一纸公告，酶跃生活

根据《食品添加剂新品种管理办法》和《食品添加剂新品种申报与受理规定》，木聚糖酶等4种食品工业用酶制剂新品种的申请，其安全性和工艺必要性已通过专家评审委员会技术审查（具体情况见附件），目前公开征求意见，表明该酶将将成为新资源食品，应用于食品行业。

木聚糖酶是一类酶

木聚糖酶是一类以内切方式水解木糖分子中-1，4-木糖苷键并将木聚糖降解成低聚糖和木糖的复合酶系，主要包括β-1,4-木聚糖酶和β-木糖苷酶，其水解产物主要是木二糖和木二糖以上的寡聚木糖，也有少量阿拉伯糖。

木聚糖酶的分子结构较为复杂，一般的四级结构含有一个催化结构域和一些非催化域。例如纤维结合结构域、木聚糖结合结构域、热稳定结构域、连接序列以及一些未知功能的其它结构域。

根据木聚糖酶的空间结构就可以清晰地看出，不同木聚糖酶的分子结构有很大差异，因此作用效果及作用对象也是不同的。有一部分木聚糖酶结构简单，可以直接发挥降解作用，而有的则需要其他非催化功能进行辅助，进而发挥作用，例如与底物结合，与其它相关木聚糖酶系相结合等。

但研究发现木聚糖酶与底物结合一般是依赖于大分子表面的静电作用，而该结构域的作用并不是很显著。

无限的酶源

木聚糖酶在自然界分布广泛，可从动物、植物和微生物中获得。例如，海洋及陆地细菌、海洋藻类、真菌、酵母菌、瘤胃和反刍动物细菌、蜗牛、甲壳动物、陆地植物组织和各种无脊椎动物中都有木聚糖酶存在。

微生物来源的木聚糖酶普遍存在于自然界中，且种类繁多，应用领域广泛，因此对微生物木聚糖酶的研究报道很多。日前研究和应用得最多的是细菌和真菌来源的木聚糖酶，其中，细菌可以产生碱性和酸性木聚糖酶，而真菌只可产生碱性木聚糖酶。真菌中以丝状真菌分泌的胞外酶最高。目前，木聚糖酶主要利用真菌和细菌等微生物进行发酵生产。

酶酶的分离纯化是关键

通过微生物发酵得到木聚糖酶粗酶液后，由于木聚糖酶系组成比较复杂，有的菌株还同时产生纤维素酶等其他酶，由于这些酶的性质相近，使得木聚糖酶的分离纯化就显得尤为关键。

目前，木聚糖酶的分离纯化分为非特异性方法和特异性方法。

非特异性分离纯化方法主要包括硫酸铵分级沉淀，脱盐后再经过离子交换层析、凝胶过滤层析和疏水层析等的方法，有时需要经过超滤浓缩等步骤。

特异性分离纯化方法，主要是根据与木聚糖酶的特异性结合而发展的亲和层析方法。硫酸铵分级沉淀常用做第一步，经过硫酸铵分级沉淀后得到的木聚 糖酶沉淀，先用缓冲液溶解后，经过透析或者脱盐等操作后，再进行凝胶过滤层析和离子交换层析。

当使用凝胶过滤分离纯化木聚糖酶时，要考虑酶与凝胶介质（琼脂糖或葡聚糖）的相互作用，因为木聚糖酶结构中可能含有纤维素结合区，而葡聚糖是由α-葡聚糖残基构成的，两者可以相互结合，使凝胶过滤后的SDS-PAGE测定分子量可能出现异常。

采用亲和层析分离样品溶液时，待分离的生物样品就与柱中的配体发生特异性的结合，从而保留在固定相上；而其它杂质不能与配体特异性结合，就随流动相流出，然后通过适当的洗脱液将配体上的生物分子洗脱下来，从而达到分离纯化目的。

木聚糖酶的“酶”力

木聚糖酶主要存在于多种不同的微生物中，性质多种多样。不同来源的木聚糖酶催化特性有所不同，一般真菌则大多产生低分子量（MW<30kDa）酸性木聚糖酶，而细菌能产低分子量酸性木聚糖酶和高分子量碱性木聚糖酶（MW>30kDa）细菌和放线菌所产大多数木聚糖酶的最适温度在50°C-60℃之间，真菌来源的木聚糖酶的最适温度在50℃左右。

Trichoderma来源的两种木聚糖酶分别在50℃下保温1h和60℃下保温20min仍具有较高的活力，而来自Thermostoga sp.FjSS3-B.1的木聚糖酶的最适条件为105℃和pH5.5，该酶在95℃下的半衰期为90min。

木聚糖酶的超强“食”力

（1）木聚糖酶明显提高果汁生产效率及品质

在果汁生产过程中，单独使用果胶酶是不够的，往往在这种酶中添加一定比例的木聚糖酶，来分解其中的阿拉伯木聚糖，这样可提高超滤浓缩速度，减少膜的清洗次数，可以明显地提高生产效率和产品质量。

（2）木聚糖酶明显提高面包的体积和口感

在面包烤制方面，小麦和黑麦加工成粉后，其中的非淀粉多糖是戊聚糖（主要成分是阿拉伯木聚糖），其中水浸出性阿拉伯木聚糖约占20%-30%，水不可溶性阿拉伯木聚糖约占70%-80%。

水浸出性戊聚糖对面包产生一个积极的影响，而水不可浸出性戊聚糖对面包的质量有损害。所以添加适量的木聚糖酶进行一定量的水解，可改善面包的体积和面包的口感，而不会对面包加工时产生负面影响。

（3）木聚糖酶生产功能性低聚糖

木聚糖酶在食品行业的新应用主要体现在生产低聚木糖和木糖醇上。低聚木糖亦称木寡糖，是由2-7个D-木糖以D-1,4木糖苷键结合而成的低聚糖，具有许多生物活性和功能。

而酶水解法的水解速度和程度易于控制，反应专一性强，低聚木糖得率高且产物易于精制分离，由于酶水解法具有如此多的优点，现已成为生产低聚木糖的主要方法。

作者简介：

Kevin.Fang，食品科学研究生，主要从事功能性食品研发，尤其擅长于糖尿病、痛风、体重管理等领域的产品开发。