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Enzyme, Fermente

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Englisch: Enzyme
Französisch: Enzyme
Spanisch: Enzima
Italienisch: Enzima



Enzyme nannte man früher Fermente. Es handelt sich dabei um Wirkstoffe mit katalysatorischen Eigenschaften, d. h. sie ermöglichen oder beschleunigen Veränderungen in den Zellen von Lebewesen, ohne sich dabei selbst zu verbrauchen. In lebenden Organismen spricht man auch von Biokatalysatoren.

Enzyme bewirken die verschiedensten Abläufe. Sie bauen in Pflanzen Nährstoffe auf, indem sie Einfachzuckermoleküle zu Zweifachzucker und Vielfachzucker aneinander ketten. In Knollen und Rüben wird der Mehrfachzucker dann als Energiereserve gespeichert. Enzyme bestehen aus Eiweiß und einer spezialisierten Wirkgruppe, d. h. für jede Veränderung an den Nährstoffen gibt es ein spezielles Enzym. Damit Enzyme aktiv werden können, sind in der Regel jedoch noch weitere Stoffe, die Coenzyme, notwendig.

Die Enzymaktivität wird von verschiedenen Bedingungen, wie die Umgebungstemperatur, der pH-Wert und die der umgebende Feuchtigkeitsgehalt verstärken oder herabsetzen.
So genannte Enzyminhibitoren können die Aktivität der Enzyme auch vermindern.
Wie schnell enzymkatalysierte chemische Reaktionen verlaufen wird mit der Enzymkinetik, ein Teilgebiet der biophysikalischen Chemie beschrieben.

Auch bei der Veränderung von Lebensmitteln - wie z. B. bei einem angeschnittenen Apfel, der braun wird - sind Enzyme beteiligt. In diesem Fall spricht man von einer enzymatischen Bräunung. Ebenso ist das so genannte Reifen von Schlachtfleisch auf Enzyme zurückzuführen. Im Grunde gibt es bei Stoffwechselvorgängen keinen Bereich, in dem Enzyme nicht von Bedeutung wären. Sie sind nicht nur für den Abbau und für Veränderungen von Lebensmitteln zuständig, sondern auch für den Aufbau von arteigenen Körperstoffen. Beim Menschen gehören die Bildung von Haut und Haaren und von Unterhautfettgewebe dazu.



Enzymspezifität

Enzyme sind wirkungsspezifisch und stoffspezifisch, man spricht auch von der Enzymspezifität d. h. sie sind nur in der Lage, bestimmte Wirkungen an bestimmten Stoffen einzuleiten. Ein Beispiel: Das Enzym Amylase ist bei der Verdauung von Stärke mitverantwortlich. Die Amylase kann den Vielfachzucker in Zweifachzucker spalten, diesen aber nicht in Einfachzucker. Gleichzeitig kann die Amylase auch keine anderen Stoffe wie Fett oder Eiweiße aufspalten; dafür sind andere Enzyme zuständig.



Einteilung der Enzyme

Es sind etwa 1.500 bis 2.000 Enzyme bekannt. Für die Lebensmittelchemie sind jedoch nicht alle Enzyme von Bedeutung. Die Enzyme können grundsätzlich nach ihrer Wirkung in Gruppen eingeteilt werden können.

Enzymgruppen

Enzyme werden in Gruppen unterschieden, die sich nach dem Stoff richten, den sie spalten.

Einteilung nach Josef Loderbauer

Einteilung nach W. Baltes und R. Matissek

 Einteilung der EnzymeBeispiele
Hydrolasen Esterasen Lipasen
Phosphatase
Glycosidasen Amylase
Emulsin
Peptidasen Pepsin
Trypsin
Lyasen C-C-Lyasen Pyuvat-Decarboxylase
C-O-Lyasen Fumarase
C-N-Lyasen  
Transferasen Transphosphatasen ≙ Kinasen Hexokinase
Transacetylasen Cholinacetylase
Transaminasen Alanin-Oxalacetat-Transaminase
Transmethylasen  
Isomerasen Racemasen cis-trans-Isomerasen  
Oxidoreductasen CH-OH-Bindungen Alkoholdehydrogenase
CHO-Bindungen Xanthinoxidase
CH-NH-Bindungen Aminosäureoxidase
Ligasen C-O-Bindungen knüpfend Carboxylasen
C-C-Bindungen knüpfend Peptidsynthetasen
C-N-Bindungen knüpfend  

Namen der Enzyme

Enzyme lassen sich anhand ihrer Namen identifizieren. Die Namen der Enzyme besitzen in der Regel die Endung ase. Vor der ase-Endung wird üblicherweise der internationale Name des Stoffes gestellt, den sie verändern.

