Enzymtechnik

Enzymtechnik ist eine Biotechnologie, bei der Enzyme, insbesondere in der chemischen, pharmazeutischen und Lebensmittelindustrie, als Katalysatoren eingesetzt werden


Prinzip

Ziel der Enzymtechnik ist es, bestimmte Umwandlungsprozesse von Stoffen für die Industrie zu beschleunigen.

Dazu werden die Enzyme im Herstellungsprozess (beispielsweise von Lebensmitteln) zugegeben, um das Zielprodukt möglichst effizient und kostengünstig herzustellen.

Im Zusammenhang der Gentechnik werden Enzyme oftmals auch als Biokatalysatoren bezeichnet.

Da Enzyme substratspezifisch (Schlüssel-Schloss-Prinzip) sind, sind sie quasi Experten im Umbau von ganz bestimmten Stoffen. Das Enzym ist quasi das Schloss und das Substrat der Schlüssel.

Mit der Hilfe von Enzymen als biologische Werkzeuge können beispielsweise Stärke, Fette oder Eiweiße nach Wunsch verändert und umgebaut werden.

Anwendung

Damit Enzyme in der Biotechnologie eingesetzt werden können, macht man sich bestimmte Eigenschaften von Enzymen zu gute:

  • Enzyme sind Katalysatoren
  • Enzyme verbrauchen weniger Energie in Umwandlungsprozesses
  • Enzyme sind Spezialwerkzeuge, um biobasierte Produkte umzubauen, abzubauen oder zu veredeln
  • Enzyme sind substratspezifisch (Schlüssel-Schloss-Prinzip)

In diesem Zusammenhang wird von Aktivierungsenergie gesprochen, also die Energie, die man braucht, um einen Stoff zu einem anderen Stoff zu verändern.


Beispiele

Die Enzymtechnik begegnet uns in einigen, ganz alltäglichen Dingen:

  • In Backwaren - Amylase schafft Zucker für Hefe

  • In Fleischwaren - Enzyme kleben Fleischfasern zusammen (z.B. Fleischwurst)

  • In Getränken - Pektinasen zur Saftgewinnung (Obstzersetzung wird angeregt)

  • In Milchprodukten - Lipase und Lactase

  • In Futtermitteln - Phytase sorgt dafür, dass Tiere Phosphor aus Pflanzen besser aufnehmen können

  • In Waschmitteln - Protease, Amylase, Lipase zersetzen Fette und Stärke (Antifleckenmittel) ; Katalase ist ein Bleichmittel
  • Technische Anwendung - Restriktionsenzyme (CRISP/Cas)

Wusstest du schon?

Früher wurden Enzyme aus tierischem oder pflanzlichem Material extrahiert. Zu den wichtigsten Quellen zählten die Bauchspeicheldrüsen von Schlachttieren oder der Magen von jungen Kälbern.

Mittlerweile gibt es sogar eine ganzen Datenbank für verschiedene Enzyme.

Die Enzym-Datenbank BRENDA ist weltweit die wichtigste Ressource für Biokatalysatoren.

Hier sind Informationen zu circa 77.000 Enzymen, aus mehr als 30.000 verschiedenen Organismen aufgelistet.

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