半纤维素酶（Xylanase）是一类能够水解半纤维素中的β-1,4-糖苷键的酶。半纤维素是植物细胞壁的重要组成成分之一，主要由木聚糖（xylan）构成。木聚糖是一种复杂的多糖，广泛存在于植物的细胞壁中，特别是禾本科植物如玉米、麦秆以及木材等。半纤维素酶通过水解木聚糖中的糖苷键，分解半纤维素，从而将木材和植物残渣转化为更易被微生物利用的较小糖分子。

半纤维素酶是广泛应用于工业生产中的酶类之一，尤其是在造纸、饲料、纺织、食品加工等多个领域。

1. 半纤维素酶的种类

半纤维素酶包括多个不同类型，主要根据它们对半纤维素的作用方式及作用部位不同，可以分为以下几类：

• 木聚糖酶（Xylanase）：最常见的半纤维素酶，专门水解木聚糖中的β-1,4-糖苷键，生成木聚糖寡糖或木糖等低分子产物。

• β-xylosidase：这种酶能够水解木聚糖寡糖中的末端木糖分子，将木糖从链末端逐一切割下来，通常与木聚糖酶一起协同作用。

• 内切木聚糖酶（Endo-xylanase）：这种酶能够在木聚糖链中间切断糖苷键，产生多种长度不同的木聚糖寡糖片段。

• 外切木聚糖酶（Exo-xylanase）：这种酶则主要从木聚糖链的末端切割，生成较小的寡糖分子。

2. 半纤维素酶的来源

半纤维素酶主要来源于微生物，如细菌、真菌和酵母等。特别是一些植物降解细胞壁物质的微生物，能够产生高效的半纤维素酶。此外，植物、动物甚至昆虫体内也可以发现少量的半纤维素酶。

常见的半纤维素酶来源包括：

• 真菌：如曲霉（Aspergillus）、**青霉（Penicillium）**等真菌可以通过发酵过程大量生产木聚糖酶。

• 细菌：如芽孢杆菌（Bacillus）、**假单胞菌（Pseudomonas）**等细菌也能合成并分泌木聚糖酶。

• 酵母：一些酵母种类，如酿酒酵母（Saccharomyces cerevisiae），也能产生一定量的半纤维素酶。

3. 半纤维素酶的作用机制

半纤维素酶通过水解木聚糖链中的β-1,4-糖苷键，破坏木聚糖的结构，使其变得更易被其他酶类或微生物利用。其作用机制具体可以分为：

• 水解糖苷键：半纤维素酶通过催化水分子加入β-1,4-糖苷键，使糖链断裂，生成较小的寡糖或单糖。

• 减少聚糖链的长度：通过切割木聚糖的糖苷键，酶可生成不同长度的木聚糖寡糖或木糖，进一步为微生物提供营养。

• 酶的协同作用：半纤维素酶通常与其他纤维素酶、β-xylosidase等酶共同作用，达到的木聚糖降解效果。

半纤维素酶是一种复合酶系，包含木聚糖酶、聚乳糖酶等。对半纤维素酶的研究早在60年代就已经开始，已经从不同来源的微生物中分离到大量的不同类型、不同功能的半纤维酶。

半纤维素酶可做酶制剂，主要用于谷类和蔬菜加工，与果胶酶合用可使柑橘类果汁澄清；用以处理咖啡豆，可使咖啡的抽提率增加；处理大豆，可提高其可消化性。

近白色至浅灰色无定型粉末或浅灰至深棕色液体。作为商品可含有食品级稀释剂、载体、稳定剂和防腐剂。溶于水，几不溶于乙醇、氯仿和乙醚。

能将构成植物细胞膜的多糖类(纤维素和果胶物质除外)加水分解的各种酶的总称。主要作用为使槐豆胶和古柯豆胶之类多糖中的β-1，4-葡聚糖键水解而成p糊精。由三种黑曲菌所制得的半纤维素酶，最适pH值为3.0、5.0和5.5；在30℃下维持24h活性仍为的pH值范围分别为3.5～10，2.5～6，4～7；在pH5.6下维持15min活性仍为的温度分别为50~C：、60℃、70℃。