维素酶（cellulase)是降解纤维素生成葡萄糖的一组酶的总称，它不是单成分酶，而是由多个酶起协同作用的多酶体系。
纤维素酶在扩大食品工业原料和植物原料的综合利用，提高原料利用率，净化环境和开辟新能源等方面具有十分重要的意义。
纤维素酶的来源
纤维素酶的来源非常广泛，昆虫、微生物、细菌、放线菌、真菌、动物体内等都能产生纤维素酶。
目前，用于生产纤维素酶的微生物菌种较多的是丝真菌，其中酶活力较强的菌种为木霉属（Trichoderma）、曲霉属（As?pergillus）和青霉属（Penicillium）,特别是绿色木霉（Trichoder?mavirde）及其近缘菌株等较为典型，是目前公认的较好的纤维素酶生产菌。
现已制成制剂的有绿色木霉、黑曲霉、镰刀霉等纤维素酶。同时，反刍动物依靠瘤胃微生物可消化纤维素，因此可以利用瘤胃液获得纤维酶的粗酶制剂。另外，也可利用组织培养法获得所需要的微生物。www.cnenzyme.com
纤维素酶的生产方法
目前，纤维素酶的生产主要有固体发酵和液体发酵两种方法。
固体发酵法固体发酵法是以玉米等农作物秸秆为主要原料，其投资少，工艺简单，产品价格低廉，目前国内绝大部分纤维素生产厂家均采用该技术生产纤维素酶。然而固体发酵法存在根本上的缺陷，以秸秆为原料的固体发酵法生产的纤维素酶很难提取、精制。目前，我国纤维素酶生产厂家只能采用直接干燥法粉碎得到固体酶制剂或用水浸泡后压滤得到液体酶制剂，其产品外观粗糙且质量不稳定，发酵水平不稳定，生产效率较低，易污染杂菌，不适于大规模生产。
液体发酵法液体发酵生产工艺过程是将玉米秸秆粉碎至20目以下进行灭菌处理，然后送发酵釜内发酵，同时加入纤维素酶菌种，发酵时间约为70h，温度低于60℃。采用除菌后的无菌空气从釜低通入进行通气搅拌，发酵完毕后的物料经压滤机板框过滤、超滤浓缩和喷雾干燥后制得纤维素酶产品。液态深层发酵由于具有培养条件容易控制，不易染杂菌，生产效率高等优点，已成为国内外重要的研究和开发方向。
纤维素酶的应用
制酒
在进行酒精发酵时添加纤维素酶可显著提高酒精和白酒的出酒率和原料的利用率，降低溶液的黏度，缩短发酵时间，而且酒的口感醇香，杂醇油含量低。纤维素酶提高出酒率的原因可能有两方面：一是原料中部分纤维素分解成葡萄糖供酵母使用；另外，由于纤维素酶对植物细胞壁的分解，有利于淀粉的释放和被利用。
将纤维素酶应用于啤酒工业的麦芽生产中可增加麦粒溶解性，加快发芽，减少糖化液中单一葡萄糖含量，改进过滤性能，有利于酒精蒸馏。
酱油酿造
在酱油的酿造过程中添加纤维素酶、可使大豆类原料的细胞膜膨胀软化破坏，使包藏在细胞中的蛋白质和碳水化合物释放，这样既可提高酱油浓度，改善酱油质量，又可缩短生产周期，提高生产率，并且使其各项主要指标提高3％。
饮料加工
用纤维素酶处理豆腐渣后接入乳酸菌进行发酵，可制得营养、品味俱佳的发酵饮料。将纤维素酶应用于果蔬榨汁、花粉饮料中，可提高汁液的提取率（约10％）和促进汁液澄清，使汁液透明，不沉淀，提高可溶性固形物的含量，并可将果皮综合利用。目前，有报道已成功地将柑橘皮渣酶解制取全果饮料，其中的粗纤维有50％降解为短链低聚糖，即全果饮料中的膳食纤维，具有一定的保健医疗价值。
纤维废渣的回收利用
应用纤维素酶或微生物把农副产品和城市废料中的纤维转化成葡萄糖、酒精和单细胞蛋白质等，这对于开辟食品工业原料来源，提供新能源和变废为宝具有十分重要的意义。
此外，在果品和蔬菜加工过程中如果采用纤维素酶适当处理，可使植物组织软化膨松，能提高可消化性和口感。
将纤维素酶用于处理大豆，可促使其脱皮，同时，由于它能使细胞壁破坏，使包含其中的蛋白质、油脂完全分离，增加其从大豆和豆饼中提取优质水溶性蛋白质和油脂的获得率，既降低了成本，缩短了时间，又提高了产品质量。
