酵素合成アミロース

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アミロースはデンプンの構成成分であり，最も良く知られた食品用多糖といえる．しかしながら，デンプンからアミロースを精製することは困難であるため，純粋なアミロースの量産は行われておらず，食品への利用研究も充分ではない．近年，酵素を利用したアミロースの量産技術が開発され，純粋なアミロースの利用が可能となりつつある．天然アミロースとの違いを明確にするため，このように酵素反応により合成されたアミロースを酵素合成アミロースという．植物が蓄積するデンプンは，アミロース及びアミロペクチンと呼ばれる2種の多糖の混合物である．アミロースはグルコースがα-1,4結合で多数結合した直鎖状多糖であり，アミロペクチンは重合度15程度の短いアミロースがα-1,6結合を介して多数結合した分岐状多糖である．とうもろこし，馬鈴薯，米，小麦などのデンプンは通常20％程度のアミロースと80％程度のアミロペクチンを含んでいる．デンプンからアミロースを分離する方法として，有機溶媒によるアミロースの選択的沈殿法がある．しかしこの方法では，アミロースとアミロペクチンの完全な分離は困難であり，製造コストも高く，現実的な方法ではない．さらにデンプンから精製した天然アミロースは，完全な直鎖状多糖ではなくα-1,6結合によるわずかな分岐を含み，かつ天然物であるがゆえに分子量分布も広い．一方，デンプンからアミロースを分離する製造方法ではなく，酵素を用いてグルコースを順次結合させ，アミロースを合成することも可能である1）．中でも砂糖に，スクロースホスホリラーゼ（EC 2.4.1.7）とグルカンホスホリラーゼ（EC 2.4.1.1）を作用させる方法2）3）（SP-GP法）は，高純度なアミロースを比較的安価に酵素合成する手段として有望である．実際にSP-GP法により製造した酵素合成アミロースの分析結果を図1に示した．SP-GP法では，全く分岐を含まない直鎖状アミロースが，非常に狭い分子量分布で製造されていることがわかる．さらに合成されるアミロースの分子量は反応条件により厳密に制御することが可能である．反応終了時には原料である砂糖に含まれるグルコースの約80％が酵素合成アミロースに変換されており，量的にも質的にも良好な結果が得られている3）．酵素合成アミロースは，デンプン中の天然アミロースと基本的に同じ物質であり，消化管，生体組織，自然環境のいずれにおいても極めて優れた分解性を示す安全な素材である．さらに，包接化合物形成能力，ゲル形成能力，フィルム形成能力などの特徴を有する高機能材料であり，さまざまな産業分野での利用が考えられる3）．その中でも特に食品分野には大きな期待が持てる．酵素合成アミロースの包接機能は，不安定な食品材料の安定化，フレーバーの揮発防止，臭いのマスキング，などの目的での利用が考えられる．加えて，酵素合成アミロースは，食品のテクスチャーや物性にも大きな影響を与えると考えられる．アミロースが食品のテクスチャーに与える影響は米を例にとって説明できる．もち米，うるち米（炊飯米），インディカ米は，それぞれ特徴あるテクスチャーを示すが，これら3種の米の成分上の最も大きな違いは，アミロースの含有量であると考えられている．もち米はアミロースを含んでいないが，うるち米は20％程度，そしてインディカ米はさらに多くのアミロースを含んでいる．酵素合成アミロースの重合度と含有量を変化させることにより，新たな物性やテクスチャーを有する食品の開発が期待される．
2006-04-15

酵素合成アミロース

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