食肉および水産物加工における酵素の応用

食肉産業において、酵素は製造プロセスを大幅に効率化し、品質の劣る肉を高付加価値化し得る、明確に異なる2つの用途で顕著な効果を発揮します。これらの用途は、過度に硬い部位の軟化（テンダライズ）と、低価値の生肉片およびトリミングを再構成して、より高品質なステーキへと改質することです。

食肉の軟化（テンダライズ）

Application of Enzymes in Meat and Fish Processing

食肉の「柔らかさ」は食肉産業における必須要件であり、テンダライズにより肉は軟らかく、嗜好性が向上します。また、消化性が改善され、切断、チョッピング等の作業性も向上します。柔らかさを高める方法としては、例えば自然熟成、電気刺激、機械的ブレードによるテンダライズ、ならびに外因性のタンパク質分解酵素の添加が挙げられます。植物由来プロテアーゼ、特にパパインおよびブロメラインは、数十年にわたりテンダライズ用途で研究されてきました。食肉産業におけるテンダライズ酵素の適用方法は、実際のターゲットに依存します。高級部位の熟成期間を短縮する必要がある場合、タンパク質加水分解の主作用点は筋原線維タンパク質であるべきです。一方、低等級のカット肉、または例えば高齢個体由来の肉の柔らかさ改善を目的とする場合、主としてコラーゲンからなる結合組織タンパク質をプロテオリシスの標的とすべきです。消費者に生の状態で販売される肉を軟化するための方法および課題は、加熱調理用の肉に必要なものとは異なります。

再構成牛肉製品において、微生物由来コラゲナーゼのコラーゲン分解能を評価した研究では、明確な有益効果が得られました。制御された加熱調理期間中にコラーゲンに対して活性を示し、しばしば制御が困難な低温保管期間中の活性は限定的であるプロテアーゼを見出すため、極限好熱性細菌種の探索が行われています。植物由来の新規プロテアーゼとしては、キュウリ属（cucumis）およびショウガ抽出物が注目されています。カチュリ果実由来の粉末状キュウリ属抽出物ならびにショウガプロテアーゼは、異なる動物種由来の肉の軟化に成功しています。ショウガ抽出物は、特にコラーゲンの可溶化を増加させる点で有効であることが示されています。

食肉製品のフレーバー

フレーバーは、柔らかさと並び、消費者による食肉の受容性において主要な役割を担います。フレーバーと消費者受容性の関連性から、高品質な食肉製品を製造するためには、食肉フレーバーに影響を与える要因を理解することが重要です。生肉のフレーバーは比較的淡白です。しかし、生肉には揮発性ではない成分が含まれており、これらは重要なフレーバー前駆体として、加工および保管中に食肉製品の味に影響を与えます。一般に、加工肉のフレーバーは、酵素作用またはアミノ酸・ペプチドの熱分解、糖の分解、リボヌクレオチドの分解、メイラード反応、チアミン分解、脂質分解等の化学反応の結果として生じます。食肉フレーバー、またはフレーバー前駆体の形成に影響する主要な酵素反応は、プロテオリシスおよびリポリシスです。これら2群の反応は、内因性プロテアーゼおよびリパーゼ、製品中に自然に存在する微生物由来酵素、または製造工程中に添加される酵素のいずれかの寄与によって生じます。

水産加工

魚介類の酵素加工を検討する際には、内因性酵素と添加酵素の双方の役割を考慮する必要があります。後者の場合、使用される酵素は哺乳類、植物、または微生物由来です。微生物由来酵素は、操作性および培養の容易さから、好ましい酵素供給源とされています。これらは通常、陸生生物由来ですが、海洋微生物の多様なリソースを踏まえ、酵素供給源として海洋微生物を利用する傾向が増加しています。特に、陸生由来の多くの酵素とは異なり、比較的低温で高い活性を示すよう適応している場合が多く、低温環境を要する多くのプロセスにおいて、より有効となります。

水産加工における酵素の伝統的利用には、内因性および外因性の双方のプロテアーゼ、すなわちバシロリシン、フィシン、パパイン、ペプシン、サブチリシン、トリプシン、ならびにバシロリシンとサブチリシンの混合物を用いた、鱗除去および皮剥ぎ、エビの殻剥き、キャビアおよび魚醤の製造、多様な分子の回収、ならびにイカの軟化が含まれます。

参考文献

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Pedro F. Enzymes in Fish and Seafood Processing [J]. Frontiers in Bioengineering and Biotechnology, 2016, 4.
Whitehurst R.J, Law B.A, Whitehurst R.J, et al. Enzymes in food technology.[J]. Enzymes in Food Technology, 2002, 32(4):1-17.