植物纤维原料是地球上最丰富、最廉价而又可再生的资源，其主要成分是纤维素和半纤维素，纤维素和半纤维素的利用一直是国际国内的研究热点课题。利用的途径和整体思路是利用纤维素酶和半纤维素酶先将纤维素和半纤维素降解成可发酵糖，进而通过发酵制取酒精、单细胞蛋白、有机酸、甘油、丙酮及其他重要的化学化工原料。此外，纤维素、半纤维素通过纤维素酶的限制性降解还可制备成功能性食品添加剂，如微晶纤维素、膳食纤维和功能性低聚糖等。
面粉中常用的酶制剂的作用机理及应用方法
在全球范围内，广大消费者和大多数政府对食品质量和安全问题的认识在不断提高，对于食品的标准、质量、卫生以及对食品添加剂等安全性评价越来越重视，随着安全性评价的不断深入，检测技术的不断进步，某些食品添加剂对人体健康的潜在危害性得以揭示，人们开始寻找对人体无害的添加剂。
酶制剂被称为绿色面粉改良剂，添加入面粉后，在蒸煮、焙烤过程中将失活，无残留，不会对人体健康造成威胁。馒头、面包制作与酶的关系密切，许多年以前，人们就开始将从麦芽中提取的淀粉酶应用于品质改良。近年来，酶制剂在面粉中的应用得到了发展，除以往焙烤工业中用到的真菌α-淀粉酶和木聚糖酶以外，葡萄糖氧化酶、脂肪酶、麦芽糖淀粉酶等单酶及几种单酶复配而成的复合酶，开始引入各种专用粉中；以酶制剂为主要成分的面粉改良剂已表现出良好的应用前景。下面对以上各种酶作逐一介绍。
一、淀粉酶
淀粉酶是能够分解淀粉糖苷键的一类酶的总称,包括α-淀粉酶、β-淀粉酶、糖化酶和异淀粉酶，常用的有α-淀粉酶和糖化酶。
1、α-淀粉酶
α-淀粉酶又称淀粉1，4-糊精酶，别名为液化型淀粉酶，能够切开淀粉链内部的α-1，4-糖苷键，将淀粉水解单糖，低聚糖和糊精等长短不一的水解产物，大多数α-淀粉酶的分子量为50.000左右，每个分子含有一个Ca+2,最适pH值为5.0～7.0最适温度随来源不同差别较大，生产此酶的微生物主要有枯草杆菌、黑曲霉、米曲霉和根霉。
面包制作的原理是在小麦面粉中加酵母和水，揉匀做面团，在30℃左右醒发几小时，酵母作用于小麦粉中的发酵糖，生成二氧化碳，面团成多孔性，再在200℃左右温度下烘烤。面包在烘制过程中温度上升是淀粉被糊化，并急速地受到淀粉酶作用，使粘度降低。放入红炉的面包，随着温度的上升酵母急速发酵，气体量增加，热的气体就膨胀，由于挥发成分的气体而使体积增大。温度上升，蛋白质凝固是膨胀后的形态固定而形成面包的骨架，面粉中含有α-淀粉酶和β-淀粉酶，通常，含量不稳定，α-淀粉酶的活性偏低，导致面团发酵过程生成的糖量不足，酵母产生的二氧化碳，不够，面包的体积较小和内部干硬。
因此，优良的面包制造，必须添加适量的α-淀粉酶。
在面包生产中添加α-淀粉酶，使面包变得柔软，增强伸展性和保持气体的能力，容积增大，出炉后制成触感较好的面包，此外，由于α-淀粉酶作用淀粉所生成的糊精，对改良面包外皮色泽已有较好的效果。
2、真菌α-淀粉酶
真菌α-淀粉酶简称FAA,来源于米曲霉，作为传统酶制造，是第一个应用于面包制作的微生物酶，它取代了麦芽是由于麦芽中的淀粉酶含量不稳定，而且含有蛋白水解酶，真菌α-淀粉酶具有更稳定的活性而不含蛋白质酶活性，所以此酶应用十分广泛。
真菌α-淀粉能水皆直链淀粉和支链淀粉的α-1，4-糖苷键生成麦芽糊精和麦芽糖。其最适pH值为4.0～5.0最适温度为50℃～60℃。
实践应用结果表明，真菌真菌α-淀粉酶作为面粉改良剂，和面粉专用粉添加剂时，主要起到以下几个作用：
（1）在面团发酵食品制作过程中，适量加入真菌α-淀粉酶后，面粉中的损伤淀粉被弃水解成麦芽糖，麦芽糖又在酵母本身分泌的麦芽糖酶作用下，水解成葡萄糖供酵母利用，，从而为酵母的发酵提供足够的糖源作为营养物质。
