炭水化物分解酵素

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導入

糖は自然界で最も豊富な有機化合物のクラスであり、その分解と生物による利用は最も重要な反応の一つです。炭水化物分解酵素は、糖苷結合を分解、修飾、生成する機能を持つ大きなクラスの酵素です。高分子糖の低い溶解度のため、糖苷結合に到達することが難しく、したがって酵素による作用は比較的効率的です。したがって、酵素作用には比較的非効率的です。炭水化物結合ドメインは、ポリサッカライド基質に特異的に結合し、糖基質の酵素効率を高める重要な役割を果たします。

炭水化物分解酵素と家禽の成長性能

家禽飼料における炭水化物分解酵素の商業的使用は1980年代後半から1990年代初頭に始まり、これにより寝具の水分含量、消化および高繊維質の飼料によって引き起こされる明らかな代謝エネルギーの問題を改善することができました。これらの酵素は、非デンプンポリサッカライド（NSP）が家禽の腸の健康や生産性能に及ぼす悪影響をバランスさせるために使用されてきました。いくつかの以前の研究では、真菌や細菌によって分泌される酵素が、小麦、大麦、ライ麦、またはオート麦を主成分とする飼料中のβ-グルカンやアラビノキシランを分解するのに効果的であることが示されています。

表1. 様々な飼料成分で使用される異なる炭水化物分解酵素の効果

キシラナーゼ

キシラナーゼは、家禽飼料中のアラビノキシランやβ-グルカンなどの非デンプンポリサッカライドを分解するために一般的に使用されます。研究によると、キシラナーゼを小麦ベースの飼料や大麦ベースの飼料に添加することで、家禽の腸内のスリミの粘度をそれぞれ30%から50%および300%減少させることができます。腸内のキメの粘度の低下は、タンパク質の消化率、明らかな代謝可能エネルギーの消化率、飼料摂取量、体重増加、飼料転換を改善します。

新世代の炭水化物分解酵素

次世代の飼料酵素（炭水化物分解酵素）という用語は、Cozannetらによって初めて使用されました。これらの酵素は独自の熱安定性、高い活性、広いpH範囲を持ち、さまざまな栄養素の消化率を改善することができます。キシラナーゼとアラビノフラノース酵素で強化された新世代の炭水化物分解酵素の使用は、ブロイラー用飼料の総消化率を改善することができます。実際、キシランエンドヌクレアーゼは、キシランの骨格を加水分解することによってアラビノキシラン鎖を分解します。しかし、複数のアラビノースは、特にトウモロコシや関連する副産物においてキシラナーゼの効率を低下させます。

デンプンの修飾のための炭水化物分解酵素

さまざまな炭水化物酵素で処理された修飾デンプンの機能特性は、食品科学および技術コミュニティで多くの注目を集めています。酵素はデンプンを修飾し、食品や他の産業での応用のためにその構造特性を変更するために使用されます。シクロデキストリン分解酵素のような直鎖デンプンを加水分解する酵素は、さまざまな直鎖デンプンを生成するために使用できます。脱プロトン化酵素がデンプンと反応すると、分岐デンプンの分岐鎖が変化し、得られた修飾デンプンは凍結-解凍中に安定し、食品産業において非常に有望です。得られた修飾デンプンは、凍結-解凍プロセスで安定しており、食品産業での応用に大きな可能性を持っています。