Enzym zur Mehlbehandlung

Verwandte Lektüre

Hintergrund

Die Aktivität von Hemicellulase und Alpha-Amylase wirkt auf Mehl-Pentosane und Stärke und verbessert dadurch die Teigelastizität sowie das Volumen von hefegelockerten Backwaren.

Hemicellulase

Hemicellulase ist ein Enzym, das Hemicellulose, die in den Zellwänden von Pflanzen vorkommt, abbauen kann. Hemicellulose ist ein Glukosepolymer, das mit einem Monosaccharid verknüpft ist; dabei kann es sich um ein Fünf-Kohlenstoff-Zuckerpolymer wie Xylose oder um ein Sechs-Kohlenstoff-Zuckerpolymer wie Galaktose, Mannose oder Rhamnose handeln. Hemicellulase gehört zur Enzymfamilie der Glykosidhydrolasen. Sie wirkt, indem sie unter Einwirkung von Wassermolekülen die Bindungen zwischen Glukose und den in Pflanzenfasern vorhandenen Polymeren spaltet. Die enzymatische Reaktion führt zur Hydrolyse der Hemicellulose.

Anwendung

• Tierhaltung

Die Zugabe von Hemicellulase zu Futtermitteln kann die Verdauung und Resorption von Fett und Protein bei Tieren fördern und die Futterverwertung verbessern. Eine Enzymzubereitung aus Hemicellulase und Protease kann zudem die tägliche Gewichtszunahme von Ferkeln erhöhen und die Mortalitätsrate von Ferkeln senken.

• Lebensmittelindustrie

Hemicellulase kann die Galaktose in Kaffee zu Oligosacchariden abbauen, wodurch die Viskosität von Kaffee deutlich reduziert und damit die Produktionskosten für Instantkaffee gesenkt werden. Hemicellulase kann Xylan in Getreidemehl hydrolysieren und dabei Xylo-Oligosaccharide erzeugen, wodurch die Texturstruktur und die Lockerheit von Brot erheblich verbessert werden.

• Papierindustrie

Die Bleiche von Sulfatzellstoff mit Hemicellulase zeigt einen deutlich verstärkenden Effekt. Hemicellulase reduziert den erforderlichen Chloreinsatz, indem sie die Bleichbarkeit des Zellstoffs verbessert, wodurch die Umweltbelastung verringert, die Papierweiße erhöht und gleichzeitig die Produktionskosten gesenkt werden. Die Vorbleiche von Sulfatzellstoff mit Hemicellulase ist eine wichtige Entwicklungsrichtung für die zukünftige Zellstoff- und Papierindustrie.

Alpha-Amylase

Alpha-Amylase ist eine Endoglukosidase und gehört zu den Amylasen. Sie kann Stärke in kurzkettige Dextrine unterschiedlicher Länge sowie in geringe Mengen niedermolekularer Zucker spalten, wodurch die Viskosität des Stärkekleisters rasch abnimmt, d. h. die Konsistenz reduziert und eine „Verflüssigung“ bewirkt wird; daher wird diese Amylase auch als Verflüssigungsenzym bezeichnet. Ca²⁺ besitzt eine gewisse Fähigkeit, die Amylaseaktivität zu aktivieren und zu steigern, und beeinflusst zudem in gewissem Maße deren Stabilität.

Verbreitung

Alpha-Amylase ist in Tieren (Speichel, Pankreas usw.), Pflanzen (Malz, Rübe) und Mikroorganismen verbreitet. Nahezu alle mikrobiellen Enzyme werden sezerniert. Dieses Enzym ist Ca²⁺-pflichtig und wirkt als stabilisierender und aktivierender Faktor, während einige Amylasen nicht Ca²⁺-abhängig sind. Amylasen wirken sowohl auf unverzweigte als auch auf verzweigte Stärken, indem sie unspezifisch und zufällig die α-1,4-Bindungen innerhalb der Zuckerkette spalten. Daher sind sie durch einen starken Abfall der Viskosität der Substratlösung und das Verschwinden der Iodreaktion gekennzeichnet. Bei der Spaltung verzweigter Stärke entstehen neben Maltose, Glukose und Maltotriose im Verzweigungsbereich zudem α-Grenzdextrine (auch α-Dextrine genannt) mit α-1,6-Bindungen. Im Allgemeinen liegt die Abbaugrenze bei 35–50 % Glukose; bei bakteriellen Amylasen kann jedoch eine Abbaugrenze von bis zu 70 % (letztlich frei von Glukose) erreicht werden.

In der Pathologie

Der Amylase-Test ist einfacher durchzuführen als der Lipase-Test und ist daher der primäre Test zur Detektion und Verlaufskontrolle einer Pankreatitis. Medizinische Laboratorien bestimmen in der Regel entweder die Pankreasamylase oder die Gesamtamylase. Wird ausschließlich die Pankreasamylase gemessen, wird bei Mumps oder anderen Traumata der Speicheldrüsen kein Anstieg beobachtet. Aufgrund der geringen vorhandenen Menge ist der Zeitpunkt der Blutentnahme für diese Bestimmung jedoch entscheidend. Die Blutentnahme sollte kurz nach einem Pankreatitis-Schmerzanfall erfolgen, da die Amylase andernfalls rasch über die Nieren ausgeschieden wird.