“十五”国家科技攻关计划生物工程技术项目系列报道 (5)
食品级木聚糖酶工业化生产
李峰 袁建国 高艳华
木聚糖酶是一种新型酶制剂，用途广泛，食品行业作为面粉改良剂，可替代面粉中的化学添加剂，使面粉品质
改良实现营养化和绿色化；用木聚糖酶酶法生产的低聚木糖，具有润肠通便功能。饲料工业作为饲料添加剂，可提
高利用率及饲喂效果。造纸工业木聚糖酶可以改善纸浆性能，降低漂白粉及酸、碱用量，减轻环境污染等。酒精工
业木聚糖酶可提高原料出酒率，降低生产成本。
一、攻关目标及完成情况
本项目于2005年12月通过国家科技部专家组验收，验收专家一致认为：以短小芽孢杆菌生产食品级木聚糖酶
属国内首创，用作面粉改良剂，可替代化学食品添加剂。任务指标与完成情况见表1。
二、工艺技术及产品特点
1.成功选育了一株高产木聚糖酶优良菌株
该菌种产生的木聚糖酶酶系纯，富含内切β-木聚糖酶，酶活高，适于液体深层发酵生产木聚糖酶，优于国内
外采用霉菌生产木聚糖酶的工艺。
2.成功进行了食品级木聚糖酶产业化生产
采用细菌深层发酵生产食品级木聚糖酶，30t发酵罐连续生产性能稳定，发酵酶活2500U/mL，发酵周期18h；
发酵成功率达到99%，采用价格低廉的农副产品作为发酵原料，原料成本降低50%，适合工业化生产。
3.酶提取工艺中的新工艺新设备
采用先进的絮凝技术、膜过滤技术、新型酶稳定剂，提高了酶的纯度，保证了产品的高酶活力，酶提取率达到
87%以上，酶制剂酶活达到10万U/g以上。开创了食品级木聚糖酶新产品。
4.进行了木聚糖酶稳定性研究
采用新型提取工艺（如酶的保护剂、酶的激活剂），酶活稳定，在干燥环境、常温下存放，保存1年酶活损失
小于6%，便于长期储存使用。通过在低聚木糖、面包、馒头上的应用试验证明，该木聚糖酶在生产加工过程中相
当稳定，适合应用于食品加工。
5.开发生物酶面粉改良剂代替化学改良剂
进行了木聚糖酶在馒头、面包中的应用工作。通过木聚糖酶单独添加、与其他酶制剂协同作用等应用工作，效
果明显，复配的生物酶面粉改良剂可以代替溴酸钾等化学改良剂，开发了以木聚糖酶为主的复合酶制剂、馒头粉改
良剂、面包粉改良剂及溴酸钾替代品等系列产品。
6.菌种安全性高，木聚糖酶产品安全无毒
经中国科学院微生物研究所检测，鉴定该菌种为短小芽孢杆菌；经中国疾病预防控制中心营养与食品安全所进
行菌种毒力检验，结果证明该菌种无毒。经山东省疾病预防与控制中心对食品级木聚糖酶产品进行毒理学安全性检
测，结果证明该产品安全无毒。
表1 任务指标与完成情况一览表
指标 任务指标 完 成 情 况
发酵规模 30t罐 30t罐
发酵酶活力 ≥2500U/mL ≥2500U/mL
发酵周期 ≤18h ≤18h
固体酶活力 ≥50000U/g ≥100000U/g
酶活收率 ≥85% ≥87%
应用研究 在馒头、面包加工 广泛应用于面包、馒头等面
中的应用 食制品中，效果明显；可
以作为溴酸钾的替代品之
一。
申报情况 完成申报国家食品 食品添加剂新品种申报材料
添加剂新品种 经山东省卫生厅初审合
格，已报送卫生部评审，
正处于审批阶段。
斜面菌种→茄形瓶种子→1m3种子罐→30m3发酵罐→液体深层发酵→
絮凝剂 去除菌体和杂质 生物高分子溶液
↓ ↑ ↓
发酵液→过滤→陶瓷膜二次过滤→滤液→过滤去除杂蛋白→澄清酶液→
超滤膜浓缩→浓缩液→调节pH值→酒精溶析沉淀→吸附剂吸附→过滤→
↑
稳定剂
滤饼→低温干燥 →粉碎→包装→化验检测→成品木聚糖酶制剂
三、推广应用情况及前景
（1）成功开发了食品级木聚糖酶新产品，各项指标经检测，完全符合国家食品级酶制剂标准要求，并且建立了
食品级木聚糖酶的企业标准。
（2）用木聚糖酶酶法生产的低聚木糖，在山东省中协食品添加剂研发中心开发生产了新型保健食品“咪必克”，
产品已获得保健食品批号(批号为：国食健字G20041242)。
（3）食品级木聚糖酶用于面食制品改良剂，已经在山东、河南、江苏、广州等地进行了在馒头、面包上的应用
试验，效果良好，现已形成以食品级木聚糖酶为主的馒头粉改良剂、面包粉改良剂、溴酸钾替代品、复合酶制剂等
系列产品，市场应用及推广前景广阔。
食品级木聚糖酶广泛应用于食品行业及低聚木糖的生产。根据中国粮食行业协会统计资料，目前，我国面粉生
产能力超过1.2亿t/a，而国内总的消费量为9000万t，流通领域容纳4000万t左右的面粉，在此领域内木聚糖
酶潜在的市场容量为2400t。另外，饲料工业、造纸工业、纺织工业和酒精工业对木聚糖酶需求量将进一步扩大。
四、发展建议
此前，食品级木聚糖酶的工业化生产在我国尚属空白，我国食品行业及生产低聚木糖所应用的木聚糖酶全都依
赖进口，价格昂贵，而且受诸多限制。利用本项目技术生产的食品级木聚糖酶，完全可以代替国外同类产品，而且
生产成本低。国外进口木聚糖酶产品售价在20万元/t以上，利用本技术开发的产品售价10万元/t左右，具有较
大的价格优势。
建议国内企业继续改进食品级木聚糖酶的生产技术、市场推广应用和技术支持工作，开拓应用领域，使食品级
木聚糖酶广泛应用于食品及其他行业，带来更大的经济、社会效益。
（本项目由山东省食品添加剂研究开发中心、山东省食品发酵工业研究设计院、济南京鲁生物技术研究开发中
心共同完成）