小仓拓先生

我是此次展会的策展人小仓拓。今天我想从“酶究竟是什么？”这个话题开始谈起。

小仓拓先生

下面我将代表在场的各位来宾，向天野酶制品的研究部长提出几个问题。小池田先生，请问，用一句话概括的话，酶究竟是什么呢？

小池田聪先生

一上来就是个难回答的问题（笑）。用我的话说，酶是一种“主要由蛋白质组成的具有催化作用的生物体内的物质”。

小仓拓先生

简单来说，就是一种“特殊的蛋白质”吧？

小池田聪先生

是的。蛋白质由氨基酸组成。其种类与形成酶的氨基酸基本无异，只是“组合”不同而已。
重要的是，酶不会像蛋白质那样“作为营养素被分解”。概括来说，酶是一种利用“特殊的氨基酸形态”促进化学反应的物质，我们将这种功能称为“催化反应”。

小仓拓先生

特殊的形态是指怎样的形态呢？

小池田聪先生

酶的作用是“捕捉某种物质，或改变其结构或将其分解”。为了捕捉物质，酶必须具有与捕捉对象形态相适应的结构。
捕捉到某种物质后，酶会作用于该物质。例如，“分解”时，会先捕捉物质，然后再分解特定部分。

小仓拓先生

原来如此。也就是捕捉物质，然后分离出某个部分，对其进行分解。除此以外，酶还有其他作用吗？

小池田聪先生

酶的另一个作用是“合成”。同样都是捕捉，但合成是将不同的物质与捕捉到的部分结合在一起，或者捕捉两种不同物质，通过反应将其结合在一起。

小仓拓先生

虽说同样是“按形态捕捉”，但有时是分离，有时是结合，两种作用是截然相反的呀。

小池田聪先生

是啊，总之不管怎么说，如果首先捕捉不到对象物质那后面的反应也无法进行。因此，形态十分重要。这是酶的主要特征之一。

小仓拓先生

接下来让我们向特邀嘉宾清水先生请教一些问题。

清水昌先生

我很久以前曾在京都大学当过发酵课老师。前面大家一直在谈论酶，接下来我想谈谈“酵母”。

小仓拓先生

应清水先生的要求，我们特意带来了葡萄酒。

清水昌先生

这瓶葡萄酒是用葡萄酿制而成。如果在葡萄的糖分中加入酵母，将会转化为酒精，这便是葡萄酒。但是，葡萄的糖分并不会一下子变成酒精，“从糖分到酒精的变化”需要几个阶段。表面上看是酵母在发挥作用，但实际上却是酵母中的酶在逐一完成各个阶段的变化，最终转化为酒精。

我参加了刚刚举办的研讨会，感觉很有意思。有些物质加入酶后会“发光”，有些“不发光”，有些会 “变甜”，有些“不变甜”。

清水昌先生

葡萄酒的酿制其实就是将“甜的糖分”转化为“醉人的酒精”的过程。因此，我希望酿造也能像在研讨会上展示的那样，作为一种日常反应现象被人们所熟知。

小仓拓先生

将甜葡萄汁喝下去后，可以转变为醉人的葡萄酒。那么，酵母中的酶对葡萄汁做了些什么呢？

清水昌先生

构成葡萄甜味的基础是葡萄糖，其结构与酶相适应。就像依次传递接力棒一样，以接力的形式一点一点逐改变糖分的形态，以易于下一种酶发挥作用。于是，下一种酶发挥作用，变成易于再下一种酶发挥作用的形态……经过几个阶段的漫长反应，最终形成与糖分形态截然不同的酒精。

小仓拓先生

也就是说酶不只有1种，变成A的形态后，会出现正好与A的形态相适应的其他酶，于是变成B的形态。之后，又会出现与B的形态相适应的酶，再变成C……会这样不停地重复下去。

