Ксиланаза представляет собой комплекс ферментов задействованных в деградации гетерогенного полисахарида – ксилана. Основным является фермент эндо-1,4-ксиланаза (КФ 3.2.1.8), который катализирует распад ксилана до ксилоолигосахаридов. Другие ферменты, такие как ксилозидаза, L-арабинофуразидаза, глюкуронидаза и эстераза (ксиланацетилэстераза и ферилоилэстераза), выполняют полный гидролиз ксилоолигосахаридов до мономеров. 

Ксиланазы представляют собой гликопротеины с молекулярной массой 6-80 кДа. Ферменты активны в диапазоне температур 40-60°C и рН 4,5-6,5. 

Внеклеточную продукцию ксиланаз осуществляют многие бактерии, актиномицеты и грибы. Большинство коммерческих ферментных препаратов ксиланаз производится с использованием Trichoderma, Bacillus, Aspergillus, Penicillium, Aureobasidium, и Talaromyces. В 2009 году заявлен новый штамм-продуцент ферментного комплекса ксиланаз Chrysosporium lucknowense C1 (Dyadic Netherlands). Ксиланазы из различных источников различаются по условиям  оптимального функционирования, что определяет и различные сферы их применения.

Хотя и заявлен высокий выход ксиланазы при использованием грибных штаммов-продуцентов, наличие преимущественно целлюлазной активности и низкого рН-оптимума фермента, не позволяет использовать препараты в одной из основных сфер применения − в целлюлозно-бумажном производстве. Перспективными продуцентами ксиланаз, являются Phanerochaete crysosporium, Termomyces lanuginose Aspergillus niger. В настоящее время, ксиланазы, полученные при помощи Aspergillus niger, используются в хлебобулочной промышленности.

Бактериальные штаммы-продуценты используют для получения термостабильных и щелочеустойчивых ксиланаз. Некоторые штаммы Streptomyces sp., Streptomyces roseiscleroticus и Streptomyces cuspidosporus рассматриваются как возможные продуценты эндоксиланаз, ксиланаз и полигалактораназ.

Для производства ксиланазы применяют метод глубинного и поверхностного культивирования. Глубинное культивирование является наиболее распространенной методикой для производства ксиланазы. Поверхностное культивирование перспективно для промышленного ферментного производства (условия при таком культивировании наиболее близки к природным условиям, выход продукта выше, менее затратное). Методы твердофазного культивирования применимы не только для грибных, но и для бактериальных штаммов-продуцентов. 

Важной особенностью является то, что обычно один микроорганизм продуцирует одну из нескольких типов ксиланаз. Но наиболее значимыми являются комплексы ферментов с различными ксиланазными активностями, что позволяет более полно расщеплять гемицеллюлозу. Streptomyces sp. В-12-2 производит пять, Aspergillus niger – 15, Trichoderma viride − 13 типов ксиланаз.

В настоящее время активно рассматриваются возможности применения отходов агропромышленного сектора для биотехнологических производств ферментов, в том числе и ксиланаз. Процессы культивирования с использованием агроотходов дают не только хороший выход продукции, но экономичны. Обычно агроотходы используют как субстрат для твердофазной ферментации. Однако отходы агропромышленного сектора могут использоваться и для методов глубинного культивирования в качестве источников углеводов и минеральных веществ. 

Для сравнения эффективности применения 2 методик культивирования рассмотрим технологию производства ксиланазы с использованием штамма-продуцента Bacillus pumilis. При использовании глубинного культивирования выход фермента составил 40 ед/мл культуральной среды (чистый ксилан), максимальная продукция наблюдалась после 96 часов культивирования. При использовании метода твердофазной ферментации максимальная продукция наблюдалась после 48 часов культивирования, выход фермента составил 2200 ед/г сухого субстрата (пшеничные отруби) 

Большинство публикаций 1999-2009 годов рассматривает производство гемицеллюлазных и ксиланазных препаратов на агросубстратах, используя поверхностное культивирование, как перспективное направление.

Исследовательские центры, рассматривающие данную тему, сосредоточены в Европе (Испания, Болгария, Финляндия), Таиланде, Бразилии, Малайзии, Нигерии и др. Однако большинство описанных технологий находится на стадии лабораторных испытаний. Большинство исследователей сходятся во мнении, что применение тростниковой мелассы и бегассы, в качестве субстрата для твердофазного культивирования, наиболее продуктивно. Также в качестве потенциального сырья для производства амилазы, рассматриваются агроотходы: рисовые отруби, пшеничные отруби, фруктовые отходы, солома, пивная дробина и др. 

Наиболее перспективно производить термоустойчивые и щелочеустойчивые чистые препараты ксиланаз для целлюлозно-бумажной промышленности. А комплексные препараты ксиланаз и целлюлаз возможно применять в сельском хозяйстве.

С помощью твердофазного метода культивирования на агроотходах возможно получать термостабильные и щелочеустойчивые ксиланазы (Paecilomyces themophila J18, Aspergillus oryzae NRRL 1808), а также комплексные ферментные препараты (Aspergillus  fumigatus 4-45-1F − ксиланаза и целлюлаза; Humicola grisea var. thermoidea − гемицеллюлазный комплекс). 

В таблице приведены основные технологии, встречающиеся в научной литературе, за последние 10 лет, по производству ксиланазы на отходах агропромышленности с использованием поверхностного метода культивирования.