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成果名称：极耐高温木聚糖酶的研发和应用
申请单位: 中国农业大学
成果编号：鉴字[ 教TP2005 ] 第 026号
鉴定日期：2005年9月6日
学 科：食品科学与工程
第一完成单位：中国农业大学
第一完成人：李里特
通讯地址及邮编：中国农业大学（东区）40信箱100083
电话、传真：62736442、62737331
成果内容摘要：（1000字以内，可以公开）
项 目 简 介
极耐高温木聚糖酶的研发和应用
纤维素、半纤维素是地球最丰富的两大生物质资源，处理纤维素、半纤维素成为目前生物质资源转化和利用的核心，采用生物的方法和酶工程技术实现高效率、环境友好生产，是世界各国科学家关注的焦点，而其中的技术关键在于木聚糖酶的性能。该项目的极耐高温木聚糖酶在高温下仍具有很高的酶活力，在高效利用生物质资源、生产低聚木糖、食品加工，特别是在制浆造纸行业具有巨大的应用前景和价值。该项目立项科学合理，符合我国科技及社会经济发展的需求。
该项目首次克隆极端嗜热菌海栖热袍菌(MSB8)第二个产耐高温木聚糖酶的基因xynB和在大肠杆菌中高效表达，以廉价的乳糖诱导酶活力达25910 U/L，中试生产蛋白达1300 mg/L，为目前所见报道的耐高温木聚糖酶重组大肠杆菌的表达水平的最高值。进一步将xynB基因在毕赤酵母中高效分泌表达，分泌量高达207 mg/L（比活力577 U/mg），为所见报道的最高值。极耐高温木聚糖酶的最适pH值为6.14，在pH 5.14～8.20范围内能保持最高活力的50%以上。最适反应温度为90℃，具有非常好的热稳定性和pH稳定性，动力学参数米氏常数是普通木聚糖酶的1／10左右。发现该极耐高温木聚糖酶水解木聚糖产物以木二糖为主，木二糖含量达66％，适合制备木二糖和低聚木糖；发现在面制品加工行业该极耐高温木聚糖酶能够改善面包的品质，大幅度提高面包的比容，降低面包的初始硬度并具有抗老化效果,对于我国的主食-馒头也有类似效果；首次报道了该极耐高温木聚糖酶能够有效用于麦草浆和竹浆等纸浆的生物助漂，提高白度，降低有效氯用量，减少环境污染。首次报道了该极耐高温木聚糖酶具有转糖苷化活性，在水解木聚糖的同时与不同醇反应合成烷基木糖苷和木二苷。这些探讨拓宽了该酶的应用范围，为工业化合成一些重要的糖类或糖苷提供理论依据。鉴定结论为：“该项目起点高，创新性强，应用价值大，在极耐高温木聚糖酶的开发和应用研究方面达到国际领先水平，其成果填补了国内外空白。”
鉴于该项目成果在生物质高效利用及环境保护等领域具有巨大的经济和社会效益，建议尽快实现极耐高温木聚糖酶制剂的工业化生产并加快在食品加工和制浆造纸等行业的应用和推广。
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