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レンネット（/ ˈrɛnɪt /）は、反芻動物の胃で生成される複雑な酵素群です。その主要成分はキモシンで、牛乳中のカゼインタンパク質を凝固させるプロテアーゼ酵素です。レンネットには、ペプシンやリパーゼなどの他の酵素も含まれています。
レンネットは伝統的に、牛乳を固形の凝乳と液体の乳清に分離するために使用され、チーズの製造に用いられてきました。子牛由来のレンネットはこの用途ではあまり一般的ではなくなり、現在では米国で製造されるチーズの5%未満しか動物性レンネットを使用していません。[ 1 ]現在、ほとんどのチーズは細菌由来のキモシンを使用して製造されています。
レンネットの主な作用の 1 つは、そのプロテアーゼであるキモシンがカゼインのκ鎖を切断することです。[ 2 ]カゼインは牛乳の主成分タンパク質です。切断により、カゼインミセルの表面からわずかに負に帯電したグリコマクロペプチド(GMP) が除去されます。負電荷は他の負電荷を反発するため、GMP はカゼインミセル同士の付着を妨げます。GMP が除去されると、カゼインミセルは凝集し始め、極性電荷を失い、極性の水分子から浮上して非極性の乳脂肪と結合し、チーズカードの一部となります。この作用は、カルシウムやリン酸から形成されるような強いイオンの存在下で促進されます。そのため、これらの化学物質は、特にリン酸カルシウムが少ないヤギ乳の場合、チーズ製造工程で既存の量を補うために時折添加されます。切断された固体のカゼインタンパク質ネットワークは、脂肪やミネラルなどの牛乳の他の成分を捕捉してチーズを形成します。
子牛レンネットは、家畜の屠殺の一環として、授乳中の若い子牛の第4胃（第四胃）の内粘膜から抽出されます。これらの胃は子牛肉生産の副産物です。 [ 3 ]より成長した子牛（牧草飼育または穀物飼育）から抽出されたレンネットは、キモシンが少ないか全く含まれておらず、ペプシンのレベルが高く、特定の種類の牛乳やチーズにのみ使用できます。各反芻動物は、その種の乳を消化するために特別な種類のレンネットを生成するため、ヤギ乳用の子ヤギレンネットや羊乳用の子羊レンネットなど、乳に特化したレンネットが利用可能です。[ 4 ]
乾燥させて洗浄した子牛の胃を細かく切り、塩水またはホエイに、溶液のpHを下げるために酢またはワインを加えて浸します。しばらく（一晩または数日）放置した後、溶液を濾過します。濾過された溶液に残った粗レンネットは、牛乳を凝固させるために使用できます。この溶液約1グラムで、通常2～4リットルの牛乳を凝固させることができます。[ 5 ]
冷凍保存された胃を粉砕し、酵素抽出液に浸します。粗レンネット抽出物は、酸を加えることで活性化されます。胃に含まれる酵素は不活性な状態で生成され、胃酸によって活性化されるのです。その後、酸を中和し、レンネット抽出物を数段階の濾過と濃縮を行い、約1:15,000という典型的な効力を持つ抽出物を得ます。これは、抽出物1gで牛乳 15kgを凝固できることを意味します。
レンネット抽出物1キログラムには約0.7 グラムの活性酵素が含まれており、残りは水と塩、そして保存料として安息香酸ナトリウム（E211 ）が0.5%～1.0%含まれる場合がある。通常、チーズ1キログラムには約0.3ミリグラムのレンネット酵素が含まれている。 [ 6 ] [ 7 ]
レンネット製造に哺乳類の胃が限られているため、チーズ製造業者は少なくともローマ時代から牛乳を凝固させる他の方法を模索してきた。動物性レンネットの代替となる酵素の供給源は、植物や菌類から微生物まで多岐にわたる。[ 8 ] これらのレンネットのいずれかを使用して製造されたチーズは、乳菜食主義者だけでなく、コーシャを守る人にも適している。発酵によって製造されたキモシンは、動物性レンネットよりも安価であるため、今日では北米やヨーロッパの工業用チーズ製造でより頻繁に使用されている。 [ 9 ]
多くの植物には凝固作用があります。 ホメロスは『イリアス』の中で、ギリシャ人が牛乳を凝固させるためにイチジクの汁の抽出物を使用したことを示唆しています。[10] 他の例としては、ガリウム属のいくつかの種、乾燥させたケッパーの葉、[ 11 ]イラクサ、アザミ、ゼニアオイ、ウィタニア・コアグランス（パニール・ブーティ、アシュワガンダ、インディアン・チーズメーカーとしても知られる）、およびツタカアワダチソウなどがあります。地中海沿岸の伝統的なチーズ製造では、アザミやキナラ（アーティチョークやカルドン）の酵素を使用するものもあります。発酵していない大豆から得られるフィチン酸、または発酵によって生成されるキモシン（FPC）も使用されることがあります。