StoffnameEnzym-Bezeichnung
Amylose - Stärke Amylase
Hefe Zymase
Laktose - Milchzucker Laktase
Lipide - Fette Lipase
Maltose - Malzzucker Maltase
Proteine - Eiweiße Protease
Saccharose - Rohrzucker und Rübenzucker Saccharase



Enzyme in der Lebensmittelherstellung

Enzyme wurden seit jeher bei der Herstellung von Lebensmitteln, wie beispielsweise bei der Zubereitung von Sauerteig, Käse oder Bier eingesetzt. Früher wurden Enzymen mehr oder weniger unwissentliche eingesetzt. Heute werden Enzyme bei der Lebensmittelherstellung, -verarbeitung, -zubereitung oder -behandlung in der Regel gezielt zugesetzt, um einen bestimmten technologischen Zweck zu erfüllen. So können Enzyme beispielsweise verwendet werden, um die festen Bestandteile von Obst abzubauen. Damit können die Hersteller mehr Saft aus den Früchten auspressen. Enzyme werden zudem bei der Produktion von einigen alkoholhaltigen Getränken für die Umwandlung von Stärke in Zucker eingesetzt.

Enzyme im Käse

Enzyme kommen in jedem Käse vor, der mit Milchsäurebakterien und Edelschimmel hergestellt wurde. In beispielsweise Weichkäse verändern Enzyme fortlaufend den Geschmack und die Konsistenz bis zum Verzehr, so dass Weichkäse je nach Reifegrad und Reifedauer unterschiedlich schmeckt und unterschiedliche Konsistenzen aufweist. Die Enzyme im Käse verändern insbesondere Milcheiweiße, die Zunahme der Reifezeit in für den Menschen leichter verdauliche Eiweißbestandteile zerlegt werden.

Enzyme im Sauerteig

Roggenmehl ist ein wesentlicher Bestandteil von Sauerteig und besitzt sehr viele stärkeabbauende Enzyme, die Amylasen. Die Amylasen bauen Stärke ab. Würden die Amylasen ungehindert die Stärke des Roggenmehls anbauen können, hätte der Teig zu wenig Stärke, um beim Backen verkleistern zu können. Durch Zugabe von Salz und die Bildung von Säure im Sauerteig wird die Enzymaktivität der Amylase verringert, so dass fast die gesamte Stärke erhalten bleibt. Die Verkleisterung im Ofen kann dadurch ausreichend Gase zur Lockerung festhalten.

Enzyme beim Bierbrauen

Zu Beginn des Brauprozesses beim Bierbrauen wird Malzschrot mit Wasser zur so genannten Maische vermischt und danach auf verschiedenen Temperaturstufen erhitzt. Dabei wandeln die in den Malzkörnern enthalten Enzyme wasserunlösliche Stärke des Getreides in löslichen Malzzucker um. Die Enzyme sorgen so während dieser Phase des Brauprozesses dafür, dass wichtige Stoffe wie Zucker, Dextrine, Mineralstoffe und bestimmte Eiweiße des Malzes in die Maische übergehen. Die Enzyme werden beim so genannten Würzekochen deaktiviert.



Gesundheitliche Risiken

Da Enzyme natürlicherweise in Zutaten vorkommen, die bei der Lebensmittelherstellung verwendet werden, werden sie als ungiftig und unbedenklich eingestuft. Jedoch können Enzyme mit Hilfe von genetisch veränderte Mikroorganismen hergestellt werden und damit einhergehend können komplexere Enzyme als in der Vergangenheit bei der Lebensmittelherstellung verwendet werden. Darüber hinaus können Enzyme aus tierischen Produkten hergestellt worden sein. Dies ist für vegetarisch insbesondere aber für vegan lebende Menschen wichtig zu wissen. Die Herkunft von der für die Lebensmittelherstellung eingesetzten Enzyme unterliegt allerdings keiner Deklarationspflicht.



Zusammenfassung und Kurzinfos









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