29.08.2004, 09:00
Enzyme können Lebensmittel positiv und negativ beeinflussen. So tragen sie unter anderem zum Verderb von tiefgefrorenem Fleisch oder Gemüse, zum Ranzigwerden von Fetten und nicht raffinierten Ölen durch Oxydation sowie zur Zerstörung von Vitaminen bei. Andererseits werden sie bei der Herstellung von Käse, Wein und Salami benötigt, weiters beeinflussen sie das Nachreifen von Obst oder das Mürbewerden von Fleisch. [1]
"Es ist davon auszugehen, dass alle Enzyme, die in der Lebensmittelherstellung eingesetzt werden, in wenigen Jahren mit Hilfe gentechnisch veränderter Mikroorganismen hergestellt werden. Gründe hierfür sind die höhere Reinheit und die höhere Ausbeute der gewonnenen Enzyme, die Kostensenkung in der Produktion und die Ressourcenschonung." (Novenzymes, ehemals Novo Nordisk, mit 50% Weltmarktanteil der größte Enzymhersteller)
Amylasen
Amylasen werden seit längerem biotechnisch mit verschiedenen Pilz- und Bakterienkulturen hergestellt. Bakterielle Amylasen sind in der Regel temperaturstabiler als die von Pilzkulturen.
Bakterielle Amylasen werden inzwischen überwiegend mit gentechnisch veränderten Mikroorganismen gewonnen (verschiedene Bacillus-Arten).
Bei der Herstellung mit Pilzkulturen werden in der Regel Kulturen (Aspergillus-Stämme) eingesetzt, die nicht als gentechnisch verändert anzusehen sind.
In der Lebensmittelherstellung kommen Amylasen vor allem dort zum Einsatz, wo stärkehaltige Rohstoffe verwendet werden.
Amylasen bauen Mais- oder Kartoffelstärke in mehreren Schritten zu zuckerhaltigen Sirupen ab (Glukosesirup, Fruktosesirup). Diese finden eine breite Verwendung in etwa Süßwaren, Backwaren, Speiseeis oder Tomatenketchup.
Amylasen sind vielfach in Backmischungen enthalten.
Viele Spirituosen werden aus Stärke (Getreide, Kartoffeln) gewonnen. Diese muss erst von den Amylasen in Zuckereinheiten aufgespaltet werden, damit sie zu Alkohol vergoren werden können.
Fruchtsaft: Amylasen bauen stärkehaltige Trübstoffe ab
Beim traditionellen Mälzen bauen die gersteeigenen Amylasen die Stärke ab. Um diesen Vorgang zu optimieren, werden neben anderen isolierten Enzymen auch Amylasen zugesetzt. Diese im Ausland verbreitete Praxis ist in Deutschland nicht zulässig, da sie gegen das gesetzlich vorgeschriebene Reinheitsgebot verstößt.
Galactosidase
Alpha-Galactosidase wird in der Regel mit gentechnisch veränderten Mikroorganismen hergestellt. Als Produktionsorganismen werden Schimmelpilzkulturen (Aspergillen) und Hefe (Saccharomyces) eingesetzt. Vereinzelt kann das Enzym auch bei Diät-Lebensmitteln zum Einsatz kommen.
Glukose-Isomerase
Glukose-Isomerase wandelt Traubenzucker (Glukose) in Fruchtzucker (Fruktose) um.
Im ersten Schritt dieses Prozesses wird die pflanzliche Stärke (meist aus Mais) "verflüssigt" und in die Zuckerbausteine Glukose und Fruktose zerlegt. Dabei werden vor allem Amylasen und andere stärkespaltende Enzyme verwendet.
Im zweiten Schritt wandelt Glukose-Isomerase einen Teil der Glukose in Fruktose um. Da Fruktose süßer als Glukose ist, steigt dadurch die Süßkraft des sirupartigen Glukose-/Fruktosegemisches (Glukosesirup) und erreicht fast die des Zuckers.
