Enzyme
- 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: |
|
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 |
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Amylose (Stärke) | Amylasen |
Laktose (Milchzucker) | Laktasen |
Maltose (Malzzucker) | Maltasen |
Saccharose (Rübenzucker) | Saccharasen |
Protein | Proteasen |
Lipid | Lipasen |