清水昌先生

是的。您可以想象成是酵母细胞中含有很多可以持续发生此类反应的酶，它们一直在排队等待。

小仓拓先生

小池田先生，容我插一句，我觉得这是一件很神奇的事情！为什么酵母这种微生物中会有那么多不同种类的酶在排队等待着，并能不断改变着各种物质的形态呢？

小池田聪先生

这个您得去问问酵母了（笑）。不过，仅仅改变1种酶是不行的，重要的是，作为一个整体释放的东西，才能为酵母本身的生存提供必要的能量，或者为制造酵母提供下一个材料。想必是酵母自身在漫长的历史过程中学会并掌握了这种机制吧。

小仓拓先生

其实，酶原本就是由生物产生的吧。生物使用酶的好处是什么呢？

小池田聪先生

首先，酶的活动属于“化学反应”的一种。通常要想进行化学反应，会需要极高的温度或极高的气压等条件。

小仓拓先生

就比如“燃烧”或“粉碎”是吧。

小池田聪先生

是的。“燃烧”“分解”归根结底就是产生能量，所以不采用如此极端的方式就不能引发反应。但是，在人体内或生物环境中是不可能的，于是便出现了能更加温和地引发反应的“酶”。

小仓拓先生

也就是说生物体内出现了一种物质，即便没有火山爆发、大地震等地球物理运动所产生的巨大能量，也能引发反应，而这种物质便是酶，是吗？

小池田聪先生

我觉得是这样的。

小仓拓先生

此次展会上展出了各种各样的发酵食品，不过我也想向大家介绍一些食品以外的事例。有很多就发生在我们身边，但却不知道其中竟然是有着“酶”的功劳。

小仓拓先生

那么，小池田先生，清水先生。能否请两位分别为大家介绍一个“人类受益于酶而不自知”的事例呢？

小池田聪先生

每到秋天，落叶会不断堆积。它们在不知不觉间会被分解后消失，变成黑色的“土壤”。这也是因为酶在发挥作用。在此过程中也不是只有1种酶，而是有多种酶参与其中，一点点地依次进行分解。

