酵素は、生体細胞によって産生される生体触媒であり、特定の生化学反応を促進する。これらは、有機合成、臨床分析、医薬品、洗剤、食品製造および発酵など、多岐にわたる分野で応用されている。本稿では、でん粉加工産業において工業的に重要な酵素に関する現時点での理解を概説する。産業用途では、でん粉はさまざまな化合物の製造に用いられる。これらの一部は化学的方法で製造されるが、他は酵素のみで製造される。でん粉加工酵素は、その作用様式に基づき2群に分類される。第1群は、エンド型およびエキソ型として水を用いてグリコシド結合を加水分解する加水分解酵素（ヒドロラーゼ）である。第2群は、グルカン加水分解酵素であり、グリコシドα-1,4結合を1つ切断し、新たなグリコシドα-1,4結合またはα-1,6結合を形成する。

でん粉の重要性

でん粉加工酵素の種類

でん粉ポリマーは複雑な構造を有するため、より小さな断片へ分解する、オリゴグリコシド結合を転移する、または新たな結合を形成するには、複数の酵素の組合せが必要となる。バイオテクノロジー分野およびでん粉加工で一般的に使用される重要な酵素はアミラーゼと呼ばれる。分類の一つとして、でん粉加工酵素は2群に区分される：a）水を用いてグリコシド結合をエンド型およびエキソ型の2様式で加水分解する加水分解酵素（ヒドロラーゼ）；b）α-1,4結合を1つ切断し、新たなα-1,4結合またはα-1,6結合を形成するグルカン転移酵素（グルカノトランスフェラーゼ）。

食品産業におけるでん粉加工酵素の主な商業的用途を表1に示す。

表1．商業用でん粉加工酵素（S. Esmaeili ほか、2017）

アミラーゼの用途

アミラーゼは、複数の工業プロセスにおいて多様な応用可能性を有する。具体的には、シロップ調製のためのグルコースおよびフルクトースの製造、トウモロコシ・小麦・ジャガイモ等のでん粉質原料を用いた工業用エタノール生産、アミロリティック活性およびサッカロリティック活性によるアセトンおよびブタノール製造のためのワイズマン法、加水分解トウモロコシでん粉から得られるマルトースおよびデキストロースを用いた乳酸生産、糖加工産業における粘性でん粉顆粒の糊化を伴う液化、現代的製パン技術、分子生物学、でん粉加工排水の処理等が挙げられる。アミラーゼ、とりわけアルカリ性アミラーゼは洗剤に使用される。また、一定の範囲で、アミラーゼは小麦粉のジアスターゼ活性を補完し、一部の動物飼料原料の消化性を改善する目的でも使用される。

参考文献

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1. R.K. Pandey, L. Tewari. Microbial Enzymes involved in starch Processing industries. Scholarly Journal of Biological Science. Vol. 4(1), pp. 1-3, January 2015.
2. S. Esmaeili, Zohreh Noorolahi. APPLICATION OF STARCH PROCESSING ENZYMES IN FOOD TECHNOLOGY-A REVIEW. September 2017, Carpathian Journal of Food Science and Technology. 9(3):114-127.