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Neutrale/alkalische Protease

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Offizieller vollständiger Name
Neutrale/alkalische Protease
Hintergrund
Konzentriertes Proteaseenzym mit neutralem bis alkalischem pH-Bereich, das zur Hydrolyse von Proteinen in kleinere Polypeptide und freie Aminosäuren eingesetzt wird. Es wird häufig mit einer Protease mit neutralem bis saurem pH-Bereich kombiniert, um eine vollständigere Verarbeitung zu erzielen.

Verwandte Lektüre

Neutrale Protease

Die neutrale Protease wird durch Fermentation und Extraktion aus Bacillus subtilis gewonnen. Es handelt sich um eine Endonuklease und sie kann für verschiedene Protein-Hydrolysebehandlungen eingesetzt werden. Unter definierten Temperatur- und pH-Bedingungen kann dieses Produkt makromolekulare Proteine zu Produkten wie Aminosäuren hydrolysieren. Sie findet breite Anwendung bei der Hydrolyse tierischer und pflanzlicher Proteine zur Herstellung von HAP und HVP für die Produktion hochwertiger Würzmittel und Lebensmittel-Nährstoffanreicherungen. Darüber hinaus kann sie auch zur Enthaarung und Weichmachung von Leder sowie zum Entbasten von Wolle und Seide eingesetzt werden.

Protein structure of neutral protease Abbildung 1. Proteinstruktur der neutralen Protease.

Anwendungsbereich

  • Anwendung bei der Herstellung von hydrolysiertem tierischem und pflanzlichem Proteinpulver (HAP, HVP)

    • Die enzymatische Reaktion der neutralen Protease kann makromolekulare Proteine tierischen und pflanzlichen Ursprungs zu niedermolekularen Peptiden oder Aminosäuren hydrolysieren und dadurch die effiziente Resorption und Verwertung von Proteinen erleichtern. Das Hydrolysat weist einen hohen AN%-Wert, einen hohen Hydrolysegrad sowie ein gutes Aromaprofil auf und wird daher breit eingesetzt. Verwendung zur Herstellung hochwertiger Würzmittel und Lebensmittel-Nährstoffanreicherungen, verschiedener Extrakte tierischen Ursprungs, zur Herstellung funktioneller Knochen- und Fleischextrakte (Ostein), Aquatik-Extrakte, Peptone, Peptide usw. sowie zur Forschung und Entwicklung hochpreisiger funktioneller Lebensmittel.

  • Anwendung in der Backwarenindustrie

    • Die neutrale Protease kann die Proteine des Teigs zu Peptonen, Peptiden und sogar Aminosäuren hydrolysieren, wodurch die Teigstärke reduziert wird. Dies verleiht dem Teig eine gute Plastizität und Dehnbarkeit und ermöglicht die Beibehaltung eines klaren und ansprechenden Druckbildes. Sie verbessert den Glanz des Endprodukts, sorgt für eine klare Schnittfläche von Keksen, eine gleichmäßige Struktur sowie eine lockere und knusprige Textur.

  • Anwendung bei Sojaproteinisolat

    • Sojaproteinisolat kann zu niedermolekularen Peptiden hydrolysiert werden, wodurch die biologische Wirksamkeit von Sojaproteinisolat deutlich verbessert wird und es für den menschlichen Körper leichter verdaulich und resorbierbar ist. Gleichzeitig wird die Löslichkeit verbessert, die Viskosität reduziert und die funktionellen Eigenschaften des Sojaproteinisolats werden optimiert.

Alkalische Protease

Die alkalische Protease, auch als Serinprotease bezeichnet. Es gibt zwei gängige Varianten: die Novo-Protease und die Carsberg-Protease. Eigenschaften und Struktur beider sind ähnlich. Sie enthalten 275 bzw. 274 Aminosäurereste und bestehen aus einer Polypeptidkette. Sie ist im pH-Bereich 6–10 stabil und wird bei pH-Werten unter 6 oder über 11 rasch inaktiviert. Das aktive Zentrum enthält Serin, daher die Bezeichnung Serinprotease. Sie kann nicht nur Peptidbindungen hydrolysieren, sondern besitzt auch die Fähigkeit zur Hydrolyse von Amidbindungen und Esterbindungen sowie zur Umesterung und Transpeptidierung. Produktionsleistung, Enzymaktivität und Stabilität natürlicher Stämme erfüllen häufig nicht die Anforderungen der industriellen Produktion, sodass Stämme selektiert und optimiert werden müssen. Häufig eingesetzte Methoden sind Mutagenese, Gentechnik, Protein-Engineering und Hitzebehandlung von Sporen. Hauptziel ist die Verbesserung der Enzymaktivität, der Stabilität (Temperatur- und Alkalibeständigkeit) sowie der Oxidations- und Chelatbeständigkeit.

Protein structure of alkaline protease Abbildung 2. Proteinstruktur der alkalischen Protease.

Anwendungen

  • Anwendung der alkalischen Protease in funktionellen Lebensmitteln auf Basis von Sojapolypeptiden und Sojaphospholipiden

    • Sojaprotein (Sojaproteinisolat oder Sojaproteinkonzentrat usw.) wird zu Sojapeptiden hydrolysiert, um die Löslichkeit und die funktionellen Eigenschaften des Sojaproteins zu verbessern. Es kann als Protein- und Nährstoffsupplement für Getränke, Milchprodukte sowie für Lebensmittel für ältere Menschen und Säuglinge verwendet werden.

  • Anwendung der alkalischen Protease in der Lederindustrie

    • Alkalische Protease kann zur Herstellung von Enthaarungsmitteln eingesetzt werden. Das gegerbte Leder wird sauber enthaart, mit klarer Narbung, ohne offensichtliche Schädigung sowie mit feinen und glänzenden Poren.

  • Anwendung der alkalischen Protease bei der Gewinnung pharmazeutischer Ausgangsstoffe

    • Alkalische Protease kann zur Extraktion von Heparin und Chondroitinsulfat eingesetzt werden.

Reference

  1. Nakahama K.; et al. Cloning and sequencing of Serratia protease gene. Nucleic Acids Res. 1986, 14 (14): 5843–55.
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