Pektatlyase

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Pektinlyase (PL) ist eine Form der Pektinase, die die Eliminierung und Spaltung der Pektin-Molekülkette katalysiert, und ist in der Lebensmittelverarbeitung von großer Bedeutung, um die Ausbeute an Fruchtsaft zu erhöhen. Pektinlyase (Trans-Eliminierungsenzym) ist eine Pektinase, die Pektinpolymere durch Trans-Eliminierung spaltet. Die Lyase spaltet die glykosidische Bindung an der C-4-Position und eliminiert gleichzeitig ein H-Atom von C-5. Dadurch entsteht ein ungesättigtes Reaktionsprodukt.

Physikochemische und biologische Eigenschaften

Das Molekulargewicht der meisten Lyasen liegt zwischen 30 und 40 kDa, die optimale Temperatur zwischen 40 und 50 °C, der optimale pH-Wert zwischen 7,5 und 10,0 und der isoelektrische Punkt zwischen 7,0 und 11,0. Zwei von Aureobasidium pullulans LV-10 produzierte PMGLs, L1 und L2, weisen eine optimale Temperatur von 40 °C und einen optimalen pH-Wert von 5,0 bzw. 7,5 auf. Nach dem Bericht von Singh et al. zeigt eine hitzeresistente Exopolygalacturonase aus Bacillus sp. die höchste Enzymaktivität bei einem pH-Wert von 11,0 und einer Temperatur von 69 °C. Dieses Enzym erfordert die Beteiligung von Ca²⁺. Berichten zufolge muss die Wirkung von PGLs die Beteiligung von Ca²⁺ einschließen; daher sind Chelatbildner wie EDTA deren Inhibitoren. Die Wirkung von PMGLs erfordert hingegen keine Beteiligung von Kationen, jedoch kann die Anwesenheit von Ca²⁺ oder anderen Kationen die Reaktion fördern. Die endo-Polymethylgalacturonsäure-Lyase ist das einzige Enzym, das die α-1,4-glykosidische Bindung in hochverestertem Pektin ohne Vorbehandlung durch andere Enzyme spalten kann.

Herkunft

Polygalacturonsäure-Lyasen (PGLs) können von einer Vielzahl von Bakterien und einigen pathogenen Pilzen produziert werden. Endo-Galacturonsäure-Lyasen sind häufiger als Exo-Galacturonsäure-Lyasen. PGLs können aus Bakterien und Pilzen in verrottenden Lebensmitteln isoliert werden. Berichten zufolge kann dieses Enzym aus Stämmen wie Colletotrichum lindemutmionum und Bacteroides thetaiotaomicrom isoliert werden. Im Gegensatz dazu sind Produkte der Polymethylgalacturonsäure-Lyase (PMGLs) nur selten beschrieben. Nur wenige Berichte weisen darauf hin, dass sich solche Enzyme aus Stämmen wie Aspergillus japonicus und Penicillium paxilli isolieren lassen.

Anwendungen

• Saftgewinnung

Die wichtigste industrielle Anwendung von Pektinasen ist die Gewinnung und Klärung von Fruchtsaft. Befinden sich Pektinsubstanzen im Saft, steigt die Viskosität und der Saft wird trüb. In der industriellen Produktion wird zur Saftklärung eine Mischung aus Pektinase und Amylase eingesetzt, wodurch sich die Filtrationszeit um 50 % verkürzen lässt.

• Weinherstellung

Mit der Verbesserung des Lebensstandards steigt auch der Konsum von Fruchtwein. Die Rolle von Pektinasen in der Fruchtweinproduktion wird in der Branche zunehmend anerkannt. Die Zugabe von Pektinase bei der Herstellung von Fruchtwein kann die Farbe der Produkte verbessern und zu einer besseren sensorischen Qualität beitragen; sie kann Fruchtwein klären und das Produkt stabiler machen; sie kann das Aroma von Fruchtwein verstärken und den Geschmack voller wirken lassen.

• Anwendungen in anderen Industrien

In den letzten Jahren wurden in der Textilindustrie Pektinasen mit Amylase, Lipase, Cellulase und Hemicellulase kombiniert, um Baumwolle zu entschlichten bzw. zu entgummen. Dieses Verfahren ersetzt die frühere Methode mit toxischer und korrosiver Natronlauge. Es ist sicherer und ökologisch vorteilhafter.

In der Futtermittelproduktion enthalten pflanzliche Rohstoffe Pektin, das als antinutritiver Faktor die Verwertungsrate des Futters beeinträchtigt. Die Zugabe von Pektinase zum Futter kann Pektin wirksam abbauen und die Nährstoffaufnahme fördern, wodurch die Futterverwertung verbessert wird.