Aus dem Archiv: KIN-Mitteilungen Nr. 85 aus dem Juni 1975 zum Thema:
Enzyme und ihre Bedeutung für die Hitzekonservierung
Enzyme spielen eine zentrale Rolle in vielen biologischen Prozessen und haben auch eine wichtige Bedeutung in der Lebensmitteltechnologie, insbesondere bei der Hitzekonservierung. Es macht Sinn, Enzyme einer detaillierten Betrachtung sowie ihrer Bedeutung und Mechanismen zu unterziehen.
Enzyme und ihre Eigenschaften
Enzyme sind Proteine, die biochemische Reaktionen katalysieren. Sie sind spezifisch für ihre Substrate und können die Geschwindigkeit von Reaktionen erheblich erhöhen, ohne dabei selbst verbraucht zu werden.
Enzyme sind hochspezifisch und wirken in der Regel nur auf ein bestimmtes Substrat oder eine bestimmte Gruppe von Substraten. Was aber nicht heißt, dass wir nur ein Enzym pro Lebensmittel haben, welche wir in der Inaktivierung betrachten dürfen. Enzyme haben optimale Temperatur- und pH-Bereiche, in denen sie am effizientesten arbeiten und können durch Hitze, extreme pH-Werte oder Chemikalien denaturiert werden, was ihre Aktivität zerstört.
Hitzekonservierung und Enzyme
Hitzekonservierung ist eine Methode zur Verlängerung der Haltbarkeit von Lebensmitteln durch Anwendung von Wärme, um Mikroorganismen abzutöten und enzymatische Aktivitäten zu inaktivieren.
Dabei ist die Hauptfunktion der Hitzekonservierung pathogene und verderbniserregende Mikroorganismen abzutöten sowie Enzyme in Lebensmitteln zu inaktivieren, da sie sonst den Verderb beschleunigen können, selbst wenn keine lebenden Mikroorganismen mehr vorhanden sind.
Bedeutung der Enzym-Inaktivierung
Enzyme wie Polyphenoloxidase, Lipoxygenase, Katalase und Amylasen können in Lebensmitteln Oxidation, Ranzigkeit und Abbau von Texturen und Nährstoffen verursachen. Durch Hitzekonservierung werden diese Enzyme inaktiviert, was die Haltbarkeit und Qualität der Lebensmittel verbessert.
In Fleisch und Fisch zum Beispiel können proteolytische Enzyme zur Autolyse führen, die die Textur und den Geschmack des Produkts negativ beeinflusst. Durch Hitzebehandlung werden diese Enzyme inaktiviert, wodurch die strukturelle Integrität erhalten bleibt.
Mechanismen der Enzym-Inaktivierung durch Hitze
Durch Erwärmung ändern Enzyme ihre dreidimensionale Struktur, was zu einem Verlust ihrer katalytischen Aktivität führt. Proteine können sich dabei irreversibel zusammenlagern, was ebenfalls zur Inaktivierung der enzymatischen Aktivität führt. Einige der Biokatalysatoren benötigen Cofaktoren für ihre Aktivität. Hitze kann diese Cofaktoren zerstören oder von den Enzymen trennen, wodurch die Enzyme inaktiv werden.
Praktische Anwendungen
Ein gängiges Beispiel der Hitzekonservierung, bei dem Lebensmittel für kurze Zeit auf moderate Temperaturen erhitzt werden, um pathogene Mikroorganismen und Enzyme zu inaktivieren, ist die Pasteurisierung. Dies wird häufig bei Milch, Säften und anderen Flüssigkeiten angewendet. Aber auch bei Sauerkonserven, also ph-Wert beeinflussten Lebensmitteln.
Mit der Sterilisation werden Lebensmittel bei höheren Temperaturen über längere Zeiträume erhitzt, um alle Mikroorganismen und Enzyme zu zerstören. Dies wird bei Konserven und sterilen Produkten angewendet.
Fazit
Die Inaktivierung von Enzymen ist ein wesentlicher Bestandteil der Hitzekonservierung, da sie den Verderb von Lebensmitteln durch enzymatische Reaktionen verhindert und somit die Haltbarkeit und Qualität verbessert. Durch die gezielte Anwendung von Hitze können Lebensmittel sicher und länger haltbar gemacht werden, was sowohl für die Lebensmittelindustrie als auch für die Verbraucher von großer Bedeutung ist.
Lesen hierzu die weiterführenden Erkenntnisse aus den KIN-Mitteilungen Nr. 85 aus dem Juni 1975.
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