Sirupe mit hohem Fruktosegehalt werden auch als Fruktosesirup, Isoglukose oder als High Fruktose Corn Sirup (HFCS) bezeichnet. Vor allem bei Limonade- und Colagetränken hat dieser in den USA den traditionellen Rohr- oder Rübenzucker weitgehend verdrängt.
Glucose-Isomerase wird durch Fermentation mit Mikroorganismen gewonnen. Es werden verschiedene Bakterien-Stämme eingesetzt.
Kennzeichnung
Die bei der Herstellung von Lebensmitteln eingesetzten Enzyme werden in der Regel nicht auf der Zutatenliste deklariert. Eine Kennzeichnung, die auf gentechnisch veränderte Mikroorganismen bei der Enzym-Produktion hinweist, ist weder für die Enzyme selbst, noch für die mit ihrer Hilfe modifizierten Lebensmittel vorgeschrieben.
Enzymzusätze in Futtermitteln sind grundsätzlich kennzeichnungspflichtig, wenn sie mit gentechnisch veränderten Mikroorganismen hergestellt wurden. Ob diese Kennzeichnung tatsächlich praktiziert wird, bleibt abzuwarten. [2]
Den Durchbruch schaffte erst die Gentechnologie. Das Gen für Chymosin wurde aus den Schleimhautzellen eines Kalbs isoliert und in das Erbgut eines Mikroorganismus (Bakterium, Schimmelpilz oder Hefe) eingebracht. Dieser produziert infolge des neu eingeführten Gens nun Chymosin, den Hauptwirkstoff des Labferments zur Käseherstellung.
Die wichtigsten Enzyme beim Backen sind die Amylasen. Sie spalten die im Mehl enthaltene pflanzliche Stärke in ihre Grundbausteine - die Glukose. Diese wird dann durch die Bäckerhefe (Saccharomyces cerevisiae) in Alkohol und Kohlendioxid umgewandelt, wodurch der Brotteig aufgeht.
Ein schon klassisches Anwendungsfeld für Enzyme ist die Fruchtsaftgewinnung. Seit Jahrzehnten werden hier bereits Pektinasen eingesetzt, welche die Pektine, Stützsubstanzen in den pflanzlichen Zellwänden, abbauen und damit die Saftausbeute deutlich erhöhen. [3]
(guter Link mit Hintergrundinformationen zur Enzymherstellung)
Babynahrung
Die Ernährung von Frühgeburten: Bisher wurde der Nahrungsbedarf der Früchten von den traditionellen Präparaten nicht gänzlich gedeckt. Palmitinsäure ist die in der Muttermilch überwiegend vorhandene Fettsäure und liegt meist in einer Form vor, die eine gute Aufnahme durch das Baby ermöglicht. Die traditionellen Präparate hingegen enthielten eine Palmitinsäureform, die vom Baby nicht aufgenommen werden konnte und darüber hinaus Kalziumverluste bei der Knochenbildung hervorrief. Jetzt kann die Alphalipase, ein durch genmodifizierte Aspergillus-Schimmelpilze produziertes Enzym, zur Herstellung der natürlichen Form der Palmitinsäure in den Milchpräparaten für Frühgeburten verwendet werden. [4]
Cornflakes, Säfte, Süßigkeiten und viele andere konventionelle Lebensmittel werben mit einem gesunden Image: „Enthält alle wichtigen Vitamine!“, so lautet die Botschaft. Doch der Vitamin-Cocktail stammt nicht aus der Natur, sondern aus dem Labor. Es sind synthetische Vitamine, die zugesetzt werden. Der Natur nachgebaut mit Hilfe verschiedener chemischer Reaktionen. Allerdings ist diese Art der Herstellung in vielen Fällen aufwändig und teuer. Immer öfter werden Vitamine deshalb mit Hilfe der Gentechnologie hergestellt.
