「焼きいも」の栄養についてシリーズで書いています。今日はタンパク質の話です。
タンパク質はあまりにも膨大な話なので
前回書きましたが、タンパク質は人体、というかすべての生物の細胞を作っているとても重要な物質です。
……なんですが、逆に言うと何でもかんでもタンパク質でできているものですから、すべてのことを書くとあまりにも膨大です。
なので、もう超絞って、サツマイモに含まれる「β-アミラーゼ」という酵素についてだけ、ここでは触れたいと思います。
サツマイモに含まれる酵素の話
たったいま上に書きましたが、サツマイモには「β-アミラーゼ」という酵素がありまして、これがあるおかげで焼きいもは甘くなります。
ただ、「β-アミラーゼ」自体が甘いということではありません。
そもそも、酵素ってなんだ？
酵素はタンパク質なんですが、特殊な役割があります。それは「触媒」という役割です。
じゃ、「触媒」ってなんだよって話になるわけですが……
以前、刃物で有名な岐阜県関市が「もし、刃物が無かったら」という動画を公開し話題になりました。
刃物の無い世界では、お母さんが空手チョップで野菜を切り、お父さんは脱毛テープでひげを抜きます。
他にも色々シュールな光景が映し出されますが、この動画と酵素にどんな関係があるというのでしょうか？
実は「触媒」というのは、この動画に出てこない「刃物」の役割をする物質です。
※「触媒＝切断機能」という意味ではありません。
触媒というのは、それ自体は化学反応しないのですが、それがあることで別の化学反応が促進されるという機能を持つ物質です。野菜を切るときに包丁があるとスッと切れますが、そこで包丁自体が変化することはありません。
タンパク質の中で、触媒の役割を果たすものを「酵素」といいます。
余談ですが……
「○○玄米」、とか、「○○ドリンク」、と巷で時々話題になる、口に入れると健康になりそうな雰囲気のものがありますよね。あそこで使われている「酵素」というのは、いったいどんなものだろうかと結構真剣に調べてみたことがあります。玄米の炊き方は講習にもいきました。結論としては私の知っている定義の物質ではないということがわかりました。だからこれについては私には質問しないでね。
β-アミラーゼはどういう酵素？
さて、β-アミラーゼに戻りますよ。これはどんな役割をするかというと、デンプンを加水分解してマルトース（麦芽糖）やグルコース（ブドウ糖）にするものです。
以前、グルコースが二つ合体（正しくは「脱水縮合」）するとマルトースになり、グルコースが沢山合体するとデンプンになる、という話を書きました。そして、実はグルコースやマルトースはデンプンを分解して作っている、という話も書きました。
デンプンをマルトースの単位に切り刻む刃物の役割をするのが「アミラーゼ」です。
アミラーゼには「α-アミラーゼ」と「β-アミラーゼ」という二種類があります。この二種類のうち「α-アミラーゼ」は非常に身近な物質です。と言いますのも、「α-アミラーゼ」は唾液に含まれているからです。
先日、中学校二年生の息子が「理科の授業で、ご飯を噛んでヨウ素デンプン反応がなくなるという実験をした」と話してくれました。ご飯もデンプンが豊富に含まれていますが、唾液に含まれるα-アミラーゼがそれを分解してしまうのですね。
α-アミラーゼとβ-アミラーゼは何が違うかというと、形が違います。
α-アミラーゼ
β-アミラーゼ（By A2-33 – 投稿者自身による作品, CC 表示-継承 3.0, Link）
酵素は沢山のアミノ酸が連なってできているのですが、一直線に伸びた鎖ではなく、複雑に絡んだような「糸を指でつまみ、ぐりぐりっとして球にした」みたいな形になっています。
この「ぐりぐりっとして球にしたみたいな形」がとても重要なんです。
電子レンジで焼きいもをすると甘くない理由
アミラーゼに限らず、タンパク質というのは硬い球ではありません。「糸をつまんでこねて球にした」みたいな感じなので、温度によっては一部分がほつれたりしてしまいます。
「勝手にほつれて欲しくない」と思うかもしれませんが、温度がある・熱があるというのはミクロの目で見ると、原子・分子が常に動いている状態です。酵素を形作っているアミノ酸も、静かにたたずんでいるのではなく、細かく動いています。
温度が低いときはアミノ酸の動きが少なく、温度が高いとアミノ酸の動きは激しくなります。一方で、アミノ酸同士は鎖のようにつながっていますから、互いに引っ張り合ったりした結果、酵素はある程度決まった形に落ち着きます。その「ある程度決まった形」というのも、温度によって変化します。
酵素がその機能を発揮するには、この「形」が大切です。形が変わってしまうと、機能が失われてしまう（「失活」といいます）のです。
「β-アミラーゼ」が機能を最大限に発揮するのは60℃～65℃という研究データがあります。それより高いと急激に機能は低下します。
βアミラーゼの活性の温度変化（大西正健、岡田厳太郎、谷口肇、坂野好幸 「蛋白質 核酸 酵素」 Vol.30 No.5 pp.404-412 (1985)から引用）
電子レンジで焼き芋を作ると、サツマイモの内部が急激に温まるので、「β-アミラーゼ」はその機能を発揮する間もなく、焼きあがってしまいます。そのため、あまり甘くないのですね。
逆にいうと、この60℃～65℃という温度を保ちながら、じっくりと焼き上げていけば、サツマイモの甘みは増すということになります。ただ、あまり時間をかけすぎると、サツマイモから水分が抜けていってしまうので、もそもそして硬い食感になってしまうかもしれません。
あと、焼きいもも沢山噛むと唾液に含まれるα-アミラーゼが働きますから、より甘く感じますよ。
まとめ
- 酵素は触媒の機能を持ったタンパク質
- 触媒というのは、化学反応を促進する機能を持った物質で、野菜を切るときの包丁のようなもの
- 焼きいもに含まれる酵素はβ-アミラーゼという酵素
- アミラーゼはデンプンを分解する酵素で、αとβがある。
- α-アミラーゼは唾液に含まれている
- 酵素は形がとても重要
- 酵素の形は周りの温度で変わってしまう
- サツマイモを電子レンジで加熱すると、β-アミラーゼは失活してしまうので、甘くない焼きいもになってしまう
