Enzyme, Waschmittel

Enzyme: Biotechnologie im Alltag

Enzyme begegnen uns täglich: Sie stecken in Wasch- und Reinigungsmitteln, in Zahnpasta, Shampoos und natürlich auch in vielen Lebensmitteln. Sie sind bei Herstellung und Verarbeitung zahlreicher Produkte beteiligt, Papier, Textilien, Leder und inzwischen auch bei der Gewinnung von Biotreibstoffen. Die Fortschritte in Bio- und Gentechnologie, Genetik und Molekularbiologie haben die Einsatzmöglichkeiten für Enzyme deutlich erweitert.

Enzyme, Zahnpasta

Enzym-Zahnpasta . Eine enzymhaltige Zahnpasta kann das natürliche Schutzsystem des Speichels unterstützen. Foto: Andrea Kusajda / pixelio.de

Enzyme, Jeans

„Stone-washed“ Jeans. Bei der Herstellung von Jeans finden Cellulasen Verwendung, die in den Baumwollfasern beim Waschen gezielt winzige Risse erzeugen.

Foto: Günther Gumhold / pixelio.de

Enzyme Waschmittel

Enzyme sind Standard: In fast allen modernen Waschmitteln sind Enzyme enthalten. Viele von ihnen werden mit gentechnisch veränderten Mikroorganismen hergestellt.

Enzyme: Anwendungen im Alltag

Enzyme bei Alltagsprodukten. Nicht aufgeführt sind technische Anwendungen, im Pharmabereich, bei Biotreibstoffen und Futtermitteln. (nach Jany 2016)

Der Haupteinsatz von Enzymen liegt in der bei technischen Anwendungen etwa in der Textil- und chemischen Industrie: In diesem Bereich werden nach Umsatz 39 Prozent der Enzyme eingesetzt. Auch Wasch- und Reinigungsmittel zählen dazu. An zweiter Stelle steht die Lebensmittelherstellung (29 Prozent), gefolgt von der Futtermittelproduktion (17) und der Gewinnung von Biokraftstoffen (15). Die europäischen Enzym-Hersteller bieten etwa 250 bis 300 Enzym-Präparate an (Stand 2015). Ein großer Teil dieser Enzyme wird inzwischen mit Hilfe von gentechnisch veränderten Mikroorganismen hergestellt. In der Lebensmittelindustrie sind es vermutlich fünfzig bis sechzig Prozent.

Saubere Wäsche. Enzyme wie Proteasen, Amylasen und Lipasen sind heute in fast allen Markenwaschmitteln enthalten. Sie „knacken“ hartnäckige Stärke-, Fett- und Eiweißflecken und das bei niedrigen Waschtemperaturen. So ist heute kaum noch Kochwäsche erforderlich, und das spart Energie.

Kontaktlinsenreinigung. Enzyme in Reinigungsmitteln für Kontaktlinsen entfernen organische Ablagerungen aus dem Tränenfilm des Auges. Es werden beispielsweise Lipasen und Proteasen, Pankreatin (Enzymgemisch aus der Bauchspeicheldrüse) und Papain (Eiweiß spaltendes Enzym aus Pflanzen) zugesetzt.

Weiches Leder. Das Gerben von Tierhäuten hat eine Jahrtausende alte Tradition. Durch den Einsatz von Enzymen wie Proteasen und Lipasen wird Leder auf umweltschonende Weise noch weicher gemacht. Die Verwendung von aggressiven Chemikalien wird deutlich reduziert. Dadurch sinkt auch der Wasserverbrauch zum Spülen und Reinigen der Tierhäute.

„Stone-washed“ Jeans. Bei der Herstellung von Jeans finden Cellulasen Verwendung, die in den Baumwollfasern beim Waschen gezielt winzige Risse erzeugen. Auf diese Weise entsteht der „Stoned-Washed-Effekt“, der früher mit viel Aufwand durch Bimsstein erreicht wurde.

Kleidung ohne Knötchen. In der Textilindustrie werden Enzyme als Weichmacher und als Verarbeitungshilfsstoff eingesetzt. Mit ihrer Hilfe werden kleine Haare und Fusseln an der Oberfläche des Garns entfernt. Stärke spaltende Enzyme werden zum Schlichten von gewebten Stoffen verwendet, um sie für das Bleichen oder Färben vorzubereiten. Auch die Knötchenbildung kann mit Hilfe der Biokatalysatoren verhindert werden.

Weißes Papier ohne Chlor. Bei der Papierherstellung haben Enzyme das aggressive und umweltschädliche Chlor beim Bleichen ersetzt.

Enzymhaltige Zahnpasta. Der Speichel säubert, schützt und regeneriert die Zähne. Eine enzymhaltige Zahnpasta kann dieses natürliche Schutzsystem unterstützen. Sie enthält beispielsweise Amyloglucosidase, Glucose-Oxidase und Lacto-Peroxidase, die zur Bildung von antibakteriellen Substanzen beitragen. Das Enzym Lysozym wirkt ebenfalls der Vermehrung von Bakterien im Mundraum entgegen.

Lebensmittel. Bei der Herstellung von Nahrungsmitteln werden Enzyme vielseitig eingesetzt. Sie modifizieren Stärke, optimieren Fette und Eiweiße, stabilisieren Schäume und „verkleben“ Fleischteile zu Kochschinken. Sie konservieren auch Mayonnaise, verhindern das Kleben von Nudeln nach dem Kochen, klären Apfelsaft und halten das Brot frisch. Bei der Herstellung von Käse ist das Enzym Chymosin unentbehrlich, da es die „Dicklegung“ der Milch einleitet. Es ist Hauptbestandteil des Labferments, das traditionell aus den Mägen geschlchteter Kälber gewonnen wird. Heute wird Chymosin überwiegend mit gentechnisch veränderten Mikfoorganismen gewonnen.

Die bedeutendste Anwendung von Enzymen im Lebensmittelbereich ist die Stärkeverzuckerung. Enzyme spalten pflanzliche Stärke in ihre Grundbestandteile – verschiedene Zucker – und fügen sie zu weiteren Zutaten und Zusatzstoffen zusammen. Auf diese Weise lässt sich der Verzuckerungsprozess gezielt steuern.

Futtermittel. Durch den Zusatz von Enzymen können die Nutztiere das Futter besser verdauen. Gleichzeitig verringern sich die ökologischen Auswirkungen einer gesteigerten Tierproduktion. Ein Beispiel ist die Phytase. Nicht-Wiederkäuer wie Scheine und Geflügel sind nicht in der Lage, den in der pflanzlichen Nahrung enthaltenen lebensnotwendigen Nährstoff Phosphor zu erschließen. Durch den Zusatz von Phytase im Futter kann auf die Zufütterung von Phosphat verzichtet werden. Gleichzeitig sinkt die Phosphatbelastung der Umwelt bei der Düngung mit Gülle.

Biotreibstoffe. Bioethanol wird aus nachwachsenden Rohstoffen wie Getreide und Zuckerrüben hergestellt. Die in den Pflanzen enthaltenen Kohlenhydrate werden mit Hilfe von Hefen, aber auch mit zugesetzen Enzymen zu Alkohol vergoren.

Medizin. Enzyme werden sowohl zur Therapie als auch zu diagnostischen Zwecken eingesetzt. An der Herstellung von medizinischen Wirkstoffen sind sie ebenfalls beteiligt.