Es gibt viele Mikroorganismen, wie Schimmelpilze oder Bakterien, die in ihrem Stoffwechsel Vitamine herstellen. Sie tun dies allerdings nur für ihren eigenen Bedarf und der ist nicht sehr groß. Um größere Mengen des gewünschten Vitamins zu erhalten, gibt es für die Hersteller zwei Möglichkeiten: Bei der klassischen Methode werden durch UV-Strahlen Änderungen im Erbgut der Mikroorganismen herbeigeführt, in der Hoffnung, dass eine davon zu einer höheren Produktion führt. Inzwischen wird diese Zufallsmethode mehr und mehr von gezielten Genmanipulationen abgelöst. Dabei wird das Erbgut so verändert, dass der Mikroorganismus verstärkt die gewünschte Substanz als Stoffwechselprodukt herstellt.
Auf gentechnische Art und Weise werden derzeit vor allem Vitamin B12 und in zunehmendem Maße auch das Vitamin B2 hergestellt. Für die Produktion von Vitamin C und Beta-Carotin existieren nach Angaben der Internet-Datenbank Transgen ebenfalls entsprechende Verfahren, allerdings ist wenig über deren kommerzielle Nutzung bekannt. Transgen geht davon aus, dass Vitamin C in den USA und Japan auch mit Hilfe gentechnischer Verfahren produziert wird. Der Trend geht rasant in Richtung Gentechnik. Die BASF, einer der größten Vitamin-Hersteller schreibt in einer Selbstdarstellung: „In zehn bis fünfzehn Jahren werden voraussichtlich fast alle Vitamine fermentativ, gentechnisch oder pflanzenbiotechnisch herstellbar sein.“
Enzyme werden sowohl von gentechnisch veränderten als auch von herkömmlich optimierten Mikroorganismen produziert. Diese Zweigleisigkeit trifft auch auf viele andere der in der Lebensmittelindustrie eingesetzten Enzyme zu. Noch. Denn bereits jetzt beträgt nach Aussagen des großen dänischen Enzymherstellers Novo Nordisk der Marktanteil der Gentech-Enzyme 80 Prozent. [5]
Ziel der Fermentation ist die Umsetzung biologischer Materialien durch Mikroorganismen oder Enzyme im Sinne einer Produktverbesserung, z.B.:
- die alkoholische Gärung bei der Herstellung von Bier und Wein (Hefe)
- Sauerkraut- und Quarkherstellung (Milchsäurebakterien)
- Fermentation zum Schwarzem Tee (Enzyme)
- Herstellung von Edelschimmelkäse (Schimmelpilze)
- Essigsäureherstellung (Essigsäurebakterien -Acetobacter subsp.)
- Herstellung von Antibiotika (z.B. Penicillium notatum, P. chrysogenum )
- Zitronensäureherstellung aus Melasse (Aspergillus niger)
- Lockerung von Brotteig (Hefe, Milchsäurebakterien) [6]
Wenn Bier gebraut wird, werden Hopfen und Malz mit Hilfe von Hefepilzen vergoren. Kohlenhydrate werden in Alkohol umgewandelt. Bei dieser Gärung wird gleichzeitig das typische Bieraroma gebildet. Mit Hilfe gentechnischer Methoden möchte man nun die Brauhefe dazubringen schneller zu gären. Dies verkürzt die Reifezeit und erhöht die Brauleistung. Kosten und Zeit werden gespart. Weiters sollen spezielle Brauhefen so verändert werden, daß sie keinen Alkohol mehr produzieren. So kann billig alkoholfreies Bier hergestellt werden. Dies ist inzwischen auch gelungen. Allerdings fehlt in den meisten Fällen das spezielle Bieraroma. (soviel also zum Thema Reinheitsgebot)
Neue Proteine (z.B. durch Anreicherung mitfehlenden Aminosäuren) können Allergien verursachen. Eine veränderte Ölzusammensetzung kann andere Stoffwechselprozesse mitverändern und zu einer schlechteren Verträglichkeit der Pflanze führen.
Eine ausgewogene Ernährung ist für denVitaminbedarf vollkommen ausreichend. Der Zusatz einzelner Vitamine zu bestimmten Nahrungsmitteln (z.B. Milch) kann zu einer Überdosis führen, die bei einigen Vitaminen (z.B. Vitamin A) schädlich ist.
