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纖維素酶是一種復(fù)合酶，主要由葡聚糖內(nèi)切酶、葡聚糖外切酶和β-葡萄糖苷酶等組成，具有很高的木聚糖酶活力。生產(chǎn)纖維素酶的方法主要有兩種：一種是篩選優(yōu)良菌株，生產(chǎn)多纖維素酶復(fù)合體；另一種是用基因工程技術(shù)構(gòu)建含纖維素酶基因的克隆菌株，表達(dá)具有較高酶活力的纖維素酶。而用篩選菌株的方法生產(chǎn)纖維素酶代表性菌體有木霉、青霉和曲霉等，里氏木霉是產(chǎn)纖維素酶的優(yōu)良菌株。
纖維素酶的生產(chǎn)方法包括固體發(fā)酵和液體發(fā)酵2種方法，生產(chǎn)原料有麩皮、秸稈粉、廢紙、玉米粉和無機(jī)鹽等。在纖維素酶的作用下，纖維素可以分解成容易被進(jìn)一步發(fā)酵為乙酸、乳酸和乙醇等的小分子纖維素、纖維寡糖、纖維二糖和葡萄糖。
纖維素酶是一類能夠?qū)⒗w維素降解為葡萄糖的多組分酶系的總稱，它們協(xié)同作用，分解纖維素產(chǎn)生寡糖和纖維二糖，最終水解為葡萄糖。
一般將纖維素酶分為三類：
(1)葡聚糖內(nèi)切酶，這類酶作用于纖維素分子內(nèi)部的非結(jié)晶區(qū)，隨機(jī)水解β-1，4-糖苷鍵，將長鏈纖維分子切斷，產(chǎn)生大量非還原性末端的小分子纖維素；
(2)葡聚糖外切酶，這類酶作用于纖維素線狀分子末端，水解β-1，4-糖苷鍵，每次切下一個(gè)纖維二糖分子，故又稱纖維二糖水解酶；
(3)β-葡萄糖苷酶，大分子首先在EC酶和CBH酶的作用下逐步降解成纖維素二糖，再由BG酶水解成2個(gè)葡萄糖。
纖維素酶系可分為完全酶系和不完全酶系，其中能夠降解無定性纖維素和結(jié)晶纖維素的酶系稱為完全酶系或全值酶系，僅能降解無定性纖維素的酶系稱為不完全酶系或低值酶系，不同種類的微生物所形成的纖維素酶系之間在組分的種類和性質(zhì)上均有很大差異。
纖維素酶來源廣泛，不同菌屬來源和不同發(fā)酵方式所生產(chǎn)的纖維素酶的酶學(xué)性質(zhì)存在差異。纖維素酶合適的反應(yīng)溫度為30℃～45℃，最適反應(yīng)溫度為35℃～37℃。另纖維素酶具有較高的熱穩(wěn)定性，一般最適溫度為40℃～65℃，溫度穩(wěn)定范圍為50～70℃，但各組分酶的熱穩(wěn)定性也有差異，并受到PH的影響。
許多研究人員對(duì)纖維素酶使纖維素轉(zhuǎn)化為葡萄糖的過程提出了許多不同的看法。目前一般公認(rèn)的理論是，首先由葡聚糖內(nèi)切酶作用于微纖維的非結(jié)晶區(qū)，使其露出許多末端供外切酶作用，纖維二糖水解酶從非還原末端依次分解，產(chǎn)生纖維二糖，然后，部分降解的纖維素進(jìn)一步由葡聚糖內(nèi)切酶和外切酶協(xié)同作用，分解生成纖維二糖、三糖等低聚糖，最后由β-葡萄糖苷酶作用分解成葡萄糖。
醬油的釀造需極強(qiáng)的蛋白酶活力，為使大豆蛋白酶從組織中充分裸露，又需植物崩裂酶活力(果膠酶、半纖維素酶和纖維素酶等)。
纖維素酶制劑用于固態(tài)無鹽醬油生產(chǎn)上，強(qiáng)化了原料組織結(jié)構(gòu)的破裂，使蛋白裸露，便于蛋白酶對(duì)蛋白質(zhì)的分解，提高了醬油的收得率，加快了發(fā)酵速度，增加了醬油中的還原糖和色度，改善了醬油的風(fēng)味和質(zhì)量，縮短了生產(chǎn)周期，效果較為明顯。
在食醋釀造過程中，將纖維素酶與糖化酶混合使用，可明顯提高原料利用率和出品率。根據(jù)河南農(nóng)大報(bào)告，應(yīng)用正交試驗(yàn)設(shè)計(jì)研究了黑曲霉UV-11(糖化酶菌株)和黑曲霉F27(纖維素酶菌株)液體混合發(fā)酵條件，與UV-11單菌株發(fā)酵相比，糖化酶活力提高16%，CMC酶活提高266%，在以薯干粉為原料液態(tài)釀造食醋時(shí)，食醋出品率高達(dá)1kg原料產(chǎn)8.14～9.57kg食醋。將纖維素酶用于液態(tài)發(fā)酵釀造食醋，酒精產(chǎn)量、食醋產(chǎn)量和主料出品率都得到明顯提高。
