畅谈百年来畅销商品不断的“酶”!<后篇>
小仓拓先生(发酵设计师)
清水昌先生(微生物学家)
小池田聪先生(天野酶制品)
 
文/神吉弘邦 照片/TOTEM
最先进的酶制剂产业竟然制造传统的曲子

小仓拓先生

我以前在东京农业大学学习过“发酵”专业,专门研究我手中拿的“曲子”等。

小仓拓先生

高峰让吉博士所从事的活动就是将使用曲子发酵的“传统产业”与当前的“酶制剂产业”结合在一起,令人印象深刻。

小池田聪先生

我查询了一些有关高峰博士的情况,了解到因为他的父亲是一名医生的缘故,高峰博士一直以来对化学造诣颇深。他曾到英国格拉斯哥大学留学,学习化学。化学是一门“试图将这种物质和这种物质结合在一起,从而形成这样或那样的物质”的学问。

实际上,这种结合现象在生物体内也多有发生,但我认为当时并没有多少人会把“生物体内发生的现象”与“化学”这两者联系起来考虑。

小仓拓先生

也就是说,当时很少有人把生物世界与化学世界联想在一起,是吗?

小池田聪先生

是的。“发生在生物体内的现象,如果从化学的角度来说明是这样的”有这种思维的人很少。我认为,高峰博士从西方先进的化学角度解读了发生在曲子中的现象,并基于淀粉糖化酶的构想,萌生了利用酶反应酿酒同时也可以用来制造药品,以造福人类的想法。

小仓拓先生

最近我参观了天野酶制品的工厂,发现现代的生产仍是从制造曲子开始,这令我感到十分震惊。
提起酶制剂产业,会给人一种很工业化的印象,可实际上,在曲霉这种生物的作用下,也能制造出药品等。当我看到酶的制造过程中生产大量曲子的场景时,我非常震惊。

小池田聪先生

酿酒时,只需要生产足够酿酒的曲子就可以啦。而我们公司想从曲子里生产出酿酒时会用到的“酶”,所以需要有能够生产出大量曲子的工厂。

重视整体作用而非单体作用的思维方式

小仓拓先生

我想向清水先生请教“发酵学”相关的问题。前面我们谈到了“传统文化”、“起源于欧洲的近代化学”以及“如何对待生物”这3项内容,我认为将这3者结合在一起,就是发酵学。那么,发酵学的这种世界观又是如何形成的呢?

清水昌先生

我认为在用化学视角看待事物这方面,西方人可能更加擅长。但是,使其真正发生变化的是生物--微生物。日本自然资源丰富,因此我们更善于观察和培育生物,而且日本还有很多独特的发酵与酶制剂产品,堪称世界第一。

小仓拓先生

日本的发酵学与酶化学蓬勃发展的原因就在于其丰富的自然资源。

清水昌先生

是的。就比如,虽然我们说日本国土狭小,但它北起北海道的寒带,南至冲绳的亚热带。正是由于生物的多样性,所以适合酿酒的菌也有很多。虽然日本人可能并不擅长在烧瓶中加热和煮制化合物,但我认为他们却很擅长与生物打交道。

小仓拓先生

我偶尔会去海外参加发酵和肠道细菌相关的学会,与来自不同国家的人们交流。我发现就发酵食品而言,与欧洲相比,日本发酵食品的特点就是菌的种类非常多。

例如,与“米糠腌菜”和“臭鱼干”相关的菌,通常有可能被认为对人类无益,但它们却能制造出美味又健康的食物。比起逐个分析各种菌的作用并找出其再现性,日本更多的是基于“怎样做才能达到良好的平衡”这种匠人思维,努力实现产业化,真是个有趣的国家。

清水昌先生

究其原因,就是因为自然资源丰富,“生物与我们的关系就近在眼前”。

“发酵之旅 北陆/日本”展的一角设置了 “神奇的微观世界”专区。观展者可以旋转地球仪,寻找酶对社会有用的场景;也可以通过大屏幕观看在网站上广受欢迎的“酶的宇宙图”。

清水昌先生

在我们的研究中,当我们准备好好运用生物时,并不总是那么容易。我们制作了设计图,并按照它去执行,但有时候能成功,有时候却不能。在这种情况下,与菌或酶友好相处尤为重要,日本人在这方面就十分擅长。

小仓拓先生

大约100年前,有一位名叫三岛海云(Kaiun)的很厉害的人物,他是一位研究者、新兴企业家,和哲学家。三岛先生曾去过蒙古,看到当地人饮用通过马奶发酵而成的“马奶酒”。回到日本后,他再现出了“马奶酒”的味道,创造了“可尔必思”。

可尔必思是由几种菌混合在一起共同作用而形成的。如果将这些菌分开,就无法发挥作用。所以,可尔必思始终保持着多菌种相结合的状态,像“米糠腌菜”和“酸奶”一样,百年来不断补充,不断生产。

如果按照欧洲人的思维的话,则会把所有菌都分离开,在能进行单体分析的状态下保存菌种。而日本却是在多菌种结合的状态下加以运用,这是一种非常了不起的世界观。

向自然界低头,寻找新的酶

小仓拓先生

初次访问天野酶制品时,给我印象最深刻的便是那句“我们要向大自然学习”。即,汲取大自然的力量,从中制造出酶这种特殊的物质,并用新技术引领社会发展。

基于这一构想,天野酶制品不断制造各种酶制剂产品。那么,平日里具体的工作内容又是什么呢?