Antibiotika-Resistenzgene könnten auf Darmbakterien übertragen werden und in Folge zu Problemen bei der Behandlung von Krankheiten führen. [7]
"Es ist davon auszugehen, dass alle Enzyme, die in der Lebensmittelherstellung eingesetzt werden, in wenigen Jahren mit Hilfe gentechnisch veränderter Mikroorganismen hergestellt werden. Gründe hierfür sind die höhere Reinheit und die höhere Ausbeute der gewonnenen Enzyme, die Kostensenkung in der Produktion und die Ressourcenschonung." (Novenzymes, ehemals Novo Nordisk, mit 50% Weltmarktanteil der größte Enzymhersteller)
Amylasen
Amylasen werden seit längerem biotechnisch mit verschiedenen Pilz- und Bakterienkulturen hergestellt. Bakterielle Amylasen sind in der Regel temperaturstabiler als die von Pilzkulturen.
Bakterielle Amylasen werden inzwischen überwiegend mit gentechnisch veränderten Mikroorganismen gewonnen (verschiedene Bacillus-Arten).
Bei der Herstellung mit Pilzkulturen werden in der Regel Kulturen (Aspergillus-Stämme) eingesetzt, die nicht als gentechnisch verändert anzusehen sind.
In der Lebensmittelherstellung kommen Amylasen vor allem dort zum Einsatz, wo stärkehaltige Rohstoffe verwendet werden.
Amylasen bauen Mais- oder Kartoffelstärke in mehreren Schritten zu zuckerhaltigen Sirupen ab (Glukosesirup, Fruktosesirup). Diese finden eine breite Verwendung in etwa Süßwaren, Backwaren, Speiseeis oder Tomatenketchup.
Amylasen sind vielfach in Backmischungen enthalten.
Viele Spirituosen werden aus Stärke (Getreide, Kartoffeln) gewonnen. Diese muss erst von den Amylasen in Zuckereinheiten aufgespaltet werden, damit sie zu Alkohol vergoren werden können.
Fruchtsaft: Amylasen bauen stärkehaltige Trübstoffe ab
Beim traditionellen Mälzen bauen die gersteeigenen Amylasen die Stärke ab. Um diesen Vorgang zu optimieren, werden neben anderen isolierten Enzymen auch Amylasen zugesetzt. Diese im Ausland verbreitete Praxis ist in Deutschland nicht zulässig, da sie gegen das gesetzlich vorgeschriebene Reinheitsgebot verstößt.
Galactosidase
Alpha-Galactosidase wird in der Regel mit gentechnisch veränderten Mikroorganismen hergestellt. Als Produktionsorganismen werden Schimmelpilzkulturen (Aspergillen) und Hefe (Saccharomyces) eingesetzt. Vereinzelt kann das Enzym auch bei Diät-Lebensmitteln zum Einsatz kommen.
Glukose-Isomerase
Glukose-Isomerase wandelt Traubenzucker (Glukose) in Fruchtzucker (Fruktose) um.
Im ersten Schritt dieses Prozesses wird die pflanzliche Stärke (meist aus Mais) "verflüssigt" und in die Zuckerbausteine Glukose und Fruktose zerlegt. Dabei werden vor allem Amylasen und andere stärkespaltende Enzyme verwendet.
Im zweiten Schritt wandelt Glukose-Isomerase einen Teil der Glukose in Fruktose um. Da Fruktose süßer als Glukose ist, steigt dadurch die Süßkraft des sirupartigen Glukose-/Fruktosegemisches (Glukosesirup) und erreicht fast die des Zuckers.
Sirupe mit hohem Fruktosegehalt werden auch als Fruktosesirup, Isoglukose oder als High Fruktose Corn Sirup (HFCS) bezeichnet. Vor allem bei Limonade- und Colagetränken hat dieser in den USA den traditionellen Rohr- oder Rübenzucker weitgehend verdrängt.
