Hemicelulaza je vrsta enzima koji razgrađuje polimer hemiceluloze stanične stijenke biljaka. Ovaj polimer pomaže u umrežavanju komponenti stijenke biljnih stanica kako bi zidovima dali krutost. Hemicelulaza se komercijalno koristi u proizvodima za pečenje i raznim drugim tehnologijama pripreme hrane. Ovu vrstu enzima također proizvode mikroorganizmi koji žive u ljudskom probavnom traktu i razgrađuju hemicelulozu iz hrane, koju ljudi nisu u stanju probaviti. Neki ga uzimaju kao dodatak za pomoć pri probavi.
Hemiceluloze su polisaharidi – dugi lanci šećera – koji su dio biljne stanične stijenke. Mogu biti vrlo složene molekule i sastojati se od niza različitih vrsta šećera. Razlikuju se od strukturnog spoja celuloze biljne stanične stijenke, koji tvori mnogo duži lanac i sastoji se u potpunosti od molekula glukoze. Hemiceluloza je sredstvo za umrežavanje i međusobno povezuje celulozne mikrofibrile. Također može povezati celulozu s drugim komponentama stanične stijenke.
Složenost hemiceluloze znači da postoji mnogo različitih vrsta hemicelulaze. Različite vrste ovog enzima imaju različite primjene u biotehnologiji, posebice u prehrambenim znanostima. Enzim se često koristi u kombinaciji s drugim enzimima koji razgrađuju zidove biljnih stanica ili škrob.
Primarna upotreba hemicelulaze je u pekarskoj industriji. Koristi se u smjesama za kolače, pecivama i smrznutom tijestu. Enzim poboljšava kvalitetu tijesta i pomaže pri skladištenju.
Voćni sokovi i alkoholna pića mogu se proizvoditi pomoću ove vrste enzima. Konkretno, hemicelulaze se koriste u proizvodnji vina. Pomažu u uklanjanju neželjenih spojeva iz ljuske grožđa koji bi mogli kontaminirati okus vina.
Iako biljke stvaraju hemicelulaze za rast i razvoj, većina komercijalnog interesa je za enzime koje proizvode mikroorganizmi. Enzimi se industrijski proizvode od bakterija i gljivica. U nekim slučajevima, ti su organizmi genetski modificirani kako bi proizveli optimalne količine hemicelulaze.
Važna uloga hemicelulaza u mnogim biotehnološkim primjenama dovela je do velikog interesa za određivanje njihove strukture i funkcije. Enzimi su često u modularnom obliku; različiti dijelovi njihovih struktura imaju različite funkcije. Za ovu vrstu enzima, dio je specijaliziran za vezanje na hemicelulozu, dok drugi dio razgrađuje vezu koja povezuje šećere procesom poznatim kao hidroliza. To uključuje dodavanje molekule vode u vezu, što uzrokuje njezino otvaranje.
Mikroorganizmi koji proizvode hemicelulaze također se nalaze u probavnom traktu ljudi i viših životinja. Budući da ljudi ne mogu razgraditi hemicelulozu, ona se smatra vlaknima. Mikroorganizmi u ljudskom tijelu razgrađuju dio hemiceluloze, pomažući joj da se probavi. Dostupni su dodaci hemicelulaze, ali kao i kod svakog dodatka, potrebno je konzultirati se s liječnikom prije njihove konzumacije.