Charakterisierung von pektinolytischen Enzymen der Zuckerrübe

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Des Weiteren gibt es die stark verzweigten „hairy regions“ im Pektinmolekül, deren Rückgrat
laut Hammer (2005) alternierend aus α-1-4-verknüpften D-Galacturonsäuremolekülen und α-
1-2-verknüpften L-Rhamnosen aufgebaut ist. Die Seitenketten dieser Regionen setzen sich
aus glycosidisch gebundenen D-Galactosen, L-Arabinosen und D-Xylosen zusammen. Diese
Bereiche weisen eine recht hohe Widerstandsfähigkeit gegen pektinolytische Enzyme auf. Die
„ hairy regions“ weisen maximal 5 % des gesamten Galacturonsäuregehalts des Pektinmoleküls
auf (Hannak, 1997).
Im Pektinmolekül sind die Galacturonsäureeinheiten gegeneinander um 120 ° verdreht, was
dazu führt, dass jede 4. Einheit die gleiche Position hat. In Lösung nimmt das Molekül eine
helicale Struktur ein, bei der 3 Galacturonsäureeinheiten eine Windung bilden. Diese Struktur
wird durch sterische Faktoren und Wasserstoffbrückenbindungen stabilisiert. Zwei benachbarte
Helicasen ordnen sich in Lösung parallel zueinander an. Die regelmäßige Helixstruktur
wird durch die Rhamnosen unterbrochen, was zu definierten Knicken in der linearen Struktur
des Pektins führt und somit großen Einfluss auf das Hydratisationsvermögen und die Geliereigenschaften
hat. Die so beeinflusste makromolekulare Organisation bzw. Dimerisierung der
Pektinketten führt einerseits dazu, dass die Ausbildung wichtiger Haftzonen gestört wird und
dass auf der anderen Seite die Immobilisierung von Lösungsmittel (Wasser) begünstigt wird.
Entscheidend für die Eigenschaften der Pektine ist der Veresterungsgrad der Carboxylgruppen
der Galacturonsäuremolekülen. Sie sind teilweise mit Methanol und teilweise oder vollständig
durch negative Kationen (z.B. Na + und Ca 2+ ) neutralisiert (Hannak, 1997).
Bezüglich des Veresterungsgrades unterteilt Nehring (1969) die Pektine in hoch- und niederveresterte
Pektine, wobei der Veresterungsgrad der hochveresterten Pektine über 50 % liegt.
Hannak (1997) ergänzt diese Unterteilung noch um die Gruppe der mittelveresterten Pektine,
die einen Veresterungsgrad von 45 – 65 % aufweisen.
Von besonderem Interesse ist die Fähigkeit der Pektine Gele auszubilden, dabei steht der Veresterungsgrad
in engem Zusammenhang mit der Gelbildungsgeschwindigkeit und der Textur
der Gele. Hochveresterte Pektine gelieren schneller bzw. bei höheren Temperaturen. Für die
Gelbildung ist dazu ein Zuckeranteil von mindestens 55-Gew.-% und ein pH-Wert von 1-3,5
erforderlich. Die Säure sorgt dafür, dass die Pektine nicht negativ aufgeladen werden und sich
somit abstoßen. Der Zucker bindet das Wasser, das sonst von den Pektinen aufgenommen
wird und dazu führt, dass eine Bindung zwischen den Molekülen verhindert wird. Ist das Ver-