小麦粉用酵素

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背景

ヘミセルラーゼとアルファアミラーゼの活性は、小麦粉のペントサンとデンプンに作用し、生地の弾力性と酵母発酵による焼き菓子の体積を改善します。

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する能力を持つ酵素です。ヘミセルロースは、単糖に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や、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が含まれます。ヘミセルラーゼは、糖加水分解酵素のファミリーに属します。これは、植物繊維に存在するグルコースとポリマーの結合を水分子と共に切断することによって作用します。この酵素反応は、ヘミセルロースの加水分解を引き起こします。

応用

• 畜産業

飼料にヘミセルラーゼを添加することで、動物の脂肪とタンパク質の消化と吸収を促進し、飼料の転換率を改善することができます。ヘミセルラーゼとプロテアーゼで構成される酵素製剤は、子豚の1日あたりの体重増加を増加させ、子豚の死亡率を低下させることもできます。

• 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することができ、これによりコーヒーの粘度が大幅に低下し、インスタントコーヒーの生産コストが削減されます。また、ヘミセルラーゼは穀物粉のキシランを加水分解してキシロオリゴ糖を生成し、パンのテクスチャー構造とふわふわ感を大幅に改善します。

• 製紙業

ヘミセルラーゼを用いた硫酸パルプの漂白は大きな強化効果があり、ヘミセルラーゼはパルプの漂白性を改善することで必要な塩素の量を減少させ、環境汚染を低減し、紙の白さを向上させ、製造コストを削減します。ヘミセルラーゼを用いた硫酸パルプの前漂白は、今後のパルプおよび製紙業界における重要な発展方向です。

アルファアミラーゼ

アルファアミラーゼはエンドグルコシダーゼであり、アミラーゼの一種です。これはデンプンを異なる長さの短鎖デキストリンと少量の低分子糖に切断することができ、デンプンペーストの粘度を急速に低下させ、すなわち粘度を減少させ「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活性化し改善する一定の能力を持ち、またその安定性にも一定の効果があります。

分布

アルファアミラーゼは動物（唾液、膵臓など）、植物（麦芽、甲虫）および微生物に分布しています。ほぼすべての微生物酵素は分泌されます。この酵素はCa²⁺を必要とし、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非Ca²⁺依存性です。アミラーゼは直鎖状および分岐状のデンプンの両方に作用し、糖鎖内のα-1,4鎖を無差別にランダムに切断します。したがって、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、分岐状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て、分岐部分にα-1,6結合を持つα-エクストリームデキストリン（α-デキストリンとも呼ばれる）も生成されます。一般的に、分解限界はグルコースで35-50%ですが、細菌アミラーゼでは、最大70%の分解限界（最終的にグルコースがなくなる）も示されます。

病理学における役割

アミラーゼの検査はリパーゼの検査よりも実施が容易であり、膵炎を検出および監視するための主要な検査として使用されます。医療機関では通常、膵臓アミラーゼまたは総アミラーゼを測定します。膵臓アミラーゼのみが測定される場合、流行性耳下腺炎や他の唾液腺の外傷では増加が認められません。しかし、存在量が少ないため、この測定のための血液サンプリングのタイミングが重要です。血液は膵炎の痛みの発作の直後に採取されるべきであり、そうでなければ腎臓によって迅速に排泄されます。