Xylanas är en klass av enzymer som produceras av mikroorganismer för att bryta ner en komponent av växtcellväggar som kallas hemicellulosa. Xylan är en polymer av glukosmolekyler och en huvudkomponent i hemicellulosa, som hjälper till att hålla ihop cellväggarna. Således hjälper verkan av ett xylanasenzym till att bryta ner växtcellväggar. Denna verksamhet har tillämpningar inom livsmedels- och papperstillverkningsindustrin, tillsammans med användningar inom jordbruket och för människors hälsa.
Det finns ett antal olika typer av xylanaser som produceras av olika mikroorganismer. Dessa enzymer verkar under olika förhållanden, såsom vid olika pH-nivåer och temperaturer. Det finns mycket biokemiskt ingenjörsarbete med xylanaser för att bestämma det optimala enzymet för en viss applikation. Ofta är genetiskt modifierade svampar källan till xylanas som används i kommersiella tillämpningar.
Xylan är ett gummiartat, slemliknande ämne som ibland kallas trägummi. Det kan göra att fruktjuicer blir grumliga. Xylanas används ibland tillsammans med andra cellväggsnedbrytande enzymer, såsom pektinas och cellulas, för att klarna juicen, så att den blir tydlig.
Vete har mycket xylan, vilket påverkar konsistensen på vetedegen. En av de viktigaste tillämpningarna för xylanas är att förbättra kvaliteten på deg. Till exempel kan vattenabsorption, stabilitet och bearbetbarhet förbättras med användningen av detta enzym. Dessutom använder jäsning för alkoholproduktion xylanas för att frigöra det gummiartade materialet, så att det kan jäsas.
Denna typ av enzym används också för att förbättra spannmål och andra växtbaserade material som används som djurfoder. I kombination med andra cellväggsnedbrytande enzymer hjälper det till att bryta ner cellväggarna. Detta gör det lättare för djuren att smälta. Ett exempel på fördelarna är ökad mjölkproduktion hos mjölkkor.
Samma princip används med xylanas i preparat utformade för att hjälpa det mänskliga matsmältningssystemet. Kombinationer av olika enzymer som bryter ner växtmaterial säljs för att tas som tillskott. Specifika mikrobiella enzymer som verkar över ett brett pH-område väljs, i hopp om att de ska behålla aktiviteten i den hårda miljön i magen. Det är inte klart om dessa enzymer överlever matsmältningen av magens naturliga enzymer.
Xylan är av intresse som en förnybar resurs, eftersom det är en stor komponent av jordbruksavfall, som halm, som skulle kunna användas som en källa till biomassa. För att en sådan process ska bli framgångsrik måste växtcellväggen brytas ner i mindre, användbara fraktioner. Olika xylanaser undersöks för användning för att hjälpa till att bryta ner cellväggarna i industriell skala.
En annan användning för xylanas är inom papperstillverkningsindustrin. Det används som ett alternativ till klor i blekning av trämassa. Detta skede kommer innan papperet tillverkas och minskar mängden kemikalier som används i processen.