小池田聪先生

我们是一家企业,所以首先要从解决社会所需要的课题开始。我们的客户涉及各行各业,他们所面临的主要是化学反应相关的课题。而我们的工作就是试着用酶来解决这些课题。

实际上,即使有能用于解决课题的酶,当我们想真正解决课题时,也可能出现“性能略有不足”的情况。为了满足性能要求,我们会寻找新的酶或者对既有的酶进行改良。

如果没有能满足要求的酶,为了找到新的酶,我们会向大自然低头,从各种微生物中寻找能引发反应的酶,并将其商品化,提供给我们的客户。

小仓拓先生

业务委托都是来自食品制造商和医疗制造商吗?

小池田聪先生

是的。此外,也有化学品和化妆品制造商等,涉及很多领域。

小仓拓先生

据我所知,与食品有关的比较有名的酶有,例如让面包变得蓬松的酶等。

小池田聪先生

一般来说,面包放置几天后会变硬,可如今的吐司面包即使放上三四天也不会变硬。这是因为其中使用了能保持其柔软度的酶。在几种酶的作用下,才能达到这样的效果。我们研究的便是如何将酶组合在一起、如何根据目的区分使用不同的酶。

畅销商品诞生于偶然,这就是发酵学的妙趣所在

小仓拓先生

清水先生的研究室也一定有各种各样的课题吧。

清水昌先生

大家都听说过某家酒类制造商销售的一种名为“芝麻素”的产品吧,它是一种在芝麻籽中含量约为0.5%的极其微量的化合物,就诞生于我们的微生物学研究室。

小仓拓先生

能给我们说说具体是怎么回事吗?

清水昌先生

不管是植物还是动物,凡是生物都会制造油脂。这些油脂有各种各样的特点。比如DHA和EPA,大家应该都听说过吧。那么,如果能用微生物制造这些油脂,结果会怎样呢?基于这样的构想,我们开始着手研究。

我们经过研究后发现,一种生活在世界各地土壤中的霉菌能制造出含有“花生四烯酸”的油脂,这种油脂和DHA/EPA属于同一类别。

小仓拓先生

由霉菌来制造油脂吗?

清水昌先生

是的。我们将样品送到美国的大型奶制品公司后,得到了采用。如今世界各地的婴儿配方奶粉中都微量添加了我们发现的霉菌油脂。

由于已经应用于工业生产,所以接下来我们希望尽可能生产更多的这种油脂。我们曾以为“用油脂替代糖分做饲料的话,效率会更高”。然而,芝麻油放入培养基并被食用后,却无法形成想要的油脂。于是我们就想,是不是有什么东西阻断了霉菌的反应路径呢。

于是我们进行了调查,结果发现“芝麻素”这种化合物具有这样的作用。我们本意是想制造出更多的花生四烯酸油脂,却反倒是发现了阻碍其反应的芝麻素。

小仓拓先生

原来芝麻素是偶然发现的啊。

清水昌先生

我们发现芝麻素具有解锁肝脏中某些反应的作用、降低胆固醇浓度的效果等,于是便有了“既然服用芝麻素能让肝脏变得更有活力,我们也开始销售芝麻素吧”的想法。

小仓拓先生

这很符合发酵研究的风格。如今,大学研究室压力重重,被要求“务必做有用的研究”,但我却认为这样做毫无意义。因为,化学研究最大的妙趣所在是,得到预想不到的成果。

我认为,这个过程正是在“向自然学习”。大自然中有些东西是我们的想法无法触及的,我们要有向大自然学习的态度。我认为日本的酶制剂产业之所以能在全世界占据独特的地位,正是因为我们不仅通过传统技术,还通过运用新技术,努力向自然界学习。

在“发酵之旅 北陆/日本”展中,销售味噌、曲子、发酵茶和酒等多种发酵食品。吸引了大量观展者。
向反复试错的大自然学习

小仓拓先生

在21世纪,单就石油来看,其开采量也是有限的,所以必须实现彻底的产业转型。酶制剂产业未来的发展前景如何呢?

小池田聪先生

使用新原料制作有用物质时,需要新的催化剂,即掌管化学反应的物质。如果不使用煤和石油,而是直接使用生物质这种天然产物,那么能对天然物质起到各种作用的催化剂就会变得很重要。

而拥有大量催化剂的还当属微生物。未来,我们需要从微生物中寻找新的酶,并让酶发挥出更大作用。

小仓拓先生

从这个意义上来看,日本的各种微生物都是“宝物”啊。

小池田聪先生

自地球上诞生生物以来,已经过去了数十亿年。在此期间,自然界一直在反复试错,并将结果以微生物的形式保留下来。人类再怎么努力,再怎么说“化学发展云云”,也都是近几百年的事,根本无法与自然界相提并论。向大自然学习,借助大自然的智慧,我认为这种态度非常重要。

握寿司是“急性子”的发明

小仓拓先生

剩下的时间,在场的各位可以自由提问。

(会场)
各位最“喜欢的酶”分别是什么酶呀?

