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FFE 594/03/SME 72
Glykosidase Inhibitoren in der Agro- und Lebensmitteltechnologie
Die Nährstoffgehalte von Lebensmitteln und von Tierfutter lassen sich mit Hilfe neuester Erkenntnisse über enzymatisch verursachte Veränderungen komplexer Kohlenhydrate verbessern. Dies ist das Ziel einer Gruppe europäischer Wissenschafter, die Arbeiten über hydrolytische Reaktionen glykosidischer Bindungen und deren Hemmung durchführen. Die Gruppe erwartet, dass ihre Ergebnisse zur Verbesserung von Verfahrenstechniken und der Qualität vieler Produkte beitragen können. Der enzymatische Abbau von komplexen Kohlenhydraten, die alpha- oder betaglykosidische Bindungen enthalten, spielt für die Nahrung sowie in einigen technologischen Prozessen eine große Rolle. Die verantwortlichen Enzyme werden Glykosidasen (Enzymkategorie 3,2,1) genannt und schließen Amylasen, Pektinasen und Xylanasen mit ein. Zum einen sind sie natürlicherweise in vielen Lebensmitteln wie z. b. in Getreide enthalten, zum anderen werden die entsprechenden Enzyme mikrobieller Herkunft hergestellt und in vielen Verarbeitungsprozessen eingesetzt, zum Beispiel zur Verbesserung der Haltbarkeit von Bäckereiprodukten, Klärung von Bier, Herstellung von Glukose, Fruchtzucker oder Dextrinen, zur Hydrolyse von Laktose, Modifizierung von Nahrungsmittelpektinen oder zur Verbesserung von Prozessen. Amylasen (zur Spaltung alpha-glysosidischer Bindungen) werden auch im Verdauungssystem zur Spaltung von Stärke produziert.
Viele pflanzliche Nahrungsmittel enthalten jedoch auch endogene Inhibitoren, die die Aktivität von Glykosidasen herabsetzen, wie z. B Proteine, Peptide, Komplexbildner und phenolische Verbindungen. Diese pflanzlichen Enzyminhibitoren auf Proteinbasis stehen im Mittelpunkt dieses EU-Projektes, das zum Ziel hat, die Hemmungsreaktionen aufzuklären und deren Biodiversität und Ausprägung in den Pflanzen zu bestimmen. Die Ergebnisse sollen zur Optimierung industrieller Prozesse beitragen, bei denen modifizierte Enzyme eingesetzt werden sollen, die nicht durch die natürlichen Inhibitoren beeinflusst werden. Des Weiteren sollen die Ergebnisse eine sorgfältige Auswahl der Rohstoffe und Reaktionsbedingungen sowie die zukünftige Entwicklung von neuen genetischen Varietäten mit geringem Hemmpotential ermöglichen. Dies sind alles neue und sehr vielversprechende Konzepte für den Nahrungsmittelsektor.
Die Projektteilnehmer haben bislang einige Inhibitoren von Amylasen, Xylanasen, Polygalakturonasen und Pektinmethylesterasen aufgereinigt und produziert. Es wurden neuartige Inhibitoren und Zielenzyme isoliert, mittels Röntgenstrukturanalyse zwei der neuartigen Xylanasesinhibitoren aufgeklärt und Planzengene identifiziert, die für die Enzym- und Inhibitorproduktion verantwortlich sind. Zudem wurde die Hemmreaktion untersucht und mit Hilfe von Mikroorganismen einige modifzierte gegen Pflanzeninhibitoren unempfindliche Xylanasen hergestellt. Küken, die mit Weizen gefüttert wurden, der gegen diese Inhibitoren resistente Xylanasen enthielt, haben das Futter besser verwertet. Im Hinblick auf die direkte Messung des Effektes von Xylanasen und deren Inhibitorwirkung laufen Backversuche, mit rekonstituiertem Mehl. Schließlich wird im Rahmen des Projektes auch der Einfluss von Glykosidasen und deren Inhibitoren auf die Resistenz von Pflanzen gegen Mikrobenbefall untersucht.
Projektnr.: QLK1-2000-00811
(GEMINI) http://www.ifrn.bbsrc.ac.uk/gemini/
Projektkoordinator: Dr Nathalie Juge
Institute of Food Research
Norwich Research Park
Colney, Norwich, Norfolk NR4 7UA, UK
Tel: +44 (0)1603 255068; Fax: +44 (0)1603 255038
E-mail: nathalie.juge@bbsrc.ac.uk
Österreichischer FFE-4 Netzwerkleiter:
O. Univ. Prof. Dr. Werner
Pfannhauser
Institut für Lebensmittelchemie und -technologie
TU Graz
Petersgasse 12/2
A-8010 Graz
Tel.: 0316/873 6471
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Internetz: http://www.pfannhauser.at