Glucose-Isomerase wird durch Fermentation mit Mikroorganismen gewonnen. Es werden verschiedene Bakterien-Stämme eingesetzt.
Kennzeichnung
Die bei der Herstellung von Lebensmitteln eingesetzten Enzyme werden in der Regel nicht auf der Zutatenliste deklariert. Eine Kennzeichnung, die auf gentechnisch veränderte Mikroorganismen bei der Enzym-Produktion hinweist, ist weder für die Enzyme selbst, noch für die mit ihrer Hilfe modifizierten Lebensmittel vorgeschrieben.
Enzymzusätze in Futtermitteln sind grundsätzlich kennzeichnungspflichtig, wenn sie mit gentechnisch veränderten Mikroorganismen hergestellt wurden. Ob diese Kennzeichnung tatsächlich praktiziert wird, bleibt abzuwarten. [2]
Den Durchbruch schaffte erst die Gentechnologie. Das Gen für Chymosin wurde aus den Schleimhautzellen eines Kalbs isoliert und in das Erbgut eines Mikroorganismus (Bakterium, Schimmelpilz oder Hefe) eingebracht. Dieser produziert infolge des neu eingeführten Gens nun Chymosin, den Hauptwirkstoff des Labferments zur Käseherstellung.
Die wichtigsten Enzyme beim Backen sind die Amylasen. Sie spalten die im Mehl enthaltene pflanzliche Stärke in ihre Grundbausteine - die Glukose. Diese wird dann durch die Bäckerhefe (Saccharomyces cerevisiae) in Alkohol und Kohlendioxid umgewandelt, wodurch der Brotteig aufgeht.
Ein schon klassisches Anwendungsfeld für Enzyme ist die Fruchtsaftgewinnung. Seit Jahrzehnten werden hier bereits Pektinasen eingesetzt, welche die Pektine, Stützsubstanzen in den pflanzlichen Zellwänden, abbauen und damit die Saftausbeute deutlich erhöhen. [3]
(guter Link mit Hintergrundinformationen zur Enzymherstellung)
Babynahrung
Die Ernährung von Frühgeburten: Bisher wurde der Nahrungsbedarf der Früchten von den traditionellen Präparaten nicht gänzlich gedeckt. Palmitinsäure ist die in der Muttermilch überwiegend vorhandene Fettsäure und liegt meist in einer Form vor, die eine gute Aufnahme durch das Baby ermöglicht. Die traditionellen Präparate hingegen enthielten eine Palmitinsäureform, die vom Baby nicht aufgenommen werden konnte und darüber hinaus Kalziumverluste bei der Knochenbildung hervorrief. Jetzt kann die Alphalipase, ein durch genmodifizierte Aspergillus-Schimmelpilze produziertes Enzym, zur Herstellung der natürlichen Form der Palmitinsäure in den Milchpräparaten für Frühgeburten verwendet werden. [4]
Cornflakes, Säfte, Süßigkeiten und viele andere konventionelle Lebensmittel werben mit einem gesunden Image: „Enthält alle wichtigen Vitamine!“, so lautet die Botschaft. Doch der Vitamin-Cocktail stammt nicht aus der Natur, sondern aus dem Labor. Es sind synthetische Vitamine, die zugesetzt werden. Der Natur nachgebaut mit Hilfe verschiedener chemischer Reaktionen. Allerdings ist diese Art der Herstellung in vielen Fällen aufwändig und teuer. Immer öfter werden Vitamine deshalb mit Hilfe der Gentechnologie hergestellt.
Es gibt viele Mikroorganismen, wie Schimmelpilze oder Bakterien, die in ihrem Stoffwechsel Vitamine herstellen. Sie tun dies allerdings nur für ihren eigenen Bedarf und der ist nicht sehr groß. Um größere Mengen des gewünschten Vitamins zu erhalten, gibt es für die Hersteller zwei Möglichkeiten: Bei der klassischen Methode werden durch UV-Strahlen Änderungen im Erbgut der Mikroorganismen herbeigeführt, in der Hoffnung, dass eine davon zu einer höheren Produktion führt. Inzwischen wird diese Zufallsmethode mehr und mehr von gezielten Genmanipulationen abgelöst. Dabei wird das Erbgut so verändert, dass der Mikroorganismus verstärkt die gewünschte Substanz als Stoffwechselprodukt herstellt.
