β-グルカナーゼ

β-グルカナーゼ

β-グルカナーゼは、β-グルカンを加水分解する酵素です。醸造において最も重要なβ-グルカナーゼは、大麦胚乳の細胞壁に存在するβ-グルカンを分解するものです。醸造原料におけるβ-グルカンの高レベルは、特に麦汁の製造やビールの濾過に問題を引き起こす可能性があるため、避けるべきです。β-グルカナーゼは、複雑なβ-グルカン分子を小さな単位に分解するために必要であり、特定の結合が切れることで異なる酵素の幅広い範囲があります。

図1. XAOのタンパク質構造。

導入

大麦における最も重要な酵素は、エンド-β→3, 1→4-グルカナーゼ（時にはエンド-バーレイβ-グルカナーゼとも呼ばれる）であり、これはβ1→3結合に隣接するβ1→4結合の加水分解を促進し、β-グルカン溶液の粘度を急速に低下させます。この酵素は基本的に大麦には存在しませんが、発芽中に合成され、問題のあるβ-グルカンを除去するための麦芽改良に役割を果たします。この酵素は熱に非常に敏感です。たとえば、醸造所の穀物に残留β-グルカンや生、大麦、焙煎、大麦またはオート麦などのβ-グルカンが豊富な添加物を処理するために酵素が必要な場合、緑麦芽は最終固化温度に向けて初期温度を低くして徐々に加熱する必要があります。さらに、この段階でβ-グルカナーゼが機能するためには、低温（たとえば、40°C–50°Cまたは104°F–122°F）で糖化を開始する必要があります。あるいは、より耐熱性の微生物β-グルカナーゼをマッシュに追加することもできます。これには、Bacillus subtilisからの酵素が含まれ、その特異性は麦芽からの酵素やAspergillus、Trichoderma、Penicilliumなどの真菌由来のグルカナーゼに非常に似ています。これらは、エンドおよびエキソ-β1-3およびβ1-4-グルカナーゼを含む異なる特異性の酵素の混合物を含んでおり、その結果、デキストランの除去においてより包括的です。

機能

• β-グルカナーゼは、β-グルカン内のグリコシド結合を分解する炭水化物酵素のグループを表します。これらのグルカンは、Candida albicansやカンジダバイオフィルム（腸内のカンジダの一般的な経験）などの多くの真菌生物の細胞壁の最大60%を形成します。
• β-グルカンは、グルコース分子が長い鎖に結合した多糖類であり、人間は容易に消化できません。より馴染みのある言葉で言えば、これらはセルロース植物繊維、穀物ふすま繊維、および特定の種類の真菌、酵母、細菌の一部です。消化不良の繊維の一種として、腸管内で粘性を持ち、蠕動運動（腸の収縮）を遅くする可能性があります。
• β-グルカンは、腸内繊維として作用し、高い血清コレステロール値を減少させ、バルク形成を通じて規則正しさを助ける可能性があるため、健康を促進します。水溶性繊維は、血糖を調整し、大腸関連疾患の発症の可能性を減少させるのにも役立つかもしれません。

β-グルカナーゼの健康効果

カンジダ過剰成長（カンジダ症とも呼ばれる）を持つ人々は、β-グルカナーゼを摂取することで利益を得る可能性があります。これは真菌または酵母感染ですが、その固有の抗菌能力のために排除することが難しいです。残念ながら、多くの人々は消化器疾患や感染症を治療するために長期的かつ高用量の抗生物質を使用しています。実際、これはカンジダの耐性を高める可能性があります。β-グルカナーゼは、消化管内で成長するカンジダのコーティングまたはバイオフィルムを減少させるのに特に有用であることがわかっている酵素です。腸内細菌または候補細胞が過剰にβ-グルカンを分泌すると、バイオフィルムが生物内に形成されます。現在、科学界はこれらのバイオフィルム、真菌生物の過剰成長、および薬物治療に対する真菌の耐性の増加との関連を研究しています。過剰なβ-グルカンの蓄積も、抗生物質耐性の増加に関連しています。

参考文献