ヘミセルラーゼ

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はじめに

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ある。ヘミセルロースは、グルコースポリマーが単糖と結合した多糖であり、単糖はキシロースのような五炭糖、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である場合がある。ヘミセルラーゼは、グリコシド加水分解酵素（glycoside hydrolases）ファミリーに属する。本酵素の作用は、水分子の関与により、植物繊維中に存在するグルコースと各種ポリマーとの結合を切断することにある。この酵素反応により、ヘミセルロースの加水分解が生じる。

図1．ヘミセルラーゼの構造。

ヘミセルラーゼはどのように作用するのか？

ヘミセルラーゼは、このプレバイオティクス活性を増強し得る特有の能力を有する。本酵素には複数のタイプがあり、食品技術分野において用途に応じて使用されてきた。特に、生地品質の向上、果汁およびアルコール飲料の製造に用いられる。実際、ワイン製造では一般的に添加される酵素であり、ブドウ果皮に含まれる、ワインの風味を変化させ得る不要成分の除去を助ける。植物自身も成長・発達のためにヘミセルラーゼを産生するが、商業的に主な関心が寄せられているのは微生物由来の酵素である。

ヘミセルラーゼの健康上のベネフィット

• 全身の健康状態の改善

動物試験では、飼料にヘミセルラーゼを補給することにより、栄養素の消化性が改善するだけでなく、成績の向上および飼料要求率の改善が認められた。ヘミセルラーゼは全身の健康維持に寄与し得る。鶏にヘミセルラーゼを補給し、その後、栄養素利用、成績および消化性について評価が行われた。

• 加齢に伴う消化機能の維持

ヘミセルラーゼのような消化酵素の摂取は、膵臓における酵素産生の低下や腸内の有用菌叢の変化など、加齢に伴って生じる酵素の実質的な減少を補う可能性がある。研究結果もこれを支持している。日本では、腸管における酵素分泌量が加齢とともに段階的に低下することが示されている。特に65歳以上（とりわけ女性）を対象とした検査では、酵素機能の低下が最も大きいことが確認された。

• カンジダの低減に寄与する可能性

一部の研究では、本酵素の増量がカンジダなどの酵母の過増殖（感染）を予防・低減するのに役立つ可能性が示されている。これは、カンジダの細胞壁がヘミセルロースから構成されていることと関連している可能性がある。すなわち、ヘミセルラーゼはヘミセルロースを消化するため、カンジダの低減に寄与し得る。

• 免疫系のサポート

さらに、ヘミセルラーゼはグルカン分解能により、健全な免疫系をサポートすることが示されている。作用機序は次のとおりである。グルカナーゼ活性により、カンジダの細胞壁からグルカンが遊離される。これが免疫応答を誘導し、サイトカインやインターロイキンなどの特定の因子が病変部位へ動員され、カンジダの排除が促進される。

結論

ヘミセルラーゼには多様な種類があり、幅広いヘミセルロースを分解する。これにより、穀類、果物、野菜、シリアルなど食物繊維に富む植物性食品を含め、消化の最適化という観点で多面的なベネフィットが得られる。本酵素はまた、体内の消化酵素が不足している場合に、身体が本来有する消化酵素を補うことで、加齢に伴う消化機能を支援する。さらにヘミセルラーゼは、カンジダの細胞壁および「バイオフィルム」と呼ばれる粘性の抗微生物性層を分解することにより、カンジダを標的とし得る強力な作用を有する。これにより、酵母の過増殖に対する生体反応に起因する長期的な炎症のリスクを低減し、健全な免疫系の維持を支援する。