製粉用酵素

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背景

ヘミセルラーゼおよびα-アミラーゼ活性は、小麦粉中のペントサンおよびデンプンに作用し、イースト発酵焼成品の生地弾性およびボリュームを改善します。

ヘミセルラーゼ

ヘミセルラーゼは、植物の細胞壁に存在するヘミセルロースを分解可能な酵素です。ヘミセルロースは、単糖と結合したグルコースポリマーであり、キシロースのような五炭糖ポリマー、またはガラクトース、マンノース、ラムノースのような六炭糖ポリマーである場合があります。ヘミセルラーゼは糖加水分解酵素（グリコシダーゼ）ファミリーに属します。水分子の存在下で、植物繊維中のグルコースとポリマーの結合を切断することで作用します。この酵素反応により、ヘミセルロースの加水分解が進行します。

用途

• 畜産

飼料にヘミセルラーゼを添加することで、動物における脂肪およびタンパク質の消化・吸収を促進し、飼料の利用効率（飼料転換率）を改善できます。また、ヘミセルラーゼとプロテアーゼからなる酵素製剤は、子豚の日増体量を増加させ、子豚の死亡率を低減することも可能です。

• 食品産業

ヘミセルラーゼは、コーヒー中のガラクトースをオリゴ糖に分解し、コーヒーの粘度を大幅に低下させることで、インスタントコーヒーの製造コスト低減に寄与します。また、穀類粉中のキシランを加水分解してキシロオリゴ糖を生成し、パンの食感構造およびソフトさ（ふくらみ）を大きく改善します。

• 製紙産業

ヘミセルラーゼによる硫酸塩パルプの漂白は顕著な増強効果を示し、パルプの漂白性を向上させることで必要な塩素量を低減し、環境負荷の低減および紙の白色度向上に寄与するとともに、生産コストの削減にもつながります。ヘミセルラーゼを用いた硫酸塩パルプの前漂白は、将来のパルプ・製紙産業における重要な開発方向の一つです。

α-アミラーゼ

α-アミラーゼはアミラーゼの一種であるエンドグルコシダーゼです。デンプンをさまざまな長さの短鎖デキストリンおよび少量の低分子糖に切断し、デンプン糊の粘度を急速に低下させます。すなわち、粘稠性を低下させ「液化」させるため、この種のアミラーゼは液化酵素とも呼ばれます。Ca²⁺はアミラーゼ活性を賦活・増強する一定の作用を有し、安定性にも一定の影響を及ぼします。

分布

α-アミラーゼは、動物（唾液、膵臓など）、植物（麦芽、テンサイなど）および微生物に分布します。微生物由来酵素のほとんどは分泌型です。本酵素はCa²⁺を要求し、安定化因子および活性化因子として作用しますが、一部のアミラーゼはCa²⁺非依存性です。アミラーゼは直鎖デンプンおよび分岐デンプンの双方に作用し、糖鎖内のα-1,4結合を非選択的かつランダムに切断します。そのため、基質溶液の粘度が急激に低下し、ヨウ素反応が消失することが特徴です。一方、分岐デンプンを分解する際には、マルトース、グルコース、マルトトリオースに加え、分岐部においてα-1,6結合を有するα-リミットデキストリン（α-デキストリンとも呼ばれる）も生成されます。一般に分解限界はグルコース換算で35～50%ですが、細菌由来アミラーゼでは分解限界が最大70%（最終的にグルコースが遊離する）に達する場合もあります。

病理学において

アミラーゼ検査はリパーゼ検査より実施が容易であるため、膵炎の検出およびモニタリングに用いられる主要な検査です。臨床検査室では通常、膵型アミラーゼまたは総アミラーゼのいずれかを測定します。膵型アミラーゼのみを測定する場合、流行性耳下腺炎（ムンプス）やその他の唾液腺の外傷では上昇が認められません。ただし、血中存在量が少ないため、採血のタイミングが重要です。本測定のための採血は、膵炎疼痛発作の直後に行う必要があります。そうでない場合、腎臓により速やかに排泄されます。