根據(jù)《食品添加劑新品種管理辦法》和《食品添加劑新品種申報與受理規(guī)定》，木聚糖酶等4種食品工業(yè)用酶制劑新品種的申請，其安全性和工藝必要性已通過專家評審委員會技術審查（具體情況見附件），目前公開征求意見，表明該酶將將成為新資源食品，應用于食品行業(yè)。

木聚糖酶是一類酶

木聚糖酶是一類以內(nèi)切方式水解木糖分子中-1，4-木糖苷鍵并將木聚糖降解成低聚糖和木糖的復合酶系，主要包括β-1,4-木聚糖酶和β-木糖苷酶，其水解產(chǎn)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。

木聚糖酶的分子結(jié)構較為復雜，一般的四級結(jié)構含有一個催化結(jié)構域和一些非催化域。例如纖維結(jié)合結(jié)構域、木聚糖結(jié)合結(jié)構域、熱穩(wěn)定結(jié)構域、連接序列以及一些未知功能的其它結(jié)構域。

根據(jù)木聚糖酶的空間結(jié)構就可以清晰地看出，不同木聚糖酶的分子結(jié)構有很大差異，因此作用效果及作用對象也是不同的。有一部分木聚糖酶結(jié)構簡單，可以直接發(fā)揮降解作用，而有的則需要其他非催化功能進行輔助，進而發(fā)揮作用，例如與底物結(jié)合，與其它相關木聚糖酶系相結(jié)合等。

但研究發(fā)現(xiàn)木聚糖酶與底物結(jié)合一般是依賴于大分子表面的靜電作用，而該結(jié)構域的作用并不是很顯著。

無限的酶源

木聚糖酶在自然界分布廣泛，可從動物、植物和微生物中獲得。例如，海洋及陸地細菌、海洋藻類、真菌、酵母菌、瘤胃和反芻動物細菌、蝸牛、甲殼動物、陸地植物組織和各種無脊椎動物中都有木聚糖酶存在。

微生物來源的木聚糖酶普遍存在于自然界中，且種類繁多，應用領域廣泛，因此對微生物木聚糖酶的研究報道很多。日前研究和應用得最多的是細菌和真菌來源的木聚糖酶，其中，細菌可以產(chǎn)生堿性和酸性木聚糖酶，而真菌只可產(chǎn)生堿性木聚糖酶。真菌中以絲狀真菌分泌的胞外酶最高。目前，木聚糖酶主要利用真菌和細菌等微生物進行發(fā)酵生產(chǎn)。

酶酶的分離純化是關鍵

通過微生物發(fā)酵得到木聚糖酶粗酶液后，由于木聚糖酶系組成比較復雜，有的菌株還同時產(chǎn)生纖維素酶等其他酶，由于這些酶的性質(zhì)相近，使得木聚糖酶的分離純化就顯得尤為關鍵。

目前，木聚糖酶的分離純化分為非特異性方法和特異性方法。

非特異性分離純化方法主要包括硫酸銨分級沉淀，脫鹽后再經(jīng)過離子交換層析、凝膠過濾層析和疏水層析等的方法，有時需要經(jīng)過超濾濃縮等步驟。

特異性分離純化方法，主要是根據(jù)與木聚糖酶的特異性結(jié)合而發(fā)展的親和層析方法。硫酸銨分級沉淀常用做第一步，經(jīng)過硫酸銨分級沉淀后得到的木聚 糖酶沉淀，先用緩沖液溶解后，經(jīng)過透析或者脫鹽等操作后，再進行凝膠過濾層析和離子交換層析。

當使用凝膠過濾分離純化木聚糖酶時，要考慮酶與凝膠介質(zhì)（瓊脂糖或葡聚糖）的相互作用，因為木聚糖酶結(jié)構中可能含有纖維素結(jié)合區(qū)，而葡聚糖是由α-葡聚糖殘基構成的，兩者可以相互結(jié)合，使凝膠過濾后的SDS-PAGE測定分子量可能出現(xiàn)異常。

采用親和層析分離樣品溶液時，待分離的生物樣品就與柱中的配體發(fā)生特異性的結(jié)合，從而保留在固定相上；而其它雜質(zhì)不能與配體特異性結(jié)合，就隨流動相流出，然后通過適當?shù)南疵撘簩⑴潴w上的生物分子洗脫下來，從而達到分離純化目的。

木聚糖酶的“酶”力

木聚糖酶主要存在于多種不同的微生物中，性質(zhì)多種多樣。不同來源的木聚糖酶催化特性有所不同，一般真菌則大多產(chǎn)生低分子量（MW<30kDa）酸性木聚糖酶，而細菌能產(chǎn)低分子量酸性木聚糖酶和高分子量堿性木聚糖酶（MW>30kDa）細菌和放線菌所產(chǎn)大多數(shù)木聚糖酶的最適溫度在50°C-60℃之間，真菌來源的木聚糖酶的最適溫度在50℃左右。

Trichoderma來源的兩種木聚糖酶分別在50℃下保溫1h和60℃下保溫20min仍具有較高的活力，而來自Thermostoga sp.FjSS3-B.1的木聚糖酶的最適條件為105℃和pH5.5，該酶在95℃下的半衰期為90min。

木聚糖酶的超強“食”力

（1）木聚糖酶明顯提高果汁生產(chǎn)效率及品質(zhì)

在果汁生產(chǎn)過程中，單獨使用果膠酶是不夠的，往往在這種酶中添加一定比例的木聚糖酶，來分解其中的阿拉伯木聚糖，這樣可提高超濾濃縮速度，減少膜的清洗次數(shù)，可以明顯地提高生產(chǎn)效率和產(chǎn)品質(zhì)量。

（2）木聚糖酶明顯提高面包的體積和口感

在面包烤制方面，小麥和黑麥加工成粉后，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約占20%-30%，水不可溶性阿拉伯木聚糖約占70%-80%。

水浸出性戊聚糖對面包產(chǎn)生一個積極的影響，而水不可浸出性戊聚糖對面包的質(zhì)量有損害。所以添加適量的木聚糖酶進行一定量的水解，可改善面包的體積和面包的口感，而不會對面包加工時產(chǎn)生負面影響。

（3）木聚糖酶生產(chǎn)功能性低聚糖

木聚糖酶在食品行業(yè)的新應用主要體現(xiàn)在生產(chǎn)低聚木糖和木糖醇上。低聚木糖亦稱木寡糖，是由2-7個D-木糖以D-1,4木糖苷鍵結(jié)合而成的低聚糖，具有許多生物活性和功能。

而酶水解法的水解速度和程度易于控制，反應專一性強，低聚木糖得率高且產(chǎn)物易于精制分離，由于酶水解法具有如此多的優(yōu)點，現(xiàn)已成為生產(chǎn)低聚木糖的主要方法。

作者簡介：

Kevin.Fang，食品科學研究生，主要從事功能性食品研發(fā)，尤其擅長于糖尿病、痛風、體重管理等領域的產(chǎn)品開發(fā)。