（2）在面包中添加真菌α-淀粉酶使面包变得柔软，增强伸展性和保持气体的能力，容积增大，出炉后制成触感良好面包。
（3） 真菌α-淀粉酶作用淀粉产生的糊精，又对改良面包外皮色泽已有良好的效果。
3、细菌α-淀粉酶
细菌α-淀粉酶一般是耐热的枯草杆菌α-淀粉酶在作用机理上与真菌α-淀粉酶有一定的差别。同样以可溶性淀粉作底物时，真菌α-淀粉酶的水解终产物主要是麦芽糖和麦芽三糖；而细菌α-淀粉酶的终产物主要是短链糊精。两者的性质差异也很大。其最适pH值为5.0最适温度为80℃～90℃。
由于其较高的耐热性，在烘培是仍有酶活性，从而产生过多的可溶性糊精，结果使得最终制品发粘而不是和在面包中大量使用。但与真菌α-淀粉酶相比，它能产生很好的抗老化效果。而对面包的弹性和口感都优于真菌α-淀粉酶，因而小规模的使用及如何解决其耐高温而造成最终产品发粘的问题是十分重要的。
α-淀粉酶具有仿腐抗老的能力，其机理是此酶将淀粉分解生成地分子量糊精火地分子量的分支淀粉，能干涉支链淀粉的重结晶。产生的糊精会干涉面包中膨胀淀粉粒与蛋白质网络结构的相互作用，而且支链淀粉和支链淀粉中裂开的键有助于支链淀粉-脂肪复合物的形成。
4、糖化酶
糖化酶又称淀粉α-1，4-糖苷酶（编号EC3.2.1.3）常用名为葡萄糖淀粉酶。他是一种外切酶，作用于淀粉或糖原时，从糖链的非还原性末端开始，以葡萄糖为单位，逐一切断α-1，4-糖苷键，并使葡萄糖的C发生构型转换，从α型转变成β型。该酶作用直链淀粉德的产物几乎全部是葡萄糖，作用于支链淀粉后的产物有葡萄糖和带有α-1，6-糖苷键的寡糖。
糖化酶主要由霉菌和根霉产生的，在正常使用浓度下溶入水，最适pH值为4.0～5.0最适温度为55℃～60℃。此美的耐酸性较好，在25℃，pH3.0下，获利稳定而不降低，pH2情况下，55小时内稳定。
此酶水解出来的葡萄糖能参加美拉德反映，是面包增加色泽和风味，同时也可以应用于冷冻面团中。市的面团中的酵母能在深度冷冻面团中很快其作用。
二、木聚糖酶
木聚糖酶在焙烤中应用是广为人知的，它是一种戊聚糖酶，它在半纤维素酶制剂中起着最为重要的作用，其用量要比传统的半纤维素酶制剂少很多，其最适作用pH为4～6，最适温度50℃～60℃。面粉中存在着非淀粉多糖，戊聚糖，主要是阿拉伯木聚糖和阿拉伯半乳聚糖肽，其中阿拉伯木聚糖占戊聚糖60-70％。一般小麦含阿拉伯木聚糖约2％，其中水溶性的为0.5-O.8％，水溶性戊聚糖的持水力很强一般能吸水达10-20倍。在面粉中增加水溶性阿拉伯木聚糖，能增加面团的持水性。试验证明，在面粉中添加木聚糖酶，能使不溶性阿拉伯木聚糖增溶、改进面团的机械强度和增加面包的体积、改进面包的色泽。一般情况下，面粉中存在着内源酶，能使15-20％的不溶性戊聚糖溶解。但加入外来的酶，可使溶解量增至40-65％。。在面包的生产中，1/3的水分是面团中的戊聚糖吸收，由于它们的高水结合能力，因此会影响面团的流变特性。一般来讲，水浸出性戊聚糖对面包产生积极的影响，而水不可浸出性木聚糖对面包质量有损害。面团中有木聚糖酶的作用，使水可浸出性阿拉伯糖能显著增加，从而改善了面团的操作性能及面团的稳定性，增大了成品体积，提高了成品的质量。
三、葡萄糖氧化酶（GOD）
葡萄糖氧化酶（GOD）的系统命名为β-D-葡萄糖氧化还原酶，编号为EC1.1.3.4，最先于1928在黑曲霉和灰绿青霉中发现。一般由黑曲酶生产而得，其最适作用pH：3.5～7.0，最适作用温度：50℃～60℃。
葡萄糖氧化酶的作用机理是，在有氧参与的条件下，葡萄糖氧化酶催化葡萄糖氧化成δ-D-葡萄糖内酯，同时产生过氧化氢，生成的过氧化氢在过氧化氢酶的作用下，分解成H2O和[O].
