Enzymatic hydrolysis of vegetable and insect proteins using technical enzyme preparations

The present dissertation covers the usage of technical enzyme preparations (TEPs) for vegetable and insect protein hydrolysis, due to the mounting interest in alternative protein sources to cover the increasing demand for food from a growing world population. The TEPs, as defined in this study, are enzyme preparations that include side activities and are used in food processing. Today, TEPs are used by food manufacturers based on the supplier’s information that usually states the main enzyme activity and includes information on side activities only in some cases. However, knowledge about the activity profile is crucial as side activities can contribute to the properties of the protein hydrolysates produced (e.g. degree of hydrolysis [DH], liberation of amino acids) and the final food product quality. In the first study, an automated photometric analyzer (GalleryTM Plus, Thermo Fisher Scientific) was introduced for the comprehensive activity determination of TEPs. The new setup of the analyzer covered 32 synthetic and natural substrates in order to determine aminopeptidase, carboxypeptidase, dipeptidylpeptidase and endopeptidase activities distinguishably. Accordingly, the overall proteolytic activity of TEPs was quantified and detailed information about the substrate spectra and peptidase side activities was generated. Furthermore, several batches of the industrial TEP Flavourzyme1000L were measured. By determining 32 peptidase activities, batch variations were shown. As Flavourzyme1000L is standardized by its supplier Novozymes on only one activity (leucine aminopeptidase), the additional 31 new peptidase activities determined showed differences of the side activities of the batches. In addition, the study showed that the detailed information of the peptidase activities of the TEPs could explain the properties of the resulting lupine protein hydrolysates (DH and liberation of amino acids). Due to the determination of 32 peptidase activities (so-called “activity fin
Die vorliegende Dissertation befasst sich mit der Verwendung von technischen Enzympräparaten (TEP) zur Hydrolyse von Pflanzen- und Insektenproteinen. Alternative Proteinquellen sind von zunehmendem Interesse, um die steigende Lebensmittelnachfrage der wachsenden Weltbevölkerung zu decken. In dieser Studie werden TEP als Enzympräparate definiert, die zur Herstellung von Lebensmitteln verwendet werden und meist Nebenaktivitäten aufweisen. In der Regel werden TEP von Lebensmittelherstellern basierend auf den Informationen der Produzenten verwendet. Diese nennen vorwiegend die Hauptenzymaktivität und selten weitere Nebenaktivitäten der Präparate. Detaillierte Informationen über Nebenaktivitäten sind allerdings wesentlich, da diese die Eigenschaften der erzeugten Proteinhydrolyse (z. B. Hydrolysegrad, Freisetzung von Aminosäuren) und die finale Lebensmittelqualität beeinflussen können. In der ersten Studie wurde ein automatisiertes photometrisches Analysengerät (GalleryTM Plus, Thermo Fisher Scientific) vorgestellt, um TEP umfangreich hinsichtlich ihrer Peptidaseaktivitäten zu bestimmen. Die neue Installierung des Analysengerätes beinhaltete 32 synthetische und natürliche Substrate, um Aminopeptidase-, Carboxypeptidase-, Dipeptidylpeptidase- und Endopeptidaseaktivitäten von TEP differenzierbar zu messen. Dabei wurden die allgemeine proteolytische Aktivität der TEP quantifiziert, sowie detaillierte Informationen über das Substratspektrum und über proteolytische Nebenaktivitäten generiert. Zudem wurden mehrere Chargen des industriellen TEP Flavourzyme1000L gemessen. Durch die Bestimmung der 32 Peptidaseaktivitäten wurden Batchvariationen aufgezeigt. Da Flavourzyme1000L vom Hersteller Novozymes auf nur eine Aktivität (Leucin Aminopeptidase) standardisiert wird, haben die weiteren 31 neu bestimmten Peptidaseaktivitäten die Unterschiede der Nebenaktