Abstrakt

Die molekularen Mechanismen von Proteasen in der Bioverarbeitung verstehen: Ein Überblick über die Zukunft der Lebensmittelindustrie

Tuward J. Dweh, Neelanjana Choudhury*

Proteasen sind Enzyme, die Proteine ??durch Peptidbindungskatalyse abbauen. Eine Protease ist eine einzelne Polypeptidkette mit etwa 250 Aminosäuren und ist frei von Sulfhydrylgruppen. Das COOH-terminale tryptische Peptid des Proteasemoleküls enthält etwa 43 Reste. Aufgrund dieser einzigartigen Struktur und Wirkungsweise spielen sie in der Bioverarbeitungsindustrie eine entscheidende Rolle, insbesondere bei Lebensmittelverarbeitungsanwendungen. Hier werden die Quellen von Proteasen in der Lebensmittelverarbeitungsindustrie als pflanzliche, tierische und mikrobielle Quellen diskutiert, und jede hat bestimmte einzigartige Eigenschaften: Pflanzliche Proteasen weisen alkalische pH-Optima, Temperaturstabilität und ein geringeres allergenes Potenzial auf, wodurch sie für eine Reihe von Lebensmittelverarbeitungsanforderungen geeignet sind. Tierische Proteasen tragen zu sensorischen Effekten in Lebensmitteln bei und funktionieren vielseitig bei extremen pH-Bedingungen und hohen oder niedrigen Temperaturen. Aus Mikroben stammende Proteasen bieten einen weiten pH-Bereich, Thermostabilität und Spezifität, was sie zu wertvolleren Werkzeugen in der Lebensmittelverarbeitung macht. Insgesamt wird die Aktivität von Proteasen von mehreren Faktoren beeinflusst, darunter Temperatur, pH-Wert, Substratkonzentration und das Vorhandensein von Inhibitoren. Eine optimale Proteaseaktivität wird typischerweise bei alkalischem pH-Wert und einer Temperatur von etwa 37 °C beobachtet. Die Enzymaktivität steigt mit zunehmender Substratkonzentration, bis eine Sättigung erreicht ist. Das Vorhandensein von Inhibitoren kann die Proteaseaktivität beeinträchtigen, sodass ihre Entfernung für eine genaue Messung erforderlich ist. Die aktuelle Forschung hat sich auf die Entwicklung von gentechnisch veränderten Enzymen mit verbesserten Eigenschaften für die Lebensmittelverarbeitung verlagert. Diese gentechnisch veränderten Proteasen können unter bestimmten Bedingungen eine verbesserte Stabilität und Aktivität aufweisen, was zu einer verbesserten Effizienz und Spezifität beim Proteinabbau führt. Solche Fortschritte bergen großes Potenzial für die Verbesserung von Lebensmittelproduktionsprozessen.