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纖維素酶根據其催化反應功能的不同可分為內切葡聚糖酶(1,4-β-D-glucan glucanohydrolase或纖維素和幾丁質分子結構圖endo-1,4-β-D-glucanase，EC3.2.1.4)，來自真菌的簡稱EG，來自細菌的簡稱Cen、外切葡聚糖酶(1,4-β-D-glucan cellobilhydrolase或exo-1,4-β-D-glucannase，EC.3.2.1.91)，來自真菌的簡稱CBH，來自細菌的簡稱Cex) 和β-葡聚糖苷酶(β-1,4- glucosidase，EC.3.2.1.21)簡稱BG。內切葡聚糖酶隨機切割纖維素多糖鏈內部的無定型區，產生不同長度的寡糖和新鏈的末端。外切葡聚糖酶作用于這些還原性和非還原性的纖維素多糖鏈的末端，釋放葡萄糖或纖維二糖。β-葡萄糖苷酶水解纖維二糖產生兩分子的葡萄糖。真菌纖維素酶產量高、活性大，在畜牧業和飼料工作中主要應用真菌來源的纖維素酶。

纖維素酶反應和一般酶反應不一樣，其最主要的區別在于纖維素酶是多組分酶系，且底物結構極其復雜。由于底物的水不溶性，纖維素酶的吸附作用代替了酶與底物形成的ES復合物過程。纖維素酶先特異性地吸附在底物纖維素上，然后在幾種組分的協同作用下將纖維素分解成葡萄糖。

1950年，Reese等提出了C1-Cx假說，該假說認為必須以不同的酶協同作用，才能將纖維素徹底的水解為葡萄糖。協同作用一般認為是(C1酶)首先進攻纖維素的非結晶區，形成Cx所需的新的游離末端，然后由CX酶從多糖鏈的還原端或非還原端切下纖維二糖單位，最后由β-葡聚糖苷酶將纖維二糖水解成二個葡萄糖。不過，纖維素酶的協同作用順序不是絕對的，隨后的研究中發現，C1-Cx和β-葡聚糖苷酶必須同時存在才能水解天然纖維素。若先用C1酶作用結晶纖維素，然后除掉C1酶，再加入Cx酶，如此順序作用卻不能將結晶纖維素水解。

纖維素酶的最適pH一般在4.5~6.5。葡萄糖酸內酯能有效的抑制纖維素酶，重金屬離子如銅和汞離子，也能抑制纖維素酶，但是半胱氨酸能消除它們的抑制作用，甚至進一步激活纖維素酶。植物組織中含有天然的纖維素酶抑制劑;它能保護植物免遭霉菌的腐爛作用，這些抑制劑是酚類化合物。如果植物組織中存在著高的氧化酶活力，那么它能將酚類化合物氧化成醌類化合物，后者能抑制纖維素酶。

菌種選育是纖維素酶生產的基礎性工作，國內外許多專家進行了大量研究，為了生產高質量的纖維素酶產品，王家林等(1996)在吸收國內外經驗的基礎上，先后引進了綠色木霉木10、綠色木霉Sn-91014、康氏木霉NT-15、黑曲霉XX-15A，在此基礎上，采用了紫外線、特定電磁波輻射、線性加速器，亞硝基胍等物理、化學的誘變方法，獲得了高產菌株NT15-H、NT15-H1、XT-15H、XT-15H1。其中木霉NT-15H固體培養活力經輕工部食品質量監督檢測中心南京站檢測表明，濾紙活力為3670u/g, C1-酶活力24460u/g，Cx-酶活力1800u/g，已達到國際先進水平。此菌種在工廠化生產中性能穩定。張苓花等(1998)采用康氏木霉W-925，J-931，經過濃度為2%硫酸二乙酯和紫外線(15W、30cm、2min)復合誘變后，得到了產酶活性高的Wu-932菌種，該菌種CMC糖化力達到2975，濾紙糖酶活性為531，比出發菌W-925分別提高了100%和81%?；げ?a target="_blank" style="margin:0px;padding:0px;color:#136EC2;text-decoration:none;">飼料添加劑技術服務中心王成書等(1997)采用該中心的里氏木霉A3先進行紫外線和亞硝基胍復合誘變后，將處理過的孢子接種于纖維雙層平板上，30℃培養5-8天，15℃放置7-10天，挑選透明圈直徑和菌落直徑比較大的單菌落進行三角瓶固態發酵再篩選，得到了產纖維素酶活力很高的里氏木霉91-3菌株。

纖維素酶菌種易退化，退化后其產酶力明顯降低，其原因可能有三個方面:

①經誘變篩選的菌種發生回復突變。

②自然負突變。

③菌種長時間低溫斜面保藏，會在分生孢子上長出次生菌絲，而次生菌絲所形成的分生孢子生命力弱，這可能是菌種退化的主要原因。為了避免纖維素酶菌種退化，張苓花等(1998)報道，采用砂土管保藏菌種。即將過篩洗凈的砂子與土以3:2比例混合分裝在試管內，用1kg/cm2壓力滅菌30分鐘共三次，將欲保存的斜面菌種制備成1000ml孢子懸浮液，每個砂土管注入0.5ml，搖勻，放入盛有無水CaCl2真空干燥器內保存。經測定，在所測的121天內，酶的活性基本不變;酶活性下降50%的時間，由常規方法的60天延長至160天，明顯地減緩了菌種退化速度。

纖維素酶的生產工藝主要有兩種，即固體發酵和液體發酵，其工藝如下:

影響產酶量和活力的因素

影響纖維素酶產量和活力的因素很多，除菌種外，還有培養溫度、pH、水分、基質、培養時間等。這些因素不是孤立的，而是相互聯系的。張中良等(1997)采用均勻設計Cl12(1210)，以綠色木霉(T.ViriclePers.expr)為菌種，研究了影響產纖維素酶的五大因素對產酶量和活力的作用，認為基質粗纖維含量為40%、初始pH7.5、加水4倍、在26-31℃條件下培養45h可獲得最大產酶量26mg/g和CMC酶活力20mg/g·h。王成華等(1997)也研究了其誘變篩選的里氏木霉91-3的產酶條件，結果表明該菌種以7:3的秸稈粉和麥麩，另添加4%硫酸銨、0.4%磷酸二氫鉀、0.1%硫酸鎂為最佳培養基，28-32℃為適宜培養溫度，30℃為最佳溫度，4%為最佳接種量，96h到達發酵高峰。張苓花等(1998)研究了以康氏木霉W-925為出發菌，經誘變后得到的Wu-932纖維素酶高產菌的最佳發酵條件。結果表明，以1:2的麥麩和稻草粉為培養基，5%的接種量，稻草粉碎平均長度3-5mm，初始pH4-5，溫度在28-35℃，發酵時間72h為最佳發酵條件。

污染菌的控制

飼用纖維素酶普遍存在一種俗稱的"白毛菌"污染。污染后輕者酶活性下降，重者發酵失敗。為此，研究控制發酵污染意義很大。張苓花等(1998)研究"白毛菌"的菌落特征、來源、生長和生理特征及控制方法，找到了一種與康氏木霉Wu-932呈共生關系，而與"白毛菌"呈競爭性抑制關系的熱帶假絲酵母菌J-931。利用此菌進行混合發酵，可有效地控制"白毛菌"的污染。