食品製造業の中でも乳製品分野は、伝統的に酵素を利用してきました。最もよく知られている乳製品用酵素製剤は、もちろんレンネットであり、これは動物組織から抽出された酸性プロテアーゼを含む商業用製剤の総称です。これらの製品は、ミセルカゼイン（牛乳タンパク質の主成分）の表面にあるκ-カゼインから高電荷のペプチド断片を除去することで牛乳を凝固させます。不安定化したカゼインミセルは凝集し、乳凝固物の構造を形成し、その後、乳酸菌によって酸性化されてチーズカードが作られます。

チーズ製造のための乳凝固酵素の使用に加え、乳製品業界ではリパーゼ、非凝固性プロテアーゼ、アミノペプチダーゼ、ラクターゼ、リゾチーム、ラクトペルオキシダーゼ、トランスグルタミナーゼなどの酵素も利用されています。これらの用途の中には伝統的なもの（風味向上のためのリパーゼ）もあれば、比較的新しいもの（乳糖加水分解、チーズ熟成の促進、微生物劣化の制御、タンパク質機能性の改変）もあります。

乳凝固酵素

動物由来レンネットの中でも、子牛レンネットはチーズ製造に最適な乳凝固酵素として広く認識されています。これは長年の使用による伝統的な親しみもありますが、科学的にも根拠があり、子牛レンネットは通常80～90％がキモシン（EC 3.4.23.4）で構成されています。つまり、チーズバット内でのカゼイン分解の大部分が、牛乳を凝固させるためにκ-カゼインに非常に特異的に向けられており、他のカゼインには作用しません。カード形成中にα-およびβ-カゼインが非特異的に分解されると、ホエイ中にカゼイン窒素が失われ、チーズの歩留まりが低下する可能性があります。

世界中のチーズ業界で子牛レンネットの最も広く使われている代替品は、発酵生産キモシン（FPC）であり、現在、酵素凝固チーズの世界生産量の半分を占めています。これは、遺伝子組換えKluyveromyces lactisまたはAspergillus nigerの大規模発酵によって生産されます。いずれの場合も、宿主生物に子牛プロキモシン遺伝子を適切なプロモーターとともに導入し、成長培地への効率的な分泌を確保するために遺伝子技術が用いられています。この酵素は、Escherichia coliを用いてインクルージョンボディ内でキモシンを生産していた従来の生産システムとは異なり、培養液から比較的容易に回収・精製できます。

チーズ熟成酵素

チーズの熟成を改変、強化、または促進するために使用される酵素および酵素「パッケージ」は、通常、複数の酵素クラスで構成されており、明確にするためにここでは技術的なグループとして説明します。商業的な熟成技術で使用されるクラスには、プロテイナーゼ、ペプチダーゼ、リパーゼなどの多くのヒドロラーゼが含まれ、現在の研究が成功すれば、アセチルCoAシンターゼやアミノ酸分解酵素などの代謝酵素も加わり、揮発性エステルや硫黄化合物の生成が期待されています。チーズ熟成の酵素学に関する世界的な研究努力と文献の膨大さを考えると、エイジング酵素改変チーズ（EMC）によるプロセスチーズやチーズ風食品の風味成分製造法を除き、商業的な酵素パッケージをチーズ技術向けに開発した酵素会社がごくわずかであるのは注目に値します。

リパーゼ

リパーゼはチーズの風味技術に使用されるだけでなく、他の食品用途向けの改良乳脂肪製品の製造にも利用されています。リパーゼによって乳脂肪から遊離した短鎖～中鎖脂肪酸および脂肪酸化学誘導体に由来するクリーミーでバターのような、チーズのような香りを持つリポリシス乳脂肪（LMF）が得られます。LMF製造の原料基質は、脂肪表面積を最大化してリパーゼを活性化するために乳を濃縮したものやバターオイルの乳化物が用いられます。リパーゼを添加し、使用する酵素に最適な温度で基質と接触させ、所望の風味・香りが得られるまで、またはリパーゼによる脂肪酸の遊離を示す所定の酸価（ADV）に達するまで反応させます。

化学的なエステル交換、アシドリシス、アルコールリシス、トランスエステル化は、長年にわたり乳脂肪の物理的・機能的特性を改変するために用いられてきましたが、近年ではリパーゼ技術がこれらの化学技術に取って代わり、より精密で「クリーン」な加工が可能となっています。特に、乳児用食品の乳脂肪の一部代替として乳脂肪代替品が調製されています。しかし、乳脂肪改変の商業的には、物理的方法による脂肪分画が乳製品用途で好まれています。

ラクトペルオキシダーゼ

ラクトペルオキシダーゼ（LP）（EC 1.11.1.7）は、生乳、初乳、唾液に自然に存在し、哺乳動物の腸内感染に対する防御システムの一部と考えられています。ラクトペルオキシダーゼはグラム陰性菌に対して殺菌作用を、グラム陽性菌に対して静菌作用を示します。これは過酸化水素を利用してチオシアン酸イオンを活性殺菌分子である亜チオシアン酸に酸化するペルオキシダーゼです。

リゾチーム

リゾチームは、主要な乳製品用酵素サプライヤーによって、「レイトブローイング」（ゴーダ、ダンボ、グラナパダーノ、エメンタールなどの重要なハードおよびセミハードチーズ品種で酪酸発酵により生じるスリットや不規則な穴のテクスチャ欠陥）を制御する代替剤として販売されています。伝統的に、この欠陥は生乳中のClostridium tyrobutyricumによって引き起こされ、チーズミルクに硝酸カリウムを添加することで制御されてきました。しかし、この方法は発がん物質の生成と関連しているため段階的に廃止され、リゾチームが好ましい制御剤となっています。

参考文献

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1. Whitehurst R J , Law B A , Whitehurst R J , 他．食品技術における酵素．[J]. Enzymes in Food Technology, 2002, 32(4):1-17.