Alkalische Pektinase

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Pektinase bezieht sich auf Enzyme, die Pektin abbauen, den Hauptbestandteil von Pflanzen. Pektinase ist in höheren Pflanzen und Mikroorganismen weit verbreitet, abhängig von ihrem Substrat. Sie kann in drei Kategorien unterteilt werden. Zwei davon (Pektinesterase und Polygalakturonase) kommen in höheren Pflanzen und Mikroorganismen vor, und eine andere (Pektinlyase) ist in Mikroorganismen zu finden, insbesondere in bestimmten pathogenen Mikroorganismen, die Pflanzen infizieren.

Abbildung 1. Proteinstruktur der Pektinase.

Einführungen

Pektinase ist ein Enzym, das Pektin abbaut, ein Polysaccharid, das in den Zellwänden von Pflanzen vorkommt. Üblicherweise als Pektinase bezeichnet, umfasst es Pektinase, Pektinase und Polygalakturonase, die eines der am weitesten untersuchten und am häufigsten verwendeten kommerziellen Pektinasen ist. Dies ist nützlich, da Pektin eine gelartige Matrix ist, die Pflanzenzellen zusammenbindet und andere Zellwandbestandteile (wie Cellulosefibrillen) einbettet. Daher wird Pektinase häufig in Prozessen verwendet, die den Abbau von Pflanzenmaterialien betreffen, wie z.B. die Beschleunigung des Prozesses der Saftgewinnung aus Früchten wie Äpfeln und Tomaten. Seit den 1960er Jahren wird Pektinase auch in der Weinproduktion eingesetzt. Die Funktion der Pektinase im Brauen ist zweifach. Erstens hilft sie, pflanzliche (in der Regel fruchtbare) Rohstoffe abzubauen, sodass sie hilft, Geschmack daraus zu extrahieren. Zweitens kann das Vorhandensein von Pektin im fertigen Wein Trübung oder leichte Trübung verursachen. Pektinase kann verwendet werden, um Pektin abzubauen und den Wein klar zu machen. Pektinase wird auch zur Entschleimung verwendet. Die Zugabe von Chelatbildnern oder die Vorbehandlung von Pflanzenmaterialien mit Säuren kann die Wirkung der Enzyme verstärken.

Klassifikationen

Pektinasen umfassen zwei Typen, ein Typ kann die Depolymerisation von Pektin katalysieren, und der andere Typ kann die Hydrolyse von Estern in Pektinmolekülen katalysieren. Unter ihnen werden die Enzyme, die die Depolymerisation von Pektinsubstanzen katalysieren, in Enzyme unterteilt, die auf Pektin (Polymethylgalaktose, Uronidase, Aldatase oder Pektinlyase) wirken, und Enzyme, die auf Pektinsäure (Polygalaktose, Aldase, Polygalakturonsäurelyase oder Pektatlyase) wirken. Die Enzyme, die die Hydrolyse von Estern in Pektinmolekülen katalysieren, umfassen Pektinesterase und Pektinacylhydrolase.

Funktionen

Pektinase wird von Aspergillus niger metabolisiert und produziert. Es wird durch tiefe Fermentation von Flüssigkeiten und moderne biologische Extraktions- und Trocknungstechnologie hergestellt. Es kann Pektin hydrolysieren, um wasserlösliches Pektin, Pektinsäure und β-Galakturonsäure zu produzieren. Pektinase wird häufig verwendet, um die Trübung von Obst- und Gemüsesäften nach dem Auspressen des Saftes zu verhindern, kann effektiv lösliches und unlösliches Pektin und Hemicellulose usw. abbauen, die Flokulation von Obst- und Gemüsesäften verhindern und entfernen, um eine Klärung zu erreichen. Sie ist auch sehr effektiv bei der Reduzierung der Viskosität von Saft, der Verbesserung der Filtrationseffizienz und der Verlängerung der Lebensdauer der Filtermembran.

Anwendung

Pektinase ist das wichtigste Enzym in der Obstverarbeitung. Die Behandlung von beschädigten Früchten mit Pektinase kann die Filtration von Saft beschleunigen und die Klärung fördern. Die Verwendung anderer Enzyme zusammen mit Pektinase zeigt eine deutlichere Wirkung. Zum Beispiel verwendet Qinlan ein kombiniertes Enzymsystem aus Pektinase und Cellulase zur Herstellung von Kürbissaft, was den Saftausbeute und die Stabilität des Kürbissafts erheblich verbessert. Die Ultrastruktur der Kürbisfruchtzellen wurde mit einem Rasterelektronenmikroskop beobachtet, das zeigte, dass die zerstörerische Wirkung einer einzelnen Pektinase- oder Cellulase-Zubereitung auf die Zellwand der Kürbisfruchtzelle bei weitem geringer ist als die des kombinierten Enzymsystems. Es wurde berichtet, dass ein neuer Typ von Enzym für die Verarbeitung von Obst und Gemüse - Brei-Enzym (das Pektinase, Cellulase, Hemicellulase und Protease usw. enthält) - die Saftausbeute und Klarheit von Obst- und Gemüsesäften verbessern kann.

Optimale Umgebung

Wie bei allen Enzymen haben Pektinasen eine optimale Temperatur und einen optimalen pH-Wert, bei denen sie am aktivsten sind. Zum Beispiel könnte eine kommerzielle Pektinase typischerweise bei 45 bis 55 °C aktiviert werden und gut bei einem pH-Wert von 3,0 bis 6,5 arbeiten. Pektinase wird häufig in der Obstindustrie verwendet, um die Saftgewinnung aus Früchten zu beschleunigen.