影响纤维素水解的主要因素

2.1 酶复合物的组分及其比例 微生物产生的纤维素酶复合物不一定都有前述三类酶,而是因种类不同,差异较大。酶复合物的组分及其比例决定了它对纤维素的水解程度,组分较齐,比例适当的酶复合物对纤维素的水解能力较强。以研究得较多的菌种为例,丝状真菌能产生大量的纤维素酶(20g/L),三类酶都有,而且比例适当,一般不聚集形成多酶复合体,能降解无定纤维素和结晶纤维素。陆地细菌产生纤维素酶的量较少(低于0.1g/L),主要是EG,因此大多数对结晶纤维素没有活性。
     值得一提的是海洋细菌,目前仅有少数学者研究。王玢等从黄海深海海底筛选出一株产低温纤维素酶的海洋适冷细菌(MB1),所产纤维素酶既能水解羧甲基纤维素,又能降解微晶纤维素,且有淀粉酶活。曾胤新等分离出产纤维素酶的极区低温海洋细菌,同时产蛋白酶!淀粉酶和琼脂酶。由于海洋细菌极具多样性,对其广泛深入研究,有希望获得具有较高应用价值的产纤维素酶的菌株。

2.2 酶活 目前得到的菌株所产纤维素酶活性低,另一方面可能也因为纤维素降解难度大,纤维素酶解的转换率数比淀粉低12量级,这使得在实际生产中应用成本太高。
     酶活较强的菌种有大霉、曲霉、根霉和青霉,特别是李氏木霉、绿色木霉、康氏木霉,是目前公认的较好的纤维素酶生产菌。陆地细菌中活力较强的菌种有纤维素菌属、生孢纤维粘菌属和纤维杆菌属。

2.3 所用植物原料不同,酶解速度也不同 此中因素有三:（1）比表面积:比表面积是指单位质量颗粒状物质的总表面积,纤维素的比表面积是纤维素的细度、细纤维化程度和长度变化的复函数,可间接反映纤维素酶抵达纤维素分子的难易程度。植物原料纤维素的比表面积越大,越有利于纤维素酶的作用。（2）木质素含量:纤维素酶在向纤维素内部扩散的过程中,受纤维素和木质素的可及性影响。扩散传递速度降低,致使酶解速度降低。木质素具有无效吸附作用,使纤维素酶用量增加。木质素还起屏蔽作用,其含量越高屏蔽作用就越大,从而降低了酶解率。木质素对酶解过程有无抑制作用,吸附后的纤维素酶是否仍有活性,尚无定论。（3）结晶度:植物原料的纤维素微细结构是由结晶区和非结晶区组成"在结晶区中,组成纤维的大分子呈有序排列状态;在非结晶区中,大分子为无序排列状态。结晶度是指纤维素中结晶部分占纤维整体的百分比例,主要反映结晶成分的平均值。一般地说,植物原料纤维素的结晶区难以被纤维素酶破坏、降解。
     Charpuray等以麦草为材料研究了几种因素对酶解的影响,结果表明比表面积是主要因素,其次是木质素含量,最后是结晶度。

2.4 反应条件 不同来源的纤维素酶有不同的最佳反应条件。常见的纤维素酶产生菌中,如曲霉、青霉及木霉,产生的酶一般为酸性酶,酶的最适温度大多在45~65℃之间,最适pH值大多在4.0~5.5之间。一些嗜碱和耐碱性的细菌,如Bacillus属中的某些种,可以产生在碱性条件下保持较高活性的纤维素酶。至于海洋细菌,王玢等分离出的细菌产纤维素酶最适反应温度为35℃,最适pH值为6.0,属酸性酶。曾胤新等分离出的细菌所产纤维素酶的最适作用温度皆为35℃。
此外,酶的用量、激活剂、抑制剂等都会影响纤维素水解及其速率。从目前的研究来看,纤维素酶的激活剂主要有:钙离子和一些非离子表面活性剂纤维素酶的抑制剂主要有:离子表面活性剂,植物中丹宁类、酚类(各种白色素)成分。