半纤维素酶（Xylanase）是一类能够水解半纤维素中β-1,4-糖苷键的酶，主要用于降解半纤维素中的木聚糖（xylan）。木聚糖是植物细胞壁的重要组成部分，特别是在禾本科植物（如玉米、小麦、稻米）中含量丰富。半纤维素酶通过催化木聚糖分解为木糖（xylose）等寡糖，具有广泛的工业应用。

1. 半纤维素酶的种类与来源

半纤维素酶包括多种不同类型的酶，如内切半纤维素酶、外切半纤维素酶和β-半纤维素酶等。不同类型的半纤维素酶在降解木聚糖和其他半纤维素成分时发挥着不同的作用。

• 内切半纤维素酶（Endo-xylanase）：它通过内切方式在木聚糖链中随机切断糖苷键，生成木糖寡糖。

• 外切半纤维素酶（Exo-xylanase）：外切酶则通过切割木聚糖链的末端，逐步释放单一的木糖分子。

• β-半纤维素酶（β-xylosidase）：该酶可以进一步水解由内切半纤维素酶生成的木糖寡糖，将其分解为单一的木糖分子。

这些半纤维素酶的来源多种多样，主要包括真菌（如白腐菌、曲霉属等）、细菌（如芽孢杆菌属、链霉菌属等）以及某些植物等。

2. 半纤维素酶的作用机理

半纤维素酶的作用机制基于它们能够识别和水解半纤维素中的β-1,4糖苷键。木聚糖是一种由β-D-木糖（xylose）单元通过β-1,4糖苷键连接而成的多糖，半纤维素酶能够通过水解这些糖苷键，分解木聚糖为较短的寡糖、木糖等产物，从而释放出更多的可用糖分，便于进一步的加工或利用。

3. 半纤维素酶的应用

(1) 食品工业：

• 提高饲料消化性：半纤维素酶可以用于动物饲料加工中，尤其是在禽畜饲料中，帮助提高饲料的消化率。通过分解饲料中的半纤维素成分，半纤维素酶能够增加营养成分的可用性，改善动物的生长表现。

• 面包和烘焙食品：在面包生产过程中，半纤维素酶可以增强面团的发酵性，提高面包的膨松性和质地，同时改善其口感和保质期。

• 果蔬加工：在果蔬的加工过程中，半纤维素酶可用于软化果蔬，减少纤维素含量，提升果汁和果泥的产率，改善其口感。

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℃。