NSP酵素

関連する読書

序論

近年、非粘性飼料市場の拡大に伴い、非デンプン性多糖（NSP）分解酵素の使用が増加している。1980年代後半から1990年代初頭にかけて、家禽用飼料において、大麦または小麦を高配合した際に生じる湿潤敷料および見かけの代謝エネルギー（AME）の変動といった問題を是正できることから、NSP酵素の利用が開始された。現在では、粘性NSPが特定穀類に示す抗栄養作用を解明し、適切なエンド型（内部切断型）酵素の補給によりこれらの負の影響を軽減することを目的として、NSP酵素に関する研究が一層進展している。粘度に関する説明は非常に説得力が高く、飼料産業において大麦、ライ麦または小麦が相当量利用可能な場合にはNSP酵素を使用することが標準的慣行となっている。しかし、多くの小麦品種では深刻な粘度上昇が生じないことが観察されているにもかかわらず、この慣行は継続しており、補給エンドキシラナーゼに対する反応を「粘度問題の是正」という観点のみで説明することはできない。

Choct et al. は、酵素反応は粘度低減のみに関連するのではなく、未だ十分に同定・検証されていない代替機序が存在すると考えている。この見解は、特にトウモロコシなどの非粘性穀類におけるNSP酵素の適用を探究することを目的とした、学術的および商業的研究の新たな時代を切り開いた。最近の世界的調査によれば、家禽用飼料におけるNSP酵素の浸透率は現在70%を超えており、飼料産業がこれらの酵素を広く受容していることを示している。飼料産業には、単一成分の単独酵素製剤、複数の酵素活性を有するカクテル製剤、ならびに主要活性に加えて複数の非標的活性を同一製品内に含む製剤など、多様な製品選択肢が存在する。製品選択は、NSP酵素の潜在的作用機序に対する理解を反映している。NSP酵素の役割を説明する機序として、植物細胞壁による栄養素のカプセル化（封入）の解除、プレバイオティクス効果を有し得る生理活性オリゴマーの供給、腸内マイクロフローラの調節、粘度低減等が提案されている。

プレバイオティクス糖の生成

近年、NSP酵素により生成されるプレバイオティクス・オリゴ糖が、特に低粘度飼料における成長促進の主要因であるとの仮説が提唱されている。この見解は、微生物叢を最適な生産性に資する方向へ誘導し、病原体によるチャレンジの可能性を低減することで、動物のパフォーマンスを改善すると考えられている。興味深いことに、Rosen et al. は、NSP酵素は抗生物質不使用飼料においてより有効に機能すると予測した。この仮定が正しければ、飼料にNSP酵素を添加する目的は加水分解そのものではなく、特定のオリゴ糖を生成することにある。あるオリゴ糖種（例：アラビノキシロオリゴ糖、AXOS）が単独で反応をもたらし得るのであれば、本仮説は、複数種のオリゴ糖を生成するために複数の内因性酵素が必要であるという主張に対して、さらなる疑義を提示する。さらに重要なのは、目標とすべきは限定的な加水分解度であり、オリゴ糖を生成しつつ、プレバイオティクス性を失った短鎖で効果の低い二糖類または単糖類へと追加分解されることを回避する必要がある点である。酵素の投与量および種類は極めて重要である。これらの酵素はオリゴ糖を脱重合し、不活化し得る。本仮説が受け入れられる場合、NSP酵素の今後の開発方向は、達成される加水分解の程度よりも、酵素反応により放出される生成物により焦点を当てたものとなる可能性が高い。この場合、NSP酵素は外因性オリゴ糖により補完され、あるいは置換される可能性がある。