加水分解度（DH）とは何ですか？また、なぜそれが重要なのでしょうか？

バイオ医薬品のその先へ｜植物性タンパク質ペプチドに関するよくある質問

簡潔な答え：加水分解度（DH）とは、タンパク質中のペプチド結合のうち、加水分解中に切断された結合の割合を示すものです。これは、反応がどの程度進行したかを記録し、溶解度、分子量分布、浸透圧、そしてよく知られたベル型の関係を通じて苦味と相関するため、ペプチドの仕様書において最も有用な単一プロセス指標です。ただし、どの結合が切断されたかについては何も示さないため、測定方法を明記する必要があります。

DHの計算方法と測定方法

DHは、加水分解されたペプチド結合の数を、出発タンパク質中のペプチド結合の総数で割った値であり、パーセントで表されます。総数は、原料のアミノ酸組成とタンパク質含有量から推定されるため、DHは直接測定された値ではなく、計算値となります。実際には、結合が切断される際に放出される新しい末端基またはプロトンを測定することによって得られます。具体的には、採取したサンプルに対してOPAやTNBSなどの試薬を用いた比色法、反応中のpHスタット滴定、または事後滴定法などが用いられます。各測定法はそれぞれわずかに異なる要素をカウントするため、DH値は、同じ方法および同じ計算基準に基づいて得られた場合にのみ比較可能です。

DHの高等化は実践においてどのような変化をもたらすのか

• 溶解度結合が切断されるほど、より小さく、より極性のある断片が生成され、より広いpH範囲で冷水への溶解性が向上する。
• 明瞭さ・大きな破片が少ないほど、透明な飲み物の濁りや沈殿物の発生が抑えられます。
• 浸透圧- より小さな断片や遊離アミノ酸は浸透圧負荷を高めるため、臨床用飲料やスポーツ飲料においては重要となる。
• 味加水分解が進むにつれて、苦味や旨味を制御するのが一般的に難しくなる。ただし、酵素系と苦味除去工程がそれに合わせて設計されている場合は別である。
• 残存する無傷のタンパク質- より大きなタンパク質物質の割合が減少する。これは、残留タンパク質の低減を目的とした製品設計において重要となる。その程度は、特定のグレードについて分析によって検証する必要がある。

苦味のベルカーブ

加水分解物の苦味は、一般的に加水分解度（DH）のベル型関数として表されます。DHが低い場合、切断される結合はごくわずかであるため、疎水性領域が露出する面積は比較的少なく、製品の味はマイルドです。DHが中程度になると苦味は上昇し、多くの短い疎水性ペプチドが存在する範囲で最大値に達します。DHが高い場合、非常に小さなペプチドと遊離アミノ酸が主成分となり、苦味は再び低下することが多いですが、その場合の味は真の苦味というよりは、旨味やスープのような風味が特徴です。最大値の位置はタンパク質と酵素によって異なるため、この曲線は固定された規則ではなく、挙動の目安となります。

DHは分子量分布とは異なります

DHは切断された結合の数を数え、分子量分布は結果として生じる鎖の大きさを測定します。酵素の特異性や分画工程によっては、2つの植物ペプチドが同じDHに達しても分布が異なる場合があり、同じDHを持つ製品でも3,000 Daを超える物質の割合が異なる場合があります。この3,000 Daを超える物質の割合こそが、透明な飲料に濁りを引き起こす原因となるのです。両方の指標を指定し、それぞれの測定方法について尋ねてください。

商用利用されているDHバンドの例

これらの範囲は実際には重なり合うため、あくまで目安です。適切な目標値は、原料、酵素系、形態、味の好みなどによって異なるため、供給業者と相談の上、自社の試験結果に基づいて決定し、仕様書で確認する必要があります。

仕様書にDHを記述する方法

単一の値ではなく目標範囲を示し、分析方法と計算基準を明記し、分子量分布と味覚要件も併せて記載して、これら3つを合わせて読み取れるようにしてください。異なる供給業者のDH値を比較する際は、両者が同じ方法を使用していることを必ず確認してください。供給業者の分析証明書と、お住まいの地域で適用される規則に基づいて、制限値と方法を確認してください。

関連文献

見る植物ペプチドの分子量範囲、植物ペプチドのCOAが示すべき内容そして加水分解プロセスの制御方法。