Amylase

Amylasen sind Enzyme, die sowohl im Pflanzen- als auch im Tierreich vorkommen. Ihre Wirkung besteht darin, dass sie Polysaccharide (z. B. Stärke) an den Glykosidbindungen spalten und abbauen. Entdeckt wurde Amylase (damals noch Diastase) 1833 von dem französischen Chemiker Anselme Payen in einer Malzlösung. Diastase war das erste Enzym, das man entdeckte.

Amylase ist als Hydrolase (ein Enzym, das hydrolytisch spaltet) oder auch als Saccharidase eingestuft (ein Enzym, das Polysaccharide spaltet).

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Wirkspezifität

• α-Amylase (EC 3.2.1.1) spaltet die α(1-4)-Glykosidbindung der Amylose. Dadurch entstehen Dextrine und daraus Maltose, Glucose und verzweigte Oligosaccharide.
• β-Amylase (EC 3.2.1.2) spaltet vom Kettenende her jeweils ein Maltosemolekül nach dem anderen ab. Sie kann daher umso besser wirken, je mehr Kettenenden durch die α-Amylase bereits entstanden sind.

Wirkung im Pflanzenreich

Amylasen werden während des Reifungsprozesses in Getreidekörnern und Früchten gebildet. Sie wandeln dort die Stärke zu Zucker um – dadurch können Getreidekörner keimen, bzw. Früchte werden süßer. Sie sind nötig, um das wasserunlösliche „Speicher-Kohlenhydrat“ Stärke wieder in wasserlösliche Einfach- und Doppelzucker (also Monosaccharide und Disaccharide) zu verwandeln. Erst in dieser Form kann der Keimling sie aufnehmen und damit neue Zellen aufbauen.

Wirkung im menschlichen Körper

Die Amylasen werden in der Bauchspeicheldrüse (Pankreas-Amylase) und in der Speicheldrüsen der Mundhöhle (Speichel-Amylase, α-Amylase, Ptyalin) gebildet. Im Rahmen der Krebsdiagnostik spielt selten auch der Nachweis von Amylase aus den Eierstöcken und der Lunge eine Rolle. Der größte Teil des Enzyms wird in den Verdauungstrakt ausgeschüttet. Mit der Nahrung aufgenommene Kohlenhydrate werden dadurch für den Körper verwertbar. Nur ein Bruchteil gelangt ins Blut.

Amylasen arbeiten wie alle Enzyme nur in einem bestimmten pH-Wert-Bereich (Optimum alpha A.: 5,7 beta A.: 5,5), und werden im (stark) sauren Milieu deaktiviert, funktionieren also bei starker Ausschüttung von Magensäure (zur Eiweiß-Denaturierung) im Magen nicht. Ebenso können Fruchtsäuren die Enzyme hemmen.

Speichel-Amylase

Das im Mund gebildete Ptyalin dient zur Zerlegung der Stärke. Dieser Aufspaltungsvorgang kann durch bestimmte Lebensmittel, etwa durch Früchte die Fruchtsäuren enthalten, stark behindert werden. Als Folge dieser unzureichenden Zerlegung der Stärke durch Inaktivierung des Ptyalins kann es zu Gärvorgängen der Stärke im Gastrointestinaltrakt und daraus resultierenden Beschwerden wie Blähungen (Flatulenz) kommen.

Wie Studien zeigten^[1] erhöht sich die Konzentration von Amylase im Speichel deutlich bei starkem Schlafentzug, weshalb die Amylasekonzentration als Müdigkeitsindikator eingesetzt werden soll.

Siehe auch: Speichel

Krankheitssymptome

Eine erhöhte Amylase-Aktivität im menschlichen Blut kann gemessen werden bei:

• Mumps (Parotitis, ugs.: Ziegenpeter), einer viralen Entzündung der Speicheldrüsen
• akuter Pankreatitis, wegen der Beschädigung der Amylase-produzierenden Zellen
• chronischer Pankreatitis
• Abflusstörungen der Gallenwege (Cholestase)
• Nierenversagen, wegen der verringerten Ausscheidung

Die Messung des Amylase-Werts ist einfach durchzuführen. Er war der Haupttest für Pankreatitis, wurde aber durch die Messung der Lipase-Aktivität teilweise verdrängt, bleibt aber ein wichtiger Parameter zur Abklärung von Oberbauchbeschwerden. Labore messen in der Regel entweder den Wert der Pankreas-Amylase oder die Gesamtamylase. Wird nur die Pankreas-Amylase gemessen, kann ein durch Speicheldrüsenerkrankungen erhöhter Wert nicht nachgewiesen werden.

Einsatz in der Lebensmitteltechnologie

Beim Bierbrauen werden die natürlicherweise im Getreide vorkommenden Enzyme genutzt. Die Keimung wird angeregt und durch Darren abgebrochen (Mälzen). Im sogenannten Maischen (siehe Bierbrauen) werden in den Temperatur- und pH-Wert-Optima die Amylasen genutzt, um die Stärke des Getreides in vergärbare Einzel- und Doppelzucker, aus denen die obergärigen und/oder untergärigen Hefen Alkohol und CO₂ vergären. Biotechnologisch hergestellte Amylasen (aus Bakterien bzw. Schimmelpilzkulturen, v.a. Aspergillus oryzae) werden als Mehlbehandlungsmittel eingesetzt, wenn das Mehl zu wenig Gasbildungsvermögen aufweist. Durch die Amylasen entstehen vergärbare Einzel- und Doppelzucker, die bei der Gare in Ethanol und Kohlendioxid umgewandelt werden und somit den Teig aufgehen lassen. Außerdem erhalten die Gebäcke nach der Behandlung eine bessere Bräunung. Bei Roggen muss der Amylasetätigkeit u.a. durch Säuerung der Teige entgegengewirkt werden, um die Backfähigkeit dieses Getreideproduktes zu gewährleisten (siehe Sauerteig).

Einzelnachweise

1. ↑ http://www.takeda-inform.de/ausgabe_04_07/spur.htm

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