Enzymatische Reaktionen

• Biokatalysator für chemische Reaktionen

  • Verringern Aktivierungsenergie

  • Bildung eines Enzym-Substrat Komplexes

• Proteine oder vereinzelt auch RNA/DNA

  • Synthese über ribosomale Proteinbiosynthese

• Steuerung wichtiger biochemischer Reaktionen im Organismus

• Katalyse —> Verringerung der Aktivierungsenergie

  • Reakton mit hoher Aktivierungsenergie sind kinetisch gehemmt -> laufen nur bei Zugabe von viel Energie (Wärme) ab

  • Mit Katalysator wird energetisch günstigeres Zwischenprodukt gebildert

    • Aktivierungsenergie kann gesenkt werden

    • Reaktion läuft bei weniger Energie ab

• Enzym-Substrat Komplex

  • Bindung ermöglichst Enzym, Substrate in räumliche Anordnung zu bringen, die für Reaktion günstig ist

Redoxreaktionen

Polyphenoloxidase oder Catecholoxidase

• Verantwortlich für enzymatische Bräunung von LM (Apfel)

• Polyphenole als sekundäre Pflanzenstoffe weit verbreitet —> wichtig dafür

  • Anthocycane, Flavonoide, Procyanidine

  • Ellagsäure (Himbeeren, Erdbeeren, Granatapfel)

• Sauerstoffoxidation -> ohne O2 keine Reaktion

  • oxidative Reaktion, bei der Polyphenole unter Einfluss von Polyphenoloxidase mit O2 reagiern

• Neutraler pH-Wert bevorzugt

  • Deshalb z.b. behandeln mit Zitronensaft, um Bräunung zu verhindern

Redoxreaktionen

Glucoseoxidate

• Glucose wird mit O2 oxidiert

• O2- oder Glucose Entfernung aus Lebensmitteln

Übertragung von funktionellen Gruppen

Transglutaminase

• Vernetzung von Proteinen

  • Verklebung von Fleisch

Bindungsspaltung mit Hilfe von Wasser

Amylase (Glycosidase)

• Cofaktoren: Chlorid- und Calcium Ionen

• Abbau von Polysacchariden (Stärken)

  • Erleichtert Verdauung von KH (Vorverdauung)

  • wichtiges Speichelenzym

• Synthese in Bauchspeicheldrüse oder gentechnisch

• Wichtig für Geschmackserlebnis —> süßlicher Geschmack bei Umwandlung von Stärke in Glucose

• Industriel eingesetzt zur Erhöhung der Süßkraft

Bindungsspaltung mit Hilfe von Wasser

Proteasen/ Peptidasen

• Spalten Proteine bzw. Peptidbindungen

• Unterteilung in Endo- und Exopeptidaten

• Endopeptidasen

  • Spaltung der Bindungen innerhalb eines Proteins (eher spezifisch)

  • Pepsin —> Magen (niedriger pH Wert), Trypsin (leicht basischer pH Wert)

  • Calplain, Cathepepsin —> Proteasen im Fleisch

    • Katalysieren hydolytischen Abbau von Gewebe (Zarteres Fleisch)

    • Wet aging, dry aging

  • Papain (Papaya), Ficin (Feige), Bromelain (Ananas) —> Proteasen in Früchten

    • Veränderung der Textur/ Struktur von LM

      • Zartes Fleisch wenn darauf gegeben

• Exopeptidasen

  • Spaltung am Ende eines Proteins (unspezifisch) z.B. Glutamat)

  • Carboxypeptidase entfernt AS am C-Terminus eines Proteins -> könnte z.B. Glutamat von einem Proteinende ablösen

Bindungsspaltung mit Hilfe von Wasser

Pektinasen/ Pektinmethylesterasen

• in Früchten vorkommende Glycosidasen

• Abbau von Pektin (Schale/ Zellen) bei leicht saurem pH Wert

• Fruchtreifung: Kombination mit Amylase

  • Amylasen erhöhen Süße (Geschmack)

  • Pektinasen erhöhen Weichheit (Textur)

• Verhindern Gelieren von Most

  • bessere Pressbarkeit von Säften, schnellere Saftklärung

Bindungsspaltung mit Hilfe von Wasser

Lipasen

• katalysieren die Hydrolyse von Fetten, was die Spaltung von Fettmolekülen durch Wasser bedeutet

  • Aroma und Angleichung (bauen Fette ab und setzen deren Aromen frei)

Bindungsspaltung mit Hilfe von Wasser

Asparaginase

• Hydrolyse von Asparagin zu Asparaginsäure

• Wichtig um Bildung von Acrylamid zu rezudieren

Bindungsspaltung mit Hilfe von Wasser

Invertase

• Spaltung von Saccharose in Fructose und Glucose

• Süßkraft und Verflüssigung (Invertzucker)

Bindungsspaltung mit Hilfe von Wasser

Lactase

• Aufspaltung von Milchzucker in Glucose und Galactose

• Entfernung von Lactose

Spaltung oder Synthese von komplexen Verbindungen - ohne ATP

z.B. Allinase

• Sulfenatlyase

• Umstzung der Aminosäuren Alliin (Knoblauch) und Isoalliin (Zwiebel)

  • Freisetzung scharfer Duft- und Reizstoffe

  • Alliin in intakten Zellen im Zytoplasma

  • Alliinase in Vakuolen —> deshalb erst beim Aufschneiden aktiviert

  • Zytotoxisches Allicin wird gebildet --> kann Wachstum von Bakterien stoppen

Isomerisierung

Snythese von Verbindungen - mit ATP

Stofftransport

• Problem: Reifung durch Enzyme und Verderben durch MO

  • Niedrige Temperaturen —> viel Zeit

    • verlangsamen enzymatische Reaktionen

  • Vakuumieren hilft Sauerstoff fernzuhalten -> aber anaerobe Bakterien

  • Sous-vide Garen -> lange über niedrige Temperatur

• Pürieren = Enzymboost

  • Pflanzenteile werden beschädigt und Enzyme freigesetzt

• Enzyme vorab deaktivieren?

  • RGT Regel nutzen und Enzyme denaturieren (Eiweiße)

  • Erhitzen (Blanchieren, Dämpfen, Mikrowelle, etc.)

• Gezielte Veränderung von Geschmack und Aroma kann zeitsensibel sein

  • Fleisch wird langsam zersetzt

  • Obst/Gemüse kann Aromen schnell verändern

• Langsame Reaktionen können gut geplant werden

  • einfache und steuerbare Vorbereitung

• schnelle Reaktionen sollten getrennt werden

  • Freisetzung und Reaktionen am besten im Mund (Verkapselung)