纖維素分解酵素

破壞纖維素的剪刀手─纖維素分解酵素 (Cellulase)
國立臺灣大學環境工程學研究所研究生鍾亞萱

近年來，工商社會的快速發展與都市化，使人民生活品質跟著提升，人類過度依賴化石燃料的結果，造成石油量逐年下滑，甚至已到逐漸枯竭的地步。因此世界各國開始重視替代能源的開發及相關的因應對策，而替代的永續性再生能源包含太陽能、風能、水力發電、生質能等，其中生質能源為透過生物原料轉換而成的能源。

其中的纖維素在地球上屬可再生性且含量極豐富，被應用的層面相當廣。由工業及農業所產生的纖維廢棄物富含大量的纖維素，像是稻米收割後剩下的稻草、稻稈及伐木造紙業產生的廢棄物等。透過纖維素生產能源是目前常被討論的一項技術，纖維素分解後會產生小分子的可溶性醣類，這些小分子醣類再經過發酵反應後產生的發酵產物如氫氣、乙醇及一些揮發性脂肪酸，這些發酵產物都可作為石油的替代能源。

纖維素是由葡萄糖單體所串起之大分子多醣，其構造單元體為纖維二糖，而纖維二糖為兩個葡萄糖分子以 β-1,4-糖苷鍵連結而成。鏈狀結構中的分子間包含排列整齊的結晶區及排列不規則的非結晶區，由於結晶區結構排列整齊，阻礙水分子及酵素分子進入結構中反應，使得纖維素結構不易被破壞，因此纖維素需先被分解，才能進行後續的開發及利用。