酸性纖維素酶是一類能夠在酸性環(huán)境（pH 4.0–6.0）下高效水解纖維素β-1,4-糖苷鍵的酶系，其來源主要包括以下兩類：

1、天然微生物來源

• 真菌：主要來源于木霉屬（如里氏木霉 Trichoderma reesei）、曲霉屬（如黑曲霉 Aspergillus niger）等。其中，里氏木霉是工業(yè)化生產(chǎn)酸性纖維素酶的核心菌株，因其產(chǎn)酶效率高、酶系穩(wěn)定而被廣泛應用。

• 細菌：如某些芽孢桿菌（Bacillus sp.）和嗜熱菌，但產(chǎn)量較低，工業(yè)應用較少。

• 植物：部分植物（如甘蔗渣、玉米秸稈）中天然含有纖維素酶，但提取成本高，市場占比低。

2、 基因工程改良菌株

通過基因重組技術，可優(yōu)化產(chǎn)酶菌株的耐熱性、pH穩(wěn)定性及底物特異性。例如，從真菌 Bispora sp. MEY-I 中克隆的耐熱酸性纖維素酶基因，其表達產(chǎn)物在高溫（55–60℃）和酸性條件下仍保持高活性，顯著提升工業(yè)應用價值。

其應用覆蓋飼料、紡織、能源、食品及環(huán)保等領域，是推動資源高效利用和可持續(xù)發(fā)展的關鍵技術，例如：

• 飼料工業(yè)：可分解飼料中的纖維素，釋放營養(yǎng)物質(zhì)（如葡萄糖），提高禽畜對粗飼料的消化率。

• 紡織工業(yè)：可用作生物拋光，去除棉織物表面的纖維鱗片，改善手感與光澤，減少起毛起球。

• 生物燃料生產(chǎn)：將農(nóng)業(yè)廢棄物（如玉米秸稈、木薯渣）中的纖維素分解為葡萄糖，經(jīng)發(fā)酵生成乙醇。 

• 食品工業(yè)：用于果汁、茶葉加工和大豆蛋白提取。

• 環(huán)保：用于廢水處理和合成可降解塑料。

• 生物醫(yī)藥：作為藥物載體用于緩釋制劑中，控制藥物釋放速率；作為輔料提升抗生素、疫苗等產(chǎn)品的穩(wěn)定性。

酸性纖維素酶為多酶復合體系，主要包含內(nèi)切葡聚糖酶、外切葡聚糖酶和β-葡萄糖苷酶3種成分。作用溫度范圍為30-70℃，最適溫度為50-60℃。在pH 4.0-6.0范圍內(nèi)保持穩(wěn)定，最適pH為4.5-5.5。分子量因來源和組分不同差異顯著，通常在20-130 kDa之間：

• 內(nèi)切葡聚糖酶（EG）：分子量較小，如斜臥青霉的EG組分約24 kDa。

• 外切葡聚糖酶（CBH）：分子量較大，如里氏木霉的CBH I和CBH II分別為65 kDa和62 kDa。

• β-葡萄糖苷酶（βG）：分子量約50-60 kDa。

1、發(fā)酵液預處理

• 離心分離：發(fā)酵液經(jīng)12000 g離心20 min，去除菌體及大顆粒雜質(zhì)，收集上清液作為粗酶液。

• 活性炭吸附：加入0.5-3%（W/V）活性炭，4℃攪拌30-60 min，吸附色素及小分子雜質(zhì)，濾紙抽濾后獲得澄清濾液。

2、硫酸銨分級沉淀與透析

通過逐步增加硫酸銨飽和度（如初濃度30%，終濃度80%）沉淀粗酶液中的目標蛋白，隨后透析去除鹽分。此方法操作簡單，但純度較低，需結合后續(xù)層析進一步提純。

3、離子交換層析

采用陰離子交換柱（如Q/DEAE Chromrose FF）或陽離子交換柱（如SP Chromrose FF、CM Chromrose FF）結合梯度洗脫，可高效分離酸性纖維素酶各組分。此方法需控制洗脫液濃度（如0.1-0.3 M NaCl）以優(yōu)化分離效果。

4、 凝膠過濾層析

使用Chrom G75、Chrom G100或Sup-Dextran 75等葡聚糖凝膠，根據(jù)分子量差異分離酶組分，去除部分聚合體或降解產(chǎn)物。

5、膜分離技術

為避免纖維素酶被降解，同時保留酶活性，采用10-30 kDa PVDF或陶瓷膜濃縮目標酶并脫鹽。

酸性纖維素酶的純化需結合其理化特性和來源差異，采用多級聯(lián)用技術實現(xiàn)高效分離。傳統(tǒng)的硫酸銨沉淀法成本低但純度有限，而其他純化技術需平衡設備投入與產(chǎn)出比。