葡萄糖氧化酶具有高度的专一性，他只对葡萄糖分子C1上的β-羟基起作用，而且它具有较宽的pH范围，pH：3.5～7.0内酶活力稳定，可耐受的温度范围也较宽，30℃～60℃温度范围内，温度变化对酶活性影响不大。
面筋蛋白由麦谷蛋白和麦醇蛋白组成，面筋蛋白中的半胱氨酸是面筋的空间结构和面团形成的关键。蛋白质分子间的作用取决于二硫键－S－S－的数目和大小。二硫键可在分子内形成（麦醇蛋白），也可以在分子间形成（麦谷蛋白）
葡萄糖氧化酶在氧气的存在的条件下能将葡萄糖转化为葡萄糖酸，同时产生过氧化氢。过氧化氢是一种很强的氧化剂，能够将面筋分子中的巯基（－SH）氧化为二硫键（－S－S－），从而增强面筋的强度。一般情况下，面团中有许多爆露－SH键，这些巯基很容易氧化。据报道，在葡萄秧氧化酶的作用下，面粉和面团水溶性部分的－SH键含量明显下降。葡萄糖氧化酶显著的改善面粉的粉质特性，延长稳定时间，减小软化度，提高评价值，改善面的拉伸特性，增大抗拉伸阻力，改善面粉的糊化特性，提高最大粘度，降低破损值，结果，就可形成更耐搅拌，干而不粘的面团，最佳添加量为0.04%。葡萄糖氧化酶能有效的提高面条的咬劲，改善面条的表面状态，使用木聚糖酶有时会使面团发粘，这是由于结合水被释放出来，因此木聚糖酶常和葡萄糖氧化酶一起使用，这种苏和可替代有些面包品种的乳化剂。
葡萄糖氧化酶是一种新型的酶制剂，主要用于面包专用粉，它可以提高面团中面筋强度，增强弹性，对机械冲击有更好的承受力，在面包烘烤中使面团有良好的入炉急胀特性。因此，葡萄糖氧化酶被认为有希望作为溴酸钾的替代品，溴酸钾已被证实可引起动物组织癌变。使用此酶注意不要过量添加，以免会引起面粉筋力过强，给制品加工引起负面影响。
四、肪酶酶
脂肪酶又称甘油酯水解酶(EC1.1.3)，催化甘油三酯水解生成甘油二酯或甘油一酯或甘油。脂肪酶作用于脂肪中的酯键。
生产脂肪酶的微生物主要是有假丝酵母，黑曲霉，根霉、假单孢菌、葡萄球菌等。其最适pH,6.0～9.0 ，温度30℃～40℃，可被钙离子和低浓度胆碱盐激活。
脂肪酶可以添加于面包，馒头吉面条的专用粉中。在面包专用粉中加入脂肪酶可以得到更好的面团条理功能，使面团发酵的稳定性增加，面包的体积增大，内部结构均匀，质地柔软，包心的颜色更白。而脂肪酶水解脂肪形成的单酰甘油能与淀粉结合形成复合物，从而延缓淀粉的老化，提高了面包的保鲜能力，因此，脂肪酶通常与少量脂肪一起使用，要不面粉中脂肪含量太少而达不到这种效果，如果不外加脂肪脂肪酶还是能起到一定的作用，如对面包心的结构和色泽有改善作用。而能够提高发酵性。在馒头专用粉中加入脂肪酶，也会起到类似于面包专用粉的添加效果，尤其对我国使用老面发酵的情况，脂肪酶可以有效防止其发酵过渡，保证产品质量。
还有，在面粉中适量添加脂肪酶可以使面粉的抗拉伸能力和能量明显增加，而延伸性也有所增加。脂肪酶对面团的强度有明显的改善作用，而且可解决加入强筋剂后面粉的延伸度变得过小的缺点。
五、脂肪氧化酶
脂肪氧化酶又称不饱和脂肪酸氧化还原酶，脂肪氧化酶存在于苜蓿、豌豆、扁豆、等豆科植物中，萝卜及马铃薯中也有，但以大豆中的活性最强。
由大都结晶的脂肪氧化酶，分子量为102.000等电点为5.4。最适pH不能简单决定，而是由底物的溶解性左右，一般pH6.0～3.0，最适温度在20～30℃之间。