小仓拓先生

太多啦!(笑)

小池田聪先生

虽然起到分解作用的酶也很重要,但通过组合形成不同物质的酶发展潜力巨大。若论好恶,我更是喜欢这种酶(笑)。生物会形成各种各样的形态,我认为这种参与形态形成有关的酶很有趣。

小仓拓先生

举例来说,都有哪些酶呢?

小池田聪先生

拿食物来说,材料不同,口感、形态、触感也会发生变化。肉质不同也会改变菜肴的味道吧。如果利用酶能够制作出“所有人都能吃的非常软烂却有嚼劲儿的牛排”,应该会很有意思吧。

小仓拓先生

原来如此。也就是说,能改变食物口感的酶今后会很有发展潜力。那清水先生又喜欢什么酶呢?

清水昌先生

我长年跟微生物酶打交道,已谈不上好恶,不过看到一些酶被应用于工业生产时,我还是会感到很高兴。再有就是对自己辛苦找到的酶,总是有感情的。自己辛苦培养出来的,都会觉得可爱,就跟孩子一样(笑)。

小仓拓先生

顺便问一句,具体是什么酶呢?

清水昌先生

制造化妆品等中使用的名为“泛酸”的维生素时,过去会采用化学合成的方式,而我们成功地利用酶反应制造出了泛酸。如今,全球每年的泛酸产量约为1万吨,其中有一半左右会用到我们发现的“内酯酶”。

内酯酶也是由霉菌产生的一种酶,是我们很辛苦才找到的。此外,为了在反应罐中使其发生反应并制造出目标物质,我们在如何加工酶这方面也下了很大功夫。

研讨会的“跳起来吧!酶之舞”环节。根据“神奇的微观世界之歌”设计的舞蹈动作,用身体表现酶的作用,非常独特。

(会场中的声音)
在用酶制作的食物中,各位最喜欢的是什么?

小仓拓先生

这也是个好问题。

小池田聪先生

我还是最喜欢“酒”(笑)。不只是酒精,还有香气和鲜味等,大部分都是通过酶反应组合形成的。也会因原料而异,因微生物而异。这就是它的有趣之处。

小仓拓先生

掌管酒的两大微生物是“曲子”和“酵母”,二者都拥有非常多种类的酶。可以有各种方式让酶发挥作用,那就是酒的魔法所在。酿酒人会思考“让哪种酵母和哪种曲子中的酶在哪个时机发挥作用,酿出怎样的味道”,而这些组合就像炼金术一样神奇。

清水昌先生

我喜欢“寿司”。会场中也对“熟成寿司”进行了介绍,这种寿司从腌渍开始,制作周期很长。生物学方法通常耗时较长。但对于喜欢吃寿司的人来说,只想马上吃掉它(笑)。

寿司的酸,大部分是源于乳酸发酵。乳酸菌最终发挥作用,让寿司变酸,但有人却想到“在米饭中加醋,再把鱼放上不就行了”,于是便有了“握寿司”。我想这种方法必定是制醋厂发明的(笑)。说到江户前的握寿司,其初衷大概是为了设法卖出更多的醋吧。

小仓拓先生

这些我也从一家大型制醋厂商那里听说过。如果一开始就把通过“醋酸菌”制成的醋加进去,那么便很快就能吃到寿司啦。

传统的发酵寿司起源于中国、泰国、缅甸。性急的日本人认为,与其像这样用很长时间让食物变酸,不如“发挥微生物酶的作用,让食物马上变酸”。如今,握寿司已经成为席卷全球的美食,真的很有意思。

清水昌先生

所以,握寿司就是一种终极速食食品,像“杯面”一样(笑)。我认为握寿司是日本人的一项伟大发明。

天野酶制品专区展示的内容能帮助观展者轻松愉快地学习有关酶的知识。扫描二维码,即可在智能手机上浏览本网站刊载的“对话酶”的往期报道。

小仓拓先生

今天,我听到了很多关于酶的有趣的故事。平时很少能听到这样的内容,因此这次活动对我来说是一次宝贵的学习机会,令我受益匪浅。

在以发酵为主题的此次展会中,酶也是必不可少的关键词。我认为,酶制剂产业将会成为21世纪的核心产业,希望今后也能和大家一起开展有关酶的各种宣传活动。十分感谢小池田先生和清水先生!

清水昌先生

谢谢。

小池田聪先生

谢谢!

酶活跃在这个世界的每个角落,我们正在探寻它们全新的可能性。
在本栏目中,我们会与“小酶同学”一起探访如今活跃在各个领域的人们,听他们讲述自己的故事。