一、序言

国外纤维素酶发现很早，1906年Seilliere在蜗牛的消化液中发现有纤维素酶，能分解天然纤维素。后来，在第二次世界大战期间，美国曾研究过南方丛林中军用麻袋、帐篷的防腐防霉问题；20世纪50年代，纤维素酶工作重点转向纤维素酶本身的性质、作用方式、培养条件、测定方法等的研究；20世纪60年代，工作进展较快，除了对酶本身的分离、纯化、诱导、成分、作用等继续作理论上的研究外，在酶制剂的生产和应用上也都取得了较大的成绩。美国化学协会在1962年和1968年分别召开了二次纤维素酶讨论会，并出版了两本专集：《纤维素及有关物质酶水解的进展》和《纤维素酶及其应用》。日本在1961年成立了纤维素酶研究会，同时召开了第一次年会，以后每年召开一次年会，到1968年共开了9次。此外，在加拿大、澳大利亚、英国、印度、苏联、匈牙利等国也都在进行这方面的研究。

国外之所以对纤维素酶工作有如此大的兴趣，其主要原因是因为随着世界人口大幅度的增长，对粮食的要求越来越迫切，希望通过非传统的农业方法来解决人类粮食来源。纤维素酶在充分利用农副产品废料、开辟粮食新来源中将具有巨大的潜力。纤维素是世界上最丰富的原料之一，而且每年更新，用之不尽，取之不完。它占地球上植物总量的三分之一，如果将这部分纤维充分利用起来变为糖类或蛋白，作为动物饲料或人类食品，将为人类的粮食问题作出重大的贡献。此外，世界各国随着工业化程度的进一步提高，污物的处理也成为十分头痛的事情。据说有些国家堆积的废物中有一半是纤维素，在城市固体垃圾中，废纸是其中的主要成份。现在清除废物的方法是焚烧，产生的烟雾会污染城市环境。如果能用纤维素酶分解，既可处理废物，又可得细菌蛋白。但是，目前国外纤维素酶现有的水平还很难解决变纤维废物为粮食的这一问题，近两三年来，工作上也无重大突破，其中最主要的问题是纤维素酶的酶解效率不高，还远不及淀粉酶。有人计算过，纤维素酶分子的转化率，如果以可溶性纤维寡糖或纤维素衍生物为底物，反应速度为5～29个键/秒酶分子（无论是内间或外端型的Cx酶），对天然固体纤维素分子的反应速度就要更低了，而a-淀粉酶是300个键/秒酶分子，β-淀粉酶是4 000个键/秒酶分子，相差十几倍至成百倍，也大大低于一般酶的水平即1 000个键/秒酶分子（最高是碳酸酐酶105个键/秒酶分子，固氮酶较低为10个键/秒酶分子）。在我们自己的工作中也碰到这个问题。例如，洒精发酵时用淀粉酶曲7%作用于淀粉质原料，半小时可分解90%左右，而分解纤维原料达到同样的程度，就要加纤维素酶曲100%，作用两天。

上海植物生理研究所纤维素酶组，此文发表于1975年“应用微生物”2期1-10页。(https://www.daowen.com)

如何来提高酶解效率呢？现在大家都认为提高纤维素酶的酶解作用应该从两方面着手。一方面是提高酶的活力；另一方面是改变纤维底物的结构，使之对酶的作用更为敏感。本文主要想从这两方面看看国外近年来这方面工作的进展情况，最后概要谈谈国外提高纤维素酶解作用的几个途径。