酶菌由于其结构的不同，功能上也有诸多的不同。所以准确的选育酶种是纤维素酶生产的基础工作。在各种产酶菌中，丝状真菌在产酶过程中发挥出了较大的优势，丝状真菌产生的纤维素酶是胞外酶，使得酶的分离和提取过程变得简单易行。其它的产酶率相对于其他产酶菌明显较高，结构也更为合理。在生产中除了能够生产产酶菌，还能够生产果胶酶和淀粉酶等。

纤维素是一种重要的诱导酶，在发酵过程中对纤维素酶的合成起着诱导作用，所以要想取得理想的发酵效果，就必须有诱导酶的存在。从发酵制备方法来看，纤维素酶有固态发酵法和液态发酵法常见的发酵制备方法。

纤维素酶在酿酒中起着不可替代的作用，将其应用在酿造业，每100kg的原料大约可以增加10～15kg的出酒量，且生产出的成品酒味醇香。如果是酿造白酒，那么原料中对于纤维的含量要求较高，如果应用纤维素酶进行生产，可以将纤维素以及淀粉转化为糖类，在酵母的作用下，将其分解为酒精，数据显示，该种方式可以提高3%～5%的出酒率，且生产出的成品品质上佳，对于纤维和淀粉的利用率非常高，可以有效缩短发酵和生产的时间。

2 纤维素酶在酒精生产中的应用

纤维素酶在酒精生产中的作用体现在提高出酒率和酶解纤维素原料生产燃料酒精两个方面。

2.1 纤维素酶在发酵过程中提高出酒率

利用纤维素酶可以有效提高酒精生产过程中的出酒率。从酒精生产的原料来看，玉米、高粱和木薯是生产酒精的主要原料，除此之外纤维素酶的应用可以把不能被淀粉酶、糖化酶吸收的一定比例的纤维素、半纤维素转化成发酵性糖，进而提高出酒率。纤维素酶提高出酒率的原因有两个方面，一方面是纤维素一部分分解成葡萄糖供酵母使用，另一方面分解植物细胞壁以后，能够完全释放和使用淀粉。其过程為纤维素在C1，Cx的作用下转变成纤维二糖，再经过β葡糖苷酶的作用转变成葡萄糖，然后葡萄糖在酵母的作用下变成乙醇。从这一过程我们可知，纤维素酶在酒精的生产过程中对于提高出酒率起到了很大的作用。

2.2 纤维素酶酶降解纤维素在燃料酒精生产中的应用

对木质纤维素进行预处理也可以提高纤维素的水解。纤维素原料通过预处理，在酸或酶的作用下进行水解糖化反应，然后在酵母的辅助下产生酒精。纤维素酶的应用在酒精生产中起到了对纤维素原料进行纤维酶解的作用，同时还可以对葡萄糖对于纤维素的水解产生抑制作用，有效缓解了能源危机问题，在下一阶段下，我国需要积极推行纤维素酶降解法，充分利用其过程产生燃料酒精。

3 结语

总之，纤维素酶在酒精生产过程中起到了巨大的作用，不仅仅提高了出酒率，它的副产品的生产对我国能源发展也起到了积极作用，这一系统的工程涉及多种知识，在酒精生产的过程中，不仅要科学利用纤维素酶，还需要对纤维素酶的性质进行深入分析，同时对制备过程也应该透彻理解，这样在保证出酒率的同时，也充分应用纤维素酶酶解纤维素原料，以生产出燃料酒精。在工业生产过程中，不断研究探索，寻找出更有效的方法策略，对我国能源生产的可持续性发展起着积极重要的作用。

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