Auf gentechnische Art und Weise werden derzeit vor allem Vitamin B12 und in zunehmendem Maße auch das Vitamin B2 hergestellt. Für die Produktion von Vitamin C und Beta-Carotin existieren nach Angaben der Internet-Datenbank Transgen ebenfalls entsprechende Verfahren, allerdings ist wenig über deren kommerzielle Nutzung bekannt. Transgen geht davon aus, dass Vitamin C in den USA und Japan auch mit Hilfe gentechnischer Verfahren produziert wird. Der Trend geht rasant in Richtung Gentechnik. Die BASF, einer der größten Vitamin-Hersteller schreibt in einer Selbstdarstellung: „In zehn bis fünfzehn Jahren werden voraussichtlich fast alle Vitamine fermentativ, gentechnisch oder pflanzenbiotechnisch herstellbar sein.“
Enzyme werden sowohl von gentechnisch veränderten als auch von herkömmlich optimierten Mikroorganismen produziert. Diese Zweigleisigkeit trifft auch auf viele andere der in der Lebensmittelindustrie eingesetzten Enzyme zu. Noch. Denn bereits jetzt beträgt nach Aussagen des großen dänischen Enzymherstellers Novo Nordisk der Marktanteil der Gentech-Enzyme 80 Prozent. [5]
Ziel der Fermentation ist die Umsetzung biologischer Materialien durch Mikroorganismen oder Enzyme im Sinne einer Produktverbesserung, z.B.:
- die alkoholische Gärung bei der Herstellung von Bier und Wein (Hefe)
- Sauerkraut- und Quarkherstellung (Milchsäurebakterien)
- Fermentation zum Schwarzem Tee (Enzyme)
- Herstellung von Edelschimmelkäse (Schimmelpilze)
- Essigsäureherstellung (Essigsäurebakterien -Acetobacter subsp.)
- Herstellung von Antibiotika (z.B. Penicillium notatum, P. chrysogenum )
- Zitronensäureherstellung aus Melasse (Aspergillus niger)
- Lockerung von Brotteig (Hefe, Milchsäurebakterien) [6]
Wenn Bier gebraut wird, werden Hopfen und Malz mit Hilfe von Hefepilzen vergoren. Kohlenhydrate werden in Alkohol umgewandelt. Bei dieser Gärung wird gleichzeitig das typische Bieraroma gebildet. Mit Hilfe gentechnischer Methoden möchte man nun die Brauhefe dazubringen schneller zu gären. Dies verkürzt die Reifezeit und erhöht die Brauleistung. Kosten und Zeit werden gespart. Weiters sollen spezielle Brauhefen so verändert werden, daß sie keinen Alkohol mehr produzieren. So kann billig alkoholfreies Bier hergestellt werden. Dies ist inzwischen auch gelungen. Allerdings fehlt in den meisten Fällen das spezielle Bieraroma. (soviel also zum Thema Reinheitsgebot)
Neue Proteine (z.B. durch Anreicherung mitfehlenden Aminosäuren) können Allergien verursachen. Eine veränderte Ölzusammensetzung kann andere Stoffwechselprozesse mitverändern und zu einer schlechteren Verträglichkeit der Pflanze führen.
Eine ausgewogene Ernährung ist für denVitaminbedarf vollkommen ausreichend. Der Zusatz einzelner Vitamine zu bestimmten Nahrungsmitteln (z.B. Milch) kann zu einer Überdosis führen, die bei einigen Vitaminen (z.B. Vitamin A) schädlich ist.
Antibiotika-Resistenzgene könnten auf Darmbakterien übertragen werden und in Folge zu Problemen bei der Behandlung von Krankheiten führen. [7]
Kühe geben keine Milch - wir nehmen sie ihnen weg!