グルカナーゼ

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グルカナーゼ：β-グルカナーゼ（β-1,3-1,4-グルカナーゼ）。本酵素は、Bacillus licheniformis 株の液体深部発酵（submerged fermentation）により製造される。β-グルカンの1,3および1,4グリコシド結合に特異的に作用するエンド型加水分解酵素であり、3～5個のグルコース単位からなるオリゴ糖およびグルコースを生成する。本製品は、小麦および穀類植物の胚乳細胞壁中のβ-グルカンを効果的に分解し、飼料用途では非デンプン性多糖（NSP）およびその抗栄養因子の低減により、家畜・家禽の栄養吸収を改善し、増体率および飼料要求率（飼料変換効率）を向上させる。ビール醸造用途では、麦汁粘度の低減、ろ過性の改善、麦芽溶解率の向上、ビールの混濁防止および品質安定化に寄与する。

図1．グルカナーゼの酵素構造。

概要

グルカナーゼ（Gase）は、植物細胞壁の構成成分であるグルカンを分解する酵素である。Gaseは、セルロース、リケニンおよびβ-D-グルカンに存在する1,4-β-グリコシド結合を加水分解する。エンド型Gaseはセルロース鎖内部の結合を切断し、エキソ型Gaseは露出したセルロース多糖鎖の末端から2～4単位を切り出す。キシログルカナーゼ（XGase）はヘミセルロースであるキシログルカンを分解する。Gaseは、切断する多糖結合の種類に基づき分類される。

特性

グルカナーゼは淡黄色粉末または褐色液体である。適用温度範囲は30～60℃、至適温度範囲は50～55℃である。適用pH範囲は4.8～7.5、至適pH範囲は6.0～6.5である。

分類

作用様式の違いにより、エンド型（内部作用型）およびエキソ型（外部作用型）に分類される。前者は穀粒種子、特定の真菌および特定の細菌に存在し、穀類細胞壁中のβ-グルカンの加水分解を触媒する（エンド型β-1,4-グルカナーゼおよびエンド型β-1,3-グルカナーゼを含む）。後者は穀粒種子に存在し、エキソ型β-1,4-グルカナーゼおよびエキソ型β-1,3-グルカナーゼを含む。

使用方法

ビール製造における糖化工程で本酵素を添加すると、麦汁のろ過時間短縮に顕著な効果を示す。特に、副原料として大麦を使用する場合、または大麦および麦芽の品質が不良な場合に効果が高い。同時に、糖化麦汁の濃度およびα-アミノ酸総量も増加する。ビール原料比率を麦芽：副原料＝7：3から6：4へ変更し、すなわち麦芽の一部を副原料（10%）で代替した場合でも、本酵素の使用により良好な結果が得られ、各指標は原料比率要件を満たすか、または上回る。これにより麦芽使用量を削減し、穀物消費量およびエネルギー消費量を低減し、原料コストの削減に寄与する。

使用量：ビール製造においては、生産要件に応じて適量使用する。

用途

ピュアドラフトビールの製造に使用する場合、麦汁とともに発酵タンクへ添加する。推奨添加量は麦汁1トン当たり10～30 mL（5～10 g）である。麦汁粘度を低減し、ろ過速度を向上させ、麦汁の清澄度を改善する。糖化生産能力を高め、発酵可能成分の増加を促進する。ビールのコロイド安定性を改善し、β-グルカンに起因する冷却混濁を除去する。酒類のろ過効率を改善し、バッチろ過量を増加させる。ピュアドラフトビール製造では、膜の使用効率を大幅に向上させ、膜の耐用期間を延長できる。

また、飼料用途として非デンプン性多糖（NSP）およびその抗栄養因子の含量を低減し、家畜・家禽の栄養吸収を改善する目的でも使用できる。