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食品蛋白質・ペプチドの構造とそれらの機能特性に関する研究は、食品化学分野の主要課題の一つである。本研究では、蛋白分解酵素の利用を中心とした酵素修飾による食品蛋白質の改質による栄養及び機能特性に優れた食品素材の開発を目的に、 (1) 各種機能特性をもつ食品ペプチドを調整する手段としてのホローファイバー (中空糸膜) 型酵素反応システムを構築するための諸要因を探り、 (2) 蛋白分解酵素を用いた酵素修飾反応による食品蛋白質の改質について基礎的解析を行った。その結果、次のことを明らかにした。
(1) ホローファイバー膜 (人工腎臓透析器) への蛋白質の吸着、透過性等を調べ、パパインによるアゾカゼイン分解をモデル反応として反応効率に関与する因子を検索した結果、物理的要因による酵素の不活性化が大きな問題となることが明らかになった。
(2) ホローファイバー型反応器に適した酵素の条件を探るため、分子内架橋の導入、高分子多糖デキストラランの付加、合成高分子ポリエチレングリコールの付加、膜面へ酵素の直接固定について検討した。高分子による修飾は高分子基質に対する活性を低下させるものの、各種環境条件に対する酵素の安定性を向上させ、リアクター用酵素として優れていることを検証した。
(3) キモトリプシン及びカルボキシペプチダーゼAによる2段階酵素処理やプロナーゼ処理とホローファイバー型透析器との組合せにより、大豆蛋白質よりフェニルアラニン含量の低いペプチド混合物 (フェニルケトン尿症患者用食品素材) を調整できることを示した。
(4) 高濃度含水有機溶媒系で、トウモロコシ・プロラミン蛋白質ゼインを分子量3000のペプチドへ酵素的に限定加水分解できることを見い出し、この現象がゼインの二次構造に基づくものであることを明らかにした。
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