Ksilanāze ir enzīmu klase, ko ražo mikroorganismi, lai nojauktu augu šūnu sieniņu sastāvdaļu, kas pazīstama kā hemiceluloze. Ksilāns ir glikozes molekulu polimērs un galvenā hemicelulozes sastāvdaļa, kas palīdz noturēt kopā šūnu sienas. Tādējādi ksilanāzes enzīma darbība palīdz noārdīt augu šūnu sienas. Šo darbību var izmantot pārtikas un papīra ražošanas nozarēs, kā arī lauksaimniecībā un cilvēku veselībai.
Ir vairāki dažādi ksilanāžu veidi, ko ražo dažādi mikroorganismi. Šie fermenti darbojas dažādos apstākļos, piemēram, dažādos pH līmeņos un temperatūrās. Ar ksilanāzēm tiek veikts liels bioķīmiskais inženierijas darbs, lai noteiktu optimālo enzīmu konkrētam lietojumam. Bieži vien ģenētiski modificētas sēnes ir ksilanāzes avots, ko izmanto komerciālos lietojumos.
Ksilāns ir sveķaina, gļotādai līdzīga viela, ko dažreiz sauc par koka sveķi. Tas var izraisīt augļu sulas duļķainību. Ksilanāzi dažreiz lieto kopā ar citiem šūnu sieniņu noārdošiem enzīmiem, piemēram, pektināzi un celulāzi, lai dzidrinātu sulu, tādējādi tā kļūst dzidra.
Kviešos ir daudz ksilāna, kas ietekmē kviešu mīklas konsistenci. Viens no galvenajiem ksilanāzes lietojumiem ir mīklas kvalitātes uzlabošana. Piemēram, izmantojot šo fermentu, var uzlabot ūdens uzsūkšanos, stabilitāti un apstrādājamību. Arī fermentācija alkohola ražošanai izmanto ksilanāzi, lai atbrīvotu sveķaino materiālu, lai to varētu raudzēt.
Šo fermentu veidu izmanto arī, lai uzlabotu graudus un citus augu izcelsmes materiālus, ko izmanto kā dzīvnieku barību. Kombinācijā ar citiem šūnu sienu noārdošiem enzīmiem tas palīdz noārdīt šūnu sienas. Tādējādi dzīvniekiem ir vieglāk sagremot. Ieguvumu piemērs ir slaucamo govju piena ražošanas palielināšanās.
Tas pats princips tiek izmantots ar ksilanāzi preparātos, kas paredzēti, lai palīdzētu cilvēka gremošanas sistēmai. Dažādu enzīmu kombinācijas, kas noārda augu materiālus, tiek pārdotas lietošanai kā piedevas. Tiek izvēlēti specifiski mikrobu fermenti, kas darbojas plašā pH diapazonā, cerot, ka tie saglabās aktivitāti skarbajā kuņģa vidē. Nav skaidrs, vai šie fermenti izdzīvo gremošanu ar kuņģa dabīgajiem enzīmiem.
Ksilāns ir interesants kā atjaunojams resurss, jo tas ir liela lauksaimniecības atkritumu sastāvdaļa, piemēram, salmi, ko varētu izmantot kā biomasas avotu. Lai šāds process būtu veiksmīgs, augu šūnu siena ir jāsadala mazākās, izmantojamās frakcijās. Tiek pētītas dažādas ksilanāzes, lai palīdzētu noārdīt šūnu sienas rūpnieciskā mērogā.
Cits ksilanāzes lietojums ir papīra ražošanas nozarē. To izmanto kā alternatīvu hlora celulozes balināšanai. Šis posms notiek pirms papīra ražošanas, un tas samazina procesā izmantoto ķīmisko vielu daudzumu.