食品方面
1 酿酒
在进行酒精发酵时添加纤维素酶可显著提高酒精和白酒的出酒率和原料的利用率,降低溶液的黏度(viscosity),缩短发酵时间,而且酒的口感醇香,杂醇油含量低。纤维素酶提高出酒率的原因可能有两方面:一是原料中部分纤维素分解成葡萄糖供酵母使用;另外,由于纤维素酶对植物细胞壁的分解,有利于淀粉的释放和被利用。将纤维素酶应用于啤酒工业的麦芽生产中可增加麦粒溶解性,加快发芽,减少糖化液中单一葡萄糖含量,改进过滤性能,有利于酒精蒸馏。用纤维素酶预处理啤酒糟,可提高啤酒糟蛋白酶解率10%以上;纤维素酶在清香型白酒中的应用,出酒率可提高13%,而且不影响酒的感官品质;在日本清酒生产中浸米时加入0.02%~0.1%的纤维素酶浸泡17h,米的溶解性好,糖化发酵顺利,酒渣少,出酒率高。
2 酱油酿造
在酱油的酿造过程中添加纤维素酶、可使大豆类原料的细胞膜膨胀软化破坏,使包藏在细胞中的蛋白质和碳水化合物释放,这样既可提高酱油浓度,改善酱油质量,又可缩短生产(Produce)周期,提高生产率,并且使其各项主要指标提高3%。采用固体制曲、固态酒精发酵和固态醋酸发酵生产工艺对纤维素酶在食醋酿造方面的应用进行了系统研究,结果表明纤维素酶添加量为10~50umol/min,产酒精量比CK提高7.5%~23.8%,食醋产量提高0.25~1.36kg,主料出品率提高5.1%~27.2%。
农牧业上的应用
1 纤维素酶在反刍动物中的应用
在瘤胃微生物(Organism)区系结构正常的情况下,添加纤维(Fiber)素酶能以几倍的效率提高粗纤维和其他营养物质的酵解强度,提高消化吸收水平。在瘤胃发生病理变化即微生物区系失去平衡进入腐解过程时,高活性纤维素酶能迅速调整微生物区系结构,恢复平衡关系和正常酵解、吸收、合成过程。有试验表明在瘤胃正常状态下,添加纤维素酶饲喂奶牛5昼夜以后,其粪便干物质和饲喂前相比,减少了30%左右;1周以后,封闭牛舍氨气含量下降70%左右,粗饲料采食量提高10%~20%,粪便中蛋白质提高8%~10%,尿液中尿素下降58.9%。
2 纤维素酶在单胃动物中的应用
除肠道中的微生物可以降解部分纤维素外,单胃动物不能分泌断裂β-1,4糖苷键的内源酶,所以饲料中含有的纤维素对单胃动物而言几乎不具有营养价值。此外,由于纤维素的交链、缠绕和粘附,阻碍营养物质的消化和吸收并影响肠道微生物菌群的平衡。因此在单胃动物日粮中添加纤维素酶具有营养和保健的双重。
在日粮中添加纤维素酶饲喂肉鸡可使肉鸡饲料消耗量下降16.25%,体重增加2.88%,料肉比降低10.18%;同时使用纤维素酶、葡聚糖酶、木聚糖酶喂以大麦饲料为基础的雏鸡,结果使饲料消耗降低2.9%,体重提高1.3%。对饲喂添加纤维素酶的肉鸡进行各阶段的体重分析,结果试验鸡于2周末、4周末体重在各日粮间差异极显著,说明酶制剂对肉鸡前期的生长作用显著;6周末、8周末试验鸡体重在各日粮间也呈增高趋势。说明添加外源酶制剂补充了内源酶的不足,因而在肉鸡发育前期具有更显著的效果[11]。在蛋鸡常规饲料中添加0.1%复合纤维素酶,试验组的产蛋率比对照组提高10.8%,蛋重提高1.7%,料蛋比下降14.6%[12]。用纤维素酶添加日粮饲喂蛋鸡,对蛋形指数、蛋壳厚度未产生明显影响,但添加0.1%和0.3%的纤维素酶降低了破蛋率。用前期含草粉10%、后期含草粉15%的日粮添加纤维素酶喂肥育猪,试验组比对照组日增重提高0.255kg,料肉比下降0.24,每头每日增加效益(benefit)0.95元。
3 纤维素酶在纺织上的应用
纤维素酶在染整上广泛应用,特别在棉织物整理上,经过纤维素酶整理后,棉织物的手感和外观获得很大的改善,因为织物表面的绒毛被除去,处理后织物更光洁,颜色更鲜艳。根据处理的目的不同,可进行生化抛光、柔软滑爽、改善光泽以及石磨水洗等加工(Processing)。