ペクチン酸リアーゼ

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ペクチンリアーゼ（PL）はペクチナーゼの一種であり、ペクチン分子鎖の脱離反応を触媒して切断する。果汁の歩留まり向上に寄与することから、食品加工産業において重要な酵素である。ペクチンリアーゼ（トランス脱離酵素）は、トランス脱離によりペクチンポリマーを切断するペクチナーゼの一種である。リアーゼはC-4位のグリコシド結合を開裂すると同時に、C-5位からHを脱離させ、その結果、不飽和生成物を生じる。

物理化学的および生物学的特性

多くのリアーゼの分子量は30～40 kDaで、至適温度は40～50℃、至適pHは7.5～10.0、等電点は7.0～11.0の範囲にある。Aureobasidium pullulans LV-10が産生する2種のPMGL（L1およびL2）は、至適温度が40℃で、至適pHはそれぞれ5.0および7.5である。Singhらの報告によれば、Bacillus sp.由来の耐熱性エキソポリガラクツロナーゼは、pH 11.0および69℃で最大酵素活性を示し、本酵素の作用にはCa²⁺の関与が必要である。報告によれば、PGLの作用にはCa²⁺の関与が必須であるため、EDTAなどのキレート剤は阻害剤となる。一方、PMGLの作用にはカチオンの関与は必須ではないが、Ca²⁺または他のカチオンの存在により反応が促進され得る。さらに、内部型ポリメチルガラクツロン酸リアーゼは、他の酵素による前処理なしに、高度にエステル化されたペクチン中のα-1,4-グリコシド結合を切断できる唯一の酵素である。

由来

ポリガラクツロン酸リアーゼ（PGL）は、多様な細菌および一部の病原性真菌によって産生される。エンド型ガラクツロン酸リアーゼは、エキソ型ガラクツロン酸リアーゼよりも豊富である。PGLは腐敗した食品中の細菌および真菌から分離可能である。報告によれば、本酵素はColletotrichum lindemutmionumやBacteroides thetaiotaomicromなどの菌株から分離できる。これに対し、ポリメチルガラクツロン酸リアーゼ（PMGL）の産生に関する報告は少ない。Aspergillus japonicusやPenicillium paxilliなどの菌株から当該酵素を分離できることを示す報告が少数存在するにとどまる。

用途

• 果汁の抽出

工業的におけるペクチナーゼの主な用途は、果汁の抽出および清澄化である。果汁中にペクチンが存在すると、粘度が上昇して混濁する。工業生産では、ペクチナーゼとアミラーゼの混合酵素を用いて果汁を清澄化し、ろ過時間を50%短縮できる。

• ワイン製造

生活水準の向上に伴い、果実酒の消費も増加している。果実酒製造におけるペクチナーゼの役割は、業界内でますます認知されている。果実酒の製造工程でペクチナーゼを添加することで、製品の色調を改善し、官能品質を向上させることができる。また、果実酒を清澄化して製品の安定性を高めることができ、さらに香味を増強して味わいに厚みを持たせることができる。

• その他産業での応用

近年、繊維産業では、ペクチナーゼをアミラーゼ、リパーゼ、セルラーゼ、ヘミセルラーゼと組み合わせて綿の精練（脱膠）に用いる方法が採用されている。この方法は、従来の有毒かつ腐食性の高い苛性ソーダ溶液を用いる手法に代わるものであり、より安全で生態環境にも有益である。

飼料製造産業において、植物由来原料にはペクチンが含まれており、これは抗栄養因子として飼料の利用率に影響を及ぼす。飼料にペクチナーゼを添加することでペクチンを効果的に分解でき、栄養素の吸収を促進し、結果として飼料の利用率を向上させる。