Polygalacturonase - Pektinasen - Abbau von Pektin
1,4- D-Galcaturonan-Glycanohydrolase (EC 3.2.1.15)
Pektin
Pektine kommen ubiquitär in pflanzlichen Zellwänden auf. Sie sind hier vorwiegend in der Mittellamelle und in der Primärzellwand vertreten. Sie haben eine entscheidende Rolle im Strukturaufbau und tragen zur Festigkeit und Stabilität des Zellverbandes bei. Pektine stellen eine komplexe Klasse von Polysacchariden dar. Ihr lineares „Rückgrat“ wird von ꭤ-D-Galacturonsäure gebildet, durch ꭤ-1,4-glycosidische Bindungen verknüpft sind. Das Galacturonsäure-Rückgrat wird periodische durch 1,2-Bindungen mit α-L-Rhamnose unterbrochen, es entsteht ein Knick in der Kette. Die Rhamnose kann (trägt) Seitenketten aus Arabinose, Galactose oder Xylose tragen.
Enzymatischer Abbau von Pektin
Der Enzymname „Pektinase(n)“ ist ein Sammelbegriff für eine Reihe von Enzymen, die das komplexe Polysaccharid Pektin abbauen oder modifizieren. Hierzu gehören:
1 Polygalacturonase (Endo-Polygalacaturonase): Hydrolyse von ꭤ-(1,4)-glycosidischen Bindungen. Das Enzym hydrolysiert Pektin
zunächst in größere Bruchstücke und anschließend bis Oligogalacturonsäuren (Okata- und Tetra-Galacturonsäure).
2 Exo-Polygalacturonase hydrolytische Freisetzung von Galacturonsäure (-methylester) von nicht reduzierenden Kettenende.
3 Pektinlyase (Endoenzym): Spaltung durch ß-Elimination (C4 – C5). Bildung von ungesättigten Di- und Trigalacturonsäuren.
4 Pektatlyase (Exoenyzm)
Beide Enzyme spalten bevorzugt in Nachbarschaft der Methylestergalacturonsäure.
5 Pektinesterase (Pektinmethyesterase) Hydrolyse der Methylesterbindung und Freisetzung von Methanol und Pektin. Die Intaktheit
der Polygalacturonsäure-Kette wird hierbei nicht berührt.
Durch die Enzymwirkung wird der komplexe Pektinverband hauptsächlich der Mittellamelle aufgelöst und der pflanzliche Zellverband weitgehend aufgelöst.
Anwendungen von Pektinasen in der Lebensmittelwirtschaft
Anwendungen von Polygalacturonasen, Pektinlyase, Pektinesterasen
● Getränkewirtschaft auch Obst- und Gemüsebasis: Saftausbeutenerhöhung, Erniedrigung der Viskosität, leichtere Klärung von
Säften, …..
● Maischen für Obstbrände
● Extraktion von Aromastoffen (z.B. Zitronenschalen)
● Steinobst: Erleichterte und bessere Trennung von Fruchtfleisch und Kern
● Teefermentation
● Ölgewinnung (Olivenöl):“Entschleimung“ erleichterte Separierung des Öls
EU-Kommission und EFSA-Bewertung
Für Enzyme zum Abbau von Pektin liegen bei der Kommission 14 Anträge auf Eintragung in die Unionsliste vor. Diese werden nun von der EFSA auf ihre Sicherheit bewertet.
► EU Commission (2016): Food enzyme applications submitted to the Commission within the legal deadline (from 11 September
2011 to 11 March 2015)
► EU Commission (2020): Register of food enzymes to be considered for inclusion the union list