酵素の基礎|「酵素は熱に弱い」はなぜ起こる?

酵素は、体の中の化学反応を助ける「触媒」です。多くの酵素はタンパク質でできているため、熱や酸・アルカリの影響を受けると形が崩れ、酵素としての働きを失います。

1. 酵素とは

酵素とは、人間が生きていくために必要な化学反応を助ける物質です。消化、吸収、代謝、排泄といった生命活動は、酵素のサポートなしでは成り立ちません。

体内ではさまざまな酵素が作られており、食べ物にも酵素が含まれることがあります。ただし、食べ物に含まれる酵素が、そのまま体内酵素として働くわけではありません。酵素はタンパク質であるため、熱、胃酸、消化酵素などの影響を受けます。

2. 酵素の特徴

特徴 内容
触媒として働く 酵素自身は大きく変化せず、分解や結合などの反応速度を高めます。
基質特異性がある 1種類の酵素は、特定の物質に作用します。よく「鍵と鍵穴」の関係に例えられます。
デリケートな性質を持つ 多くの酵素はタンパク質でできているため、熱、強い酸、強いアルカリなどで働きを失いやすい性質があります。

3. 酵素はなぜ熱に弱いのか

酵素が熱に弱い最大の理由は、その本体の多くがタンパク質だからです。タンパク質は、アミノ酸が複雑に折りたたまれた立体構造を持っています。

酵素には、特定の物質と結合するための活性部位があります。これは鍵穴のようなもので、形が合う相手にだけ働きます。しかし熱が加わると、分子の熱運動が激しくなり、立体構造を保っていた弱い結合が崩れていきます。

熱変性:熱によってタンパク質の立体構造が変わり、元の働きを失うことを熱変性といいます。酵素の場合、活性部位の形が変わることで、基質と結合できなくなります。

4. 生卵で考える熱変性

身近な例として、生卵を考えるとわかりやすいです。生卵は透明でどろっとしていますが、加熱すると白く固まり、ゆで卵になります。

一度ゆで卵になった卵は、冷やしても元の生卵には戻りません。これは、卵のタンパク質が熱によって変性したためです。酵素でも、目に見えない分子レベルで同じような変化が起きます。

5. 温度による酵素の働きの変化

温度の目安 酵素の状態
35℃〜40℃前後 人の体温に近く、多くの体内酵素が働きやすい温度帯です。
50℃以上 酵素の種類によりますが、徐々に構造が崩れ始め、働きが弱まることがあります。
60℃〜70℃以上 多くの酵素では立体構造が大きく崩れ、酵素としての働きを失います。

ただし、すべての酵素が同じ温度で失活するわけではありません。酵素の種類や環境によって、働きやすい温度や失活しやすい温度は異なります。

6. 酵素ドリンクとの関係

一般に流通する飲料は、安全性や品質保持のために加熱殺菌されることがあります。この場合、酵素は基本的に失活していると考えるのが自然です。

そのため、酵素ドリンクを考えるときは、「酵素そのものを補う飲み物」と見るよりも、植物を発酵させる過程で生まれた成分を含む植物発酵飲料として見る方が正確です。

酵素ドリンクの本質については、別ページ「酵素ドリンクの本当の話」で、植物発酵液に含まれる成分については「植物発酵液のメタボローム解析」で詳しく整理しています。

よくある質問

Q. 酵素とは何ですか?
A. 酵素は、体内の化学反応を助ける触媒です。多くの酵素はタンパク質でできており、消化、吸収、代謝、排泄などの生命活動を支えています。
Q. なぜ酵素は熱に弱いのですか?
A. 酵素の多くはタンパク質でできているためです。熱が加わると立体構造が崩れ、基質と結合する活性部位の形が変わり、酵素として働けなくなります。
Q. 失活した酵素は元に戻りますか?
A. 多くの場合、熱によって失活した酵素は元の働きに戻りません。生卵が加熱されてゆで卵になると、冷やしても元の生卵に戻らないのと同じような現象です。
Q. 食べ物に含まれる酵素は体内酵素として働きますか?
A. 食べ物に酵素が含まれていても、それがそのまま体内酵素として働くわけではありません。酵素はタンパク質なので、消化や熱、酸などの影響を受けます。
Q. 酵素ドリンクで酵素を補えますか?
A. 酵素ドリンクの価値は、酵素活性そのものを補うことではなく、植物を発酵させる過程で生まれた成分にあります。加熱殺菌された飲料では、酵素は基本的に失活していると考えるのが自然です。