木聚糖是玉米芯等多种植物中半纤维素的主要组成成分,其主链是由β-1,4-糖苷键连接木糖单元形成。玉米芯作为一种农业废弃物因其含有较多的木聚糖而被广泛用于生产木糖和木糖醇等高附加值产品。本研究主要从酶法降解提升木糖产量和降低副产物含量两个方面来优化木糖的制备工艺,从而提高玉米芯等半纤维素中木糖的产量。具体结果如下:（1）在工业应用生产中,能够耐受高浓度盐、有机溶剂和酶解产物的木糖苷酶可以有助于提升在极端环境中木糖的产量,但目前高耐受性木糖苷酶还鲜有报道。本研究首先发现Xyl21具有单独催化木聚糖生产木糖的能力,通过与木聚糖酶Xyn1 1-1的协同作用,能使木聚糖中木糖的产率提高1.52倍。其次,通过对GH39家族的β-木糖苷酶Xy121的耐受性研究,发现该酶同时对单糖、有机溶剂和高盐环境具有较好的耐受性。与其它GH39家族的木糖苷酶不同,Xyl21对木质纤维素的终水解产物（包括葡萄糖、木糖、阿拉伯糖、甘露糖和半乳糖）具有较好的耐受性,Xyl21能够在0.3 M和0.9 M的木糖中分别保持111.36%和53.49%的相对活性;同时通过有机溶剂耐受性分析发现,在15%（v/v）的乙醇条件存在下,Xyl21仍保持105.18%的相对活性;此外Xyl21对高盐环境也有较好的耐受性,其催化活性在0-1.5 M的NaCl溶液中不仅未受盐离子的抑制,反而当NaCl浓度为1.5 M时还保持103.62%的相对活性。通过结构建模和多序列比对发现,其优良的耐受性可能是由该酶较高的无规卷曲比例导致其整体结构的高灵活性所引起的。通过与不同家族的糖苷水解酶对比发现,本研究所报道的木糖苷酶具有较好的耐受性和特异性,是应用于基础研究和各种工业生产的良好候选酶之一。（2）为了寻找影响耐受性质和热稳定性的关键氨基酸位点,通过定向进化的方法构建随机突变体文库,在大肠杆菌中表达并筛选性状提高的突变体。通过对随机突变文库的初筛和复筛,得到两株耐受性提高的突变体A16（K16R/L94I/K262N）和11-C7（E131G/G300R/F410L/Y490H）。分析显示,突变体A16的乙醇耐受性得到提升,在15%（v/v）的乙醇条件下还保留152.87%的相对活性,突变体11-C7的耐受木糖能力得到提升,在0.9M的木糖存在时还保留88.17%的相对活性;随后采用定点突变技术,分别对两株突变体进行单点突变,进一步分析其耐受性质以及突变机理。单点突变结果显示,单个氨基酸位点的突变对耐受性影响较小,耐受性质的增加是几个位点综合作用的结果。（3）在木糖生产过程中,处理玉米芯的方式主要采用酸解,该法可导致副产物木糖母液的产生从而造成不必要的浪费。为了提高工业废弃木糖母液（含有阿拉伯糖、半乳糖、葡萄糖、木糖）的利用效率,使用酿酒酵母消耗利用木糖母液中的杂糖,进一步提高木糖母液的单糖结晶率以及利用效率。通过筛选得到两株野生型酿酒酵母（N7和N12）对木糖母液中的半乳糖具有较好的利用效果。为了提升酿酒酵母消耗杂糖（半乳糖、葡萄糖）的效率,采用菌株驯化的方法对酵母进行处理,使其能够更好的利用木糖母液中的单糖。离子色谱检测分析发现,野生型酿酒酵母N7与其驯化后酵母对木糖母液半乳糖降解率在120 h后分别为30%和72%,驯化后的酿酒酵母N12与原菌株相比降解效率改善不明显。结果表明,驯化后酿酒酵母的半乳糖降解率得到提高,为后续的工业应用提供理论指导和技术支撑。