脂肪氧化酶可催化分子氧，对面粉中具有戊二希1，4双键的油脂发生氧化，形成氢过氧化物。氢过氧化物氧化蛋白质分子的巯基（-SH）形成二硫键（-S-S-）并能诱导蛋白质分子聚合，是蛋白质分子变得更大，从而增强面筋的作用。
脂肪氧化酶可通过偶合反映破坏胡萝卜的双键结构，从而起到漂白面粉，改善面粉色泽的作用。而脂肪氧化酶催化亚油酸生成的过氧化物，可改善面包的香气，为面包赠香。
由此可见，脂肪氧化酶兼具强筋和增白的功效，可减少或替代强筋剂溴酸钾及漂白剂过氧化苯甲酰的用量。
六、谷氨酰胺转氨酶
谷氨酰胺转氨酶，这种酶广泛存在人体，高级动物、植物和微生物中，能够催化蛋白质分子之间或之内的交联、蛋白质和氨基酸之间的连接以及蛋白质分子内谷氨酰胺残基的水解。通过这些反应，可改善各种蛋白质的功能性质，如营养价值，质地结构，口感和贮存期等。
2、谷氨酰转氨酶的作用特点
（1）粘合力极强。用该酶催化形成的共价键在一般的非酶催化条件下很难断裂。
（2）pH稳定性很好。谷氨酰转氨酶的最适合作用pH为6.0，但在pH为5.0～8.0的范围该酶都具有较高的活性。
（3）热稳定性强。谷氨酰胺转氨酶的最适温度在50℃左右，在44～55℃范围内都有较高的活性。特别是在蛋白质食品体系中，该酶的热稳定性会显著提高，这一特性使其在一般的食品加工过程中不至于失活。
（4） 谷氨酰胺转氨酶在催化蛋白质反应过程中，温度（在保持酶活温度内）与时间成负相关关系，反应温度高，反应时间短；反之，温度越低时间越长。不同类型食品的礼花特性，决定反应过程中温度和时间的关系。
（5）使用安全，由于谷氨酰胺转氨酶广泛存在与动物组织，人们一直都在食用含有谷氨酰胺转氨酶催化形成的赖氨酸异肽键的食物，因此，用谷氨酰胺转氨酶生产的新型食品不仅对人体是安全的，还有利于人体的健康。
七、蛋白酶
蛋白酶是催化分解蛋白质肽键的一群酶的总称。蛋白酶作用于蛋白质，将其降解为小分子的蛋白肽、多肽、游离氨基酸。蛋白酶种类繁多，广泛存在于所有生物体内，按其来源可分为植物蛋白酶、动物蛋白酶和微生物蛋白酶，按性能分为酸性蛋白酶、中性蛋白酶和碱性蛋白酶。酸性蛋白酶最适pH为2～5，中性蛋白酶最适pH为6～8，碱性蛋白酶pH为9～11。
蛋白酶也是最早应用面粉工业的酶制剂之一，它主要用于饼干专用粉和面包专用粉中。面粉中常用的是中性的蛋白酶，其最适pH为5.5～7.5。最适温度为65℃左右。
面团中面筋蛋白经蛋白酶处理后，可改善其机械特性，和烘焙品质。蛋白酶可以水解面筋蛋白，切断蛋白分子肽键，弱化面筋，使面团变软。这在强筋麦时，效果较好，可降低面团的弹性，并提高其延伸性，从而改善了机械特性，同时与亚硫酸氢钠等用于弱化面筋的化学还原剂相比，蛋白酶作用专一性强，从而充分显示了生物酶制剂在作为面粉改良剂上的优势。
八、各种酶之间的协同增效作用
根据不同面粉的固有品质和各种酶的特性，将几种酶复合使用，会有比单独使用某一种酶更佳的效果，即所谓的协同增效作用。比如，将木聚糖酶和真菌淀粉酶联用在面包中，可使总用酶量下降，而获得更大体积和更高评分的面包，又会避免发生发粘的问题。如果将木聚糖酶、真菌淀粉酶和脂肪酶联用，增效作用更好，可广泛用于通用粉中，使总用酶量下降，制品体积增大，组织结构细腻均匀，总评分大为提高。如果在上述三酶的基础上，增加麦芽糖淀粉酶，会大大提高制品的保鲜效果。葡萄糖氧化酶和真菌淀粉酶联用也能产生协同作用。