反之，还有一部分不会变成土壤。它们在其他酶的作用下，经过数亿年的时间，变成了“煤炭”。

小仓拓先生

煤炭也是在酶的作用下形成的吗？

小池田聪先生

煤炭的形成不仅仅是依靠酶，不过在煤炭的形成过程中，酶确实发挥了必不可少的作用。

小仓拓先生

原来如此。清水先生您也来说一说吧。

清水昌先生

我要说的是会场中有几位身上正穿着的牛仔裤。大家穿的牛仔裤有深蓝的，也有浅蓝的，颜色略有不同，这些颜色是用一种叫做“靛蓝”的色素染出来的哦。

用靛（蓝）染色后，布会变成深蓝色。过去，人们会用浮石磨，使之掉色。不过最近有一种酶可以分解这种颜色人们开始用溶有这种酶的水来洗涤布料，使其达到褪色的效果。

小仓拓先生

还没穿就显得很旧的牛仔裤也是利用酶加工的吗？

清水昌先生

至于该产品是否采用这种方式进行过处理另当别论，但通过酶的使用，我们可以达到这种效果。那么，洗涤时，如果将红衣服和白衬衫放在一起洗，会发生什么事情呢？

清水昌先生

是的。白衬衫会染上红色。

清水昌先生

回答正确（笑）。此时若是加入能分解颜色的酶，那么即使染上颜色……。

小仓拓先生

啊，我知道啦，是防染色洗涤剂是吧。

清水昌先生

这种给生活带来便利的商品也正是利用了酶的作用。此外，还有作用更大的酶相关事例，比如对人类社会有着很大用途的“丙烯酰胺”这种物质，正是由酶产生的。

丙烯酰胺有着各种各样的用法，例如作为光泽剂混在“纸”中，还有就是挖海底隧道时，必须对空洞进行加固，届时，丙烯酰胺也可以作为“凝固剂”来使用。

小仓拓先生

也就是说，酶在隧道施工中也能发挥作用，是吗？

清水昌先生

是的。所使用的是一种在日本发现的酶。利用一步简单的酶反应，将丙烯腈这种利用石油化学生成的化合物转化为丙烯酰胺。如今，全球每年的丙烯酰胺产量已达到约100万吨。

小仓拓先生

现在我手中拿的这个叫做Diastase※1，产品名称是“高峰淀粉酶®”。这是对酶提纯后像药品一样使用的最初期的商品。

小仓拓先生

清水先生，淀粉糖化酶面世至今已经多少年了?

清水昌先生

已有一百几十年啦。

小仓拓先生

真是超级长期畅销商品啊。如今，这种酶依然在世界各地被广泛使用，和刚刚介绍的丙烯酰胺一样，也是由日本人研发出来的。

日本自古以来都有很多传统的发酵产业，适逢从江户时代向明治时代的过度期（19世纪后半期），应用淀粉糖化酶的新的酶制剂产业应运而生。

在展馆中，设有23种发酵文化的介绍展区，其中最后一个为“高峰让吉与生物产业”。在这一环节中，通过对高峰让吉先生的介绍，大家就会明白为什么我们现在能如此受益于酶制剂产业了。

小仓拓先生

高峰先生出生于幕府末期，家里经营酿酒厂。他很早便到欧洲留学，学习了最先进的化学、特别是有机化学知识。他远赴美国，利用自己祖辈积累下来的酿造业知识，将各种酶产业化构想变为现实，他是一位伟大的研究者、实业家，他是一位为日本建立了各种各样的基础设施的很厉害的人物。

淀粉糖化酶到底是一种什么物质？小池田先生，您能否给我们说明一下？

小池田聪先生

淀粉糖化酶作为“有助消化的酶”，时至今日仍被广泛应用。大家都会吃米饭等淀粉类食物吧。当我们吃的太多的时候，就可能会感觉到“胃部不适”。这种情况下，如果服用淀粉糖化酶，淀粉会被迅速分解，达到促进肠胃消化的效果。

小仓拓先生

淀粉糖化酶是在怎样的背景下实现商品化的呢？

小池田聪先生

日本酿酒采用两段式酿造工艺，即首先使用一种名为“淀粉酶”的用曲子制成的酶将大米中的淀粉转化为糖分，然后再由酵母吃掉糖分，转化为酒精。

另一方面，美国最具代表性的酒是威士忌，其原料是大麦、玉米以及麦子发芽后的“麦芽”。虽然有酿造酒和蒸馏酒的差异，高峰博士认为“采用以曲子为原料的日本酿酒工艺也能酿造出威士忌”，并最终发明了新的威士忌酿造方法。

小仓拓先生

如果用日本酒的酿酒方法酿造美国威士忌，会不会效率更高呢？高峰博士的发明大概就是源自于这样的构想吧。

小池田聪先生

是的。在这个过程中，他研发出了能加速酒中糖化反应的“酶制剂”。或许他就是在那时突然意识到了酶制剂的另一种用途，即“改善消化吸收，增进人类健康”的吧。

清水昌先生

高峰淀粉酶®是高峰博士在百余年前研发出来的药剂，而高峰博士的另一项功绩就是发现了“肾上腺素”。和高峰淀粉酶一样，肾上腺素如今仍在全球被广泛应用。

还有一种历经百年、至今仍被广泛使用的药剂，您知道是什么吗？

小仓拓先生

是“青霉素”吗？

清水昌先生

很遗憾，回答错误。青霉素发现于第二次世界大战前（1928年）。

小仓拓先生

是这样啊。那还没到一百年呢。

清水昌先生

正确答案是“阿司匹林”。这是一款著名的解热止痛药，由一家名为拜耳的德国化学公司生产。这项发明可以比肩高峰博士的发明。