Xilanaza este o clasă de enzime produse de microorganisme pentru a descompune o componentă a pereților celulelor vegetale cunoscută sub numele de hemiceluloză. Xylanul este un polimer al moleculelor de glucoză și o componentă majoră a hemicelulozei, ajutând la menținerea pereților celulari împreună. Astfel, acțiunea unei enzime xilanază ajută la descompunerea pereților celulelor vegetale. Această activitate are aplicații în industria alimentară și de fabricare a hârtiei, împreună cu utilizări în agricultură și pentru sănătatea umană.
Există o serie de tipuri diferite de xilanaze produse de diferite microorganisme. Aceste enzime acționează în condiții diferite, cum ar fi la diferite niveluri de pH și temperaturi. Există o mulțime de lucrări de inginerie biochimică efectuate cu xilanaze, pentru a determina enzima optimă pentru o anumită aplicație. Frecvent, ciupercile modificate genetic sunt sursa de xilanază utilizată în aplicații comerciale.
Xylanul este o substanță gumosă, asemănătoare mucoasei, care se numește uneori gumă de lemn. Poate face ca sucurile de fructe să fie tulburi. Xilanaza este uneori folosită împreună cu alte enzime de degradare a peretelui celular, cum ar fi pectinaza și celulaza, pentru a clarifica sucul, astfel încât să devină limpede.
Grâul are mult xilan, ceea ce afectează consistența aluatului de grâu. Una dintre principalele aplicații ale xilanazei este îmbunătățirea calității aluatului. De exemplu, absorbția apei, stabilitatea și lucrabilitatea pot fi îmbunătățite cu utilizarea acestei enzime. De asemenea, fermentația pentru producția de alcool utilizează xilanază pentru a elibera materialul gumos, astfel încât să poată fi fermentat.
Acest tip de enzimă este, de asemenea, utilizat pentru a îmbunătăți cerealele și alte materiale pe bază de plante utilizate ca hrană pentru animale. În combinație cu alte enzime care degradează pereții celulari, ajută la descompunerea pereților celulari. Acest lucru face ca animalele să fie mai ușor de digerat. Un exemplu de beneficii include creșterea producției de lapte de către vacile de lapte.
Același principiu este folosit cu xilanază în preparatele menite să ajute sistemul digestiv uman. Combinațiile de diferite enzime care descompun materialele vegetale sunt vândute pentru a fi luate ca suplimente. Sunt alese enzime microbiene specifice care acționează într-un interval larg de pH, în speranța că își vor păstra activitatea în mediul aspru al stomacului. Nu este clar dacă aceste enzime supraviețuiesc digestiei de către enzimele naturale ale stomacului.
Xylanul este de interes ca resursă regenerabilă, deoarece este o componentă mare a deșeurilor agricole, cum ar fi paiele, care ar putea fi folosită ca sursă de biomasă. Pentru ca un astfel de proces să aibă succes, peretele celular al plantei trebuie să fie descompus în fracții mai mici, utilizabile. Diverse xilanaze sunt investigate pentru a ajuta la degradarea pereților celulari la scară industrială.
O altă utilizare pentru xilanază este în industria de fabricare a hârtiei. Este folosit ca alternativă la clor în albirea pastei de lemn. Această etapă vine înainte ca hârtia să fie fabricată și reduce cantitatea de substanțe chimice utilizate în proces.