コーシャチーズやハラールチーズの製造には植物性レンネットが使用される場合もあるが、コーシャチーズのほぼすべては微生物レンネットまたはFPC（乳酸菌）を用いて製造されている。 市販のいわゆる植物性レンネットには、通常、後述するRhizomucor mieheiというカビの抽出物が含まれている。
Rhizomucor mieheiなどの一部のカビは、タンパク質分解酵素を生成することができます。[ 12 ]これらのカビは発酵槽で生産され、カビの成長に伴う不快な副産物による汚染を避けるために特別に濃縮および精製されます。[ 13 ]
従来の見解では、これらの凝固剤はチーズに苦味と収量の低下をもたらし、特に長期間熟成させた場合に顕著である。長年にわたり、微生物凝固剤は大幅に改良されてきたが、これは主に、長期間熟成させたチーズにおける苦味ペプチド形成/非特異的タンパク質分解に関与する二次酵素の特性解析と精製によるものである。その結果、微生物レンネットを用いていくつかの高品質チーズを製造することが可能になった。[ 14 ]
微生物レンネットや動物レンネットには上記のような欠点があるため、多くの生産者はレンネットの代替品を模索しました。遺伝子工学により、動物からレンネット遺伝子を分離し、特定の細菌、真菌、または酵母に導入して、発酵中に組換えキモシンを生産させることが可能になりました。遺伝子組み換え微生物は発酵後に死滅し、発酵液からキモシンが分離されるため、チーズ生産者が使用する発酵生産キモシン（FPC）には、GMOやGMO DNAは含まれていません。FPCは動物が作るキモシンと同一ですが、より効率的な方法で生産されます。FPC製品は1990年から市場に出回っており、牛乳1単位あたりの必要量を標準化できるため、粗製動物性または植物性レンネットの商業的に実行可能な代替品であり、工業生産では一般的にそれらよりも好まれています。[ 16 ]
もともとバイオテクノロジー企業ファイザーによって開発されたFPCは、米国食品医薬品局に登録され、認可された最初の人工酵素でした。[ 17 ] [ 18 ] 1999年には、米国のハードチーズ の約60%がFPCを使用して作られており、[ 19 ]その後、レンネットの世界市場シェアの80%を占めるようになりました。[ 20 ] 2017年までに、FPCはレンネットの世界市場シェアの90%を占めるようになりました。[ 21 ] 2021年までに、動物性レンネットは一部の伝統的なまたは指定されたヨーロッパのチーズでまだ使用されていましたが、FPCは米国と英国の市場の80～90%を占めていました。[ 22 ]
最も広く使用されているFPCは、アスペルギルス・ニガー菌によって生産され、デンマークのChr. Hansen社がCHY-MAXという商標で販売しているもの[ 23 ]、またはクルイベロミセス・ラクティス菌によって生産され、オランダのDSM社がMaxirenという商標で販売しているもの[ 24 ]である。
FPCはキモシンBなので、多数のタンパク質を含む動物性レンネットよりも純度が高い。FPCは、動物性または微生物性レンネットと比較して、チーズ製造業者にいくつかの利点をもたらす。生産収率の向上、カードの食感の改善、苦味の軽減などである。[ 16 ]
FPCを使用して製造されたチーズは、コーシャ[ 25 ] [ 26 ]およびハラール[ 26 ]の認証を受けることができ、発酵槽でのキモシン製造中に動物由来の飼料が使用されなかった場合はベジタリアンにも適しています。
多くのソフトチーズは、レンネットを使用せずに、クエン酸や酢などの酸、あるいは発酵乳から生成される乳酸で牛乳を凝固させることによって製造されます。クリームチーズ、パニール、ルビング、その他の酸凝固チーズは、伝統的にこの方法で作られています。酸性化は、培養乳などの細菌発酵によっても行われます。
チーズのビーガン代替品は、動物の乳を使用せずに、大豆、小麦、米、カシューナッツを使用して製造されます。これらは、酢やレモン汁などの酸を使用して凝固させることができます。[ 27 ] [ 28 ] [ 29 ] [ 30 ]
ヤズィーディー教では、天上のラリシュの白い泉からレンネットが原始の海に流れ込んだときに地球が凝固して形成されたと信じられている。 [ 31 ]