Enzyme: Alte Kulturtechniken und moderne Lebensmitteltechnologie

Die industrielle Produktion von Enzymen ist in den vergangenen Jahren immer besser und billiger geworden. Zudem weiß man heute mehr über die biochemischen Prozesse, die in Nahrungsmitteln ablaufen und wie sie zu steuern sind. Das hat die Anwendungsmöglichkeiten für Enzyme im Lebensmittelbereich deutlich erweitert.

Nicht erst, seit sie mit gentechnisch veränderten Mikroorganismen hergestellt werden können, spielen Enzyme in der Lebensmittelverarbeitung eine Rolle. Schon immer haben sich die Menschen der Enzyme und den von ihnen gesteuerten biochemischen Reaktionen bedient - lange Zeit eher intuitiv.

So wird traditionell der Milch ein wenig Kälbermagen zugesetzt, damit sie dick wird und daraus Käse werden kann. Das Verfahren hat sich durch Ausprobieren und Erfahrung entwickelt. Man nutzte die Wirkung eines Enzyms aus den Zellen von Kälbermägen, ohne den Vorgang genau zu verstehen. Säugende Kälber brauchen das Enzym, um die Kuhmilch verwerten zu können. Noch heute wird das für die Käseherstellung benötigte Labferment aus Kälbermagen gewonnen, obwohl inzwischen weitere Herstellungswege hinzugekommen sind.

Bei vielen traditionellen Fermentations- und Gärungsprozessen sind Enzyme am Werk - etwa beim Mälzen der Gerste, beim Brotbacken oder bei der Erzeugung von alkoholischen Getränken.

Saft, Backmischungen, Stärkeverzuckerung: Enzyme sind selbstverständlich

Pektinasen waren die ersten Lebensmittelenzyme, die als eigens dafür hergestelltes Präparat im Herstellungsprozess verwendet wurden. Pektinasen erleichtern und verbessern das Auspressen von Obst und Gemüse, indem sie die Zellwände der Pflanzen schneller aufschließen und dadurch die Saftausbeute erhöhen. Nach dem Auspressen werden noch vorhandene Trübstoffe abgebaut, um etwa klaren Apfelsaft zu produzieren.

Auch in vielen Backmischungen, mit deren Hilfe die Bäcker es heute schaffen, schon morgens früh eine reiche Auswahl Brote und Brötchen anzubieten, sind Enzyme enthalten. Je nach Produkt sorgen sie für optimale Teigeigenschaften, für Krustenstabilität, Volumen und Färbung. Das inzwischen weit verbreitete Aufbacken von vorproduzierten, gefrorenen Teiglingen wäre ohne dafür „maßgeschneiderte“ Enzyme kaum möglich.

Die kommerziell bedeutendste Anwendung von Enzymen im Lebensmittelbereich ist jedoch die Stärkeverzuckerung. Heute sind Rüben- oder Rohrzucker längst nicht mehr die alleinigen Lieferanten für Zucker. Im Prinzip kann das jede stärkehaltige Pflanze übernehmen: Enzyme zerlegen die Stärke in ihre Grundbestandteile - verschiedene Zucker - und fügen sie zu weiteren Zutaten und Zusatzstoffen zusammen.

Mehr Wissen, bessere Enzyme, mehr Anwendungsmöglichkeiten.

In den vergangenen Jahren sind in der Lebensmittelverarbeitung immer mehr neue Anwendungsfelder für Enzyme hinzugekommen.

• Die Herstellung der Enzyme ist - vor allem durch gentechnische Verfahren und erweiterte mikrobiologische Kenntnisse - immer billiger geworden, ihre Reinheit und Qualität immer besser.
• Mit Hilfe neuer molekularbiologischer Verfahren können heute Enzyme gezielt im Hinblick auf einen bestimmten Anwendungszweck „konstruiert“ werden.
• Das Wissen über die während der Verarbeitung oder Zubereitung ablaufenden biochemischen Vorgänge in einem Lebensmittel hat stark zugenommen. Enzyme sind die Werkzeuge, diese Prozesse zu steuern und zu optimieren.

Die Anwendungsmöglichkeiten für Enzyme im Lebensmittelbereich sind daher immer vielfältiger und spezifischer geworden. Enzyme modifizieren Stärke, optimieren Fette und Eiweiße, sie stabilisieren aufgeschlagene Schäume oder Cremes und „verkleben“ unterschiedliche Fleischteile zu Kochschinken. Sie sorgen für die Bissfestigkeit von Cornflakes, die Gefrier-Tau-Stabilität eines Fertigteiges, die gleichmäßige Qualität von Eiswaffeln und verhindern das Kleben von Nudeln nach dem Kochen. Und sie bauen Asparagin, den Vorläufer für das möglicherweise krebserregende Acrylamid, ab. Auf diese Weise lässt sich der Acrylamidgehalt von Knäckebrot und Kartoffelchips um bis zu 90 Prozent reduzieren.

Enzyme konservieren Mayonnaise und Eiprodukte, steuern die Reifung von fermentierten Lebensmitteln und Getränken, sie kitzeln - ob beim Käse oder beim Rotwein - intensivere Aromen heraus. Sie spalten aus Butter- oder Käsearomen Fettsäuren ab oder bilden aus Eiweißen Würze oder Bratengeschmack. Auch an der Gewinnung von färbenden Auszügen aus Früchten, Beeren oder Blattgrün sind Enzyme beteiligt. Sie entfernen biochemisch die Schalen von Obst und helfen bei der Extraktion von Zitrusessenzen.

Mit Hilfe von Enzymen können Stärke, Fette oder Eiweiße so modifiziert werden, dass sie bestimmte technologische Aufgaben im Lebensmittel übernehmen. Solche „funktionellen Komponenten“ ersetzen die bei vielen Konsumenten ungeliebten Zusatzstoffe („E-Nummern“).