Enzyme

» Bau und Wirkungsweise
» küchentechnische Nutzung

  • Reglerstoffe
  • fügen andere Stoffe zusammen oder spalten sie in ihre Bausteine

unerwünschte biologische Reaktionen

  • Eiweißverderb durch Überabbau von Eiweiß zu Ammoniak und Schwefelwasserstoff
  • Abbau von Vitaminen in Blattgemüse bei der Lagerung und Überreife bzw. Faulen von Obst
  • Verderb durch Mikroorganismen (ihre Enzyme bauen Stoffe in Lebensmitteln ab und können Giftstoffe bilden)

erwünschte biologische Reaktionen

  • Fleischeigene Enzyme bewirken bei der Fleischreifung das Mürbewerden und die Aromabildung
  • Reifung von Obst: Beeinflussung von Bekömmlichkeit, Konsistenz, Farbe, Aroma und Geschmack.
  • alkoholische Gärung und Milchsäuregärung werden von Enzymen verursacht, die aus Mikroorganismen stammen => Herstellung von Brot, Bier, Käse, Spirituosen, Sauerkraut
  • Enzyme, die der Körper selber bildet, sind bei der Verdauung wirksam (z.B. in der Bauchspeicheldrüse)
  • Mitwirken beim Aufbau von körpereigenen Substanzen aus den zugeführten Stoffen (z.B. in der Leber)

Bau und Wirkungsweise

  • Hauptbestandteil: globuläres Eiweißmolekül => Enzyme können durch Hitze und konzentrierte Säure- und Salzsäurelösungen denaturiert werden => sind dann unwirksam
  • Enzyme, die über die Nahrung aufgenommen werden, werden durch die Magensäure denaturiert => können nicht mehr wirken
  • sind substratspezifisch
  • Protein-Enzyme: bestehen nur aus Eiweiß mit einem aktiven Zentrum => hier finden Auf- und Abbaureaktionen mit dem Substrat (der Stoff, der umgewandelt wird) statt.
  • Proteid-Enzyme: bestehen aus Eiweiß und einem Coenzym mit einer Reaktionsstelle
  • Enzyme sind Biokatalysatoren => sie werden beim Ablauf der Reaktionen nicht verbraucht oder verändert

Substratspezifität

Substrat = Stoff, der vom Enzym umgesetzt wird.
während der Auf- oder Abbauphase entsteht kurzzeitig ein Enzym-Substrat-Komplex => jedes Enzym kann nur ein bestimmtes Substrat oder eine Substratgruppe an sich binden

Wirkungsspezifität

ein bestimmtes Enzym kann nur eine bestimmte Veränderung bewirken => entweder Aufbau oder Abbau

Benennung der Enzyme

nach dem Substrat benannt, mit dem sie sich verbinden:

z.B. Amylase (Substrat: Stärke/Amylose)
  Lipase (Substrat: Fett)
  Protease (Substrat: Protein)

Beeinflussung der Enzymaktivität

durch Temperatur:
  • zu hoch => Denaturierung (Körpertemperatur ist ideal)
  • zu niedrig => hemmt sie nur, zerstört sie aber nicht
  • (beim Auftauen: genügend Zellwasser => Verstärkte Aktivität)
der aw-Wert: Eiweißteil der Enzyme kann nur bei genügend freiem Wasser ausreichend quellen, sinkt der Wert, so wird die Enzymaktivität beeinträchtigt => in trockenen Lebensmitteln können die meisten Enzyme keine Reaktion auslösen (Ausnahme: Lipasen, die Eipulver, Schokolade und Kartoffelchips ranzig machen)
pH-Wert: bevorzugter Bereich der Enzyme liegt bei 4 – 6,8; also im leicht sauren Bereich

Küchentechnische Nutzung

Trockenhefe: besteht aus wirksamen Hefeenzymen => ersetzen bei der Herstellung von Hefeteigen lebende Hefezellen
Proteasen: Fleischreifung => sie spalten Eiweißstroffe in kleine Bruchstücke (Peptide, Aminosäuren)
Papain: Enzym, das auch in der Papaya-Frucht vorkommt => mürbe machen von Fleisch

 

Substrat Abbau durch welches Enzym
Amylose (Stärke) Amylasen
Laktose (Milchzucker) Laktasen
Maltose (Malzzucker) Maltasen
Saccharose (Rübenzucker) Saccharasen
Protein Proteasen
Lipid Lipasen
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