Hemicelulaza jest rodzajem enzymu, który degraduje hemicelulozę polimerową ściany komórkowej roślin. Polimer ten pomaga usieciować składniki ścian komórkowych roślin, aby nadać ścianom sztywność. Hemicelulaza jest wykorzystywana komercyjnie w produktach piekarniczych oraz w różnych innych technologiach przygotowywania żywności. Ten rodzaj enzymu jest również wytwarzany przez mikroorganizmy żyjące w przewodzie pokarmowym człowieka i rozkładające hemicelulozę pokarmową, której człowiek nie jest w stanie strawić. Niektórzy przyjmują go jako suplement wspomagający trawienie.
Hemicelulozy to polisacharydy — długie łańcuchy cukrów — które są częścią ściany komórkowej roślin. Mogą być bardzo złożonymi cząsteczkami i składać się z wielu różnych rodzajów cukrów. Różnią się one od celulozy, związku strukturalnego ściany komórkowej rośliny, który tworzy znacznie dłuższy łańcuch i składa się wyłącznie z cząsteczek glukozy. Hemiceluloza jest środkiem sieciującym i łączy mikrofibryle celulozy. Może również łączyć celulozę z innymi składnikami ściany komórkowej.
Złożoność hemicelulozy sprawia, że istnieje wiele różnych rodzajów hemicelulazy. Różne typy tego enzymu mają różne zastosowania w biotechnologii, zwłaszcza w naukach o żywności. Enzym jest często stosowany w połączeniu z innymi enzymami, które degradują ściany komórkowe roślin lub skrobię.
Głównym zastosowaniem hemicelulazy jest przemysł piekarniczy. Znajduje zastosowanie w mieszankach do ciast, wypiekach i ciastach mrożonych. Enzym poprawia jakość ciasta i pomaga w długim okresie przechowywania.
Przy użyciu tego typu enzymu można wytwarzać soki owocowe i napoje alkoholowe. W szczególności do produkcji win wykorzystuje się hemicelulazy. Pomagają usunąć niechciane związki ze skórek winogron, które mogą zanieczyścić smak wina.
Chociaż rośliny wytwarzają hemicelulazy do wzrostu i rozwoju, większość komercyjnego zainteresowania dotyczy enzymów wytwarzanych przez mikroorganizmy. Enzymy są produkowane przemysłowo z bakterii i grzybów. W niektórych przypadkach organizmy te zostały genetycznie zmodyfikowane tak, aby wytwarzały optymalne ilości hemicelulazy.
Ważna rola hemicelulaz w wielu zastosowaniach biotechnologicznych doprowadziła do dużego zainteresowania określeniem ich struktury i funkcji. Enzymy mają często formę modułową; różne części ich struktur pełnią różne funkcje. W przypadku tego typu enzymu część specjalizuje się w wiązaniu się z hemicelulozą, podczas gdy inna część rozbija wiązanie łączące cukry w procesie znanym jako hydroliza. Wiąże się to z dodaniem cząsteczki wody do wiązania, co powoduje jego rozerwanie.
Mikroorganizmy wytwarzające hemicelulazy znajdują się również w przewodzie pokarmowym ludzi i zwierząt wyższych. Ponieważ ludzie nie mogą rozkładać hemicelulozy, uważa się ją za błonnik. Mikroorganizmy w ludzkim ciele rozkładają część hemicelulozy, pomagając jej trawić. Dostępne są suplementy hemicelulazy, ale tak jak w przypadku każdego suplementu, przed ich spożyciem należy skonsultować się z lekarzem.