日本、丹麥、美國、巴西、印度及俄羅斯等有許多關(guān)于纖維素酶應(yīng)用于酒精生產(chǎn)的報(bào)道，應(yīng)用較好的丹麥等國原料出酒率可提高1%～3%，以黑麥為原料可達(dá)5%。加入纖維素酶后，纖維素首先被纖維素酶分解為纖維二糖，然后由β-葡糖苷酶將纖維二糖分解為葡萄糖，葡萄糖由酵母發(fā)酵生成乙醇；葡萄糖對(duì)β-葡糖苷酶有阻礙作用，纖維二糖對(duì)纖維素酶有阻礙作用，但隨著發(fā)酵的進(jìn)行，葡萄糖不斷為酵母所利用，這些阻礙作用就會(huì)被解除，纖維素在纖維素酶作用下不斷生成葡萄糖，為酵母作用生成酒精。
原料薯干中的纖維成分，由于受淀粉、果膠質(zhì)、蛋白質(zhì)等的影響，同樣對(duì)水解具有抗力，不易直接為纖維素酶作用，也必須作相應(yīng)的預(yù)處理。酒精生產(chǎn)過程中原料的狀態(tài)及變化，在很大程度上滿足了這種預(yù)處理需求，就成了纖維素酶能否有效地應(yīng)用于酒精生產(chǎn)的關(guān)鍵，預(yù)處理過程主要包括粉碎和蒸煮等。
在進(jìn)行酒精發(fā)酵時(shí)添加纖維素酶可顯著提高酒精和白酒的出酒率和原料的利用率、降低醪液的粘度、縮短發(fā)酵時(shí)間，若使用野生植物的淀粉作為發(fā)酵工業(yè)原料，添加纖維素酶對(duì)原料利用率的提高更明顯。
在啤酒生產(chǎn)過程中，使用纖維素酶后，可同時(shí)將淀粉和纖維素轉(zhuǎn)化為糖，再經(jīng)酵母分解全部轉(zhuǎn)化為酒精，使出酒率提高3%～5%，淀粉和纖維利用率高達(dá)90%。用于啤酒工業(yè)的發(fā)芽生產(chǎn)中可增加麥粒溶解性，加快發(fā)芽，減少糖化液中β-葡萄糖含量，改善過濾性能。另外，啤酒糟對(duì)環(huán)境的污染日益加劇，處理成本費(fèi)高。目前，大多作低價(jià)飼料和肥料直接出售，銷量有限。因其含水量高，不能久存，易霉?fàn)€，從而造成資源浪費(fèi)。利用纖維素酶水解啤酒糟，將酶解液和殘?jiān)謩e進(jìn)行有效利用，可大大提高啤酒糟的經(jīng)濟(jì)效益和環(huán)境效益。
研究發(fā)現(xiàn)在小麥淀粉生產(chǎn)味精中加入纖維素酶，谷朊粉純蛋白收率由9.70%升到10.16%，淀粉蛋白卻由1.75%降到了1.67%，戊聚糖的固含量略有下降，總量大大降低(降幅達(dá)21.34%)。另外，由于纖維素酶的作用，淀粉液化時(shí)普遍反映容易且蛋白絮凝較好，糖水過濾速度提高20%，所得糖液透光提高35%。纖維素酶在小麥淀粉生產(chǎn)味精使用可提高味精的產(chǎn)量和縮短生產(chǎn)時(shí)間。
大多數(shù)果蔬材料中不同程度地含有纖維素，在果蔬加工過程中采用纖維素酶作適當(dāng)處理，可以使植物組織軟化，改善口感，簡化工藝。利用纖維素酶對(duì)纖維素類物質(zhì)的降解，可促進(jìn)果汁的提取與澄清，能提高可溶性固形物的含量，并可將果皮渣綜合利用。目前已成功地將柑橘皮渣酶解制取全果飲料，其中的粗纖維有50%降解為短鏈低聚糖，全果飲料中的膳食纖維，具有一定的保健醫(yī)療價(jià)值。
纖維素酶用于處理大豆，可促使其脫皮，同時(shí)，由于它能使胞壁破壞，使包含其中的蛋白質(zhì)和油脂完全分離，增加了從大豆和豆餅中提取優(yōu)質(zhì)水溶性蛋白質(zhì)和油脂的收得率，既降低了成本，縮短了時(shí)間，又提高了產(chǎn)品質(zhì)量。在方便面中的應(yīng)用，用酶制劑(葡萄糖氧化酶、半纖維素酶、纖維素酶、脂肪酶)與面粉預(yù)混合，從酥脆性、彈性、筋力、爽滑度、耐泡性來評(píng)分，可一定程度改善方便面的泡吃效果。
速溶茶飲用方便，要求其速溶后無不溶渣，生產(chǎn)上常用熱水浸提法提取茶葉中的有效成分。若用纖維素酶低溫抽提，既可提高收得率，又能保持茶葉原有的色香味。若將沸水浸泡和酶法結(jié)合，既可縮短抽提時(shí)間，又可提高水溶性較差的茶單寧、咖啡因等的抽提率。
日本有專利報(bào)道，用纖維素酶處理豆腐渣后接入乳酸菌進(jìn)行發(fā)酵，可制得高營養(yǎng)、高品味的發(fā)酵飲料。將纖維素酶應(yīng)用于果蔬榨汁、花粉飲料中，可提高汁液的提取率和促進(jìn)汁液澄清，使汁液透明，不沉淀，提高可溶性固體物的含量，并可將果皮渣綜合利用。目前，有報(bào)道已成功地將柑桔皮渣酶解制取全果飲料，其中的粗纖維有50%降解為短鏈低聚糖，這種膳食纖維，具有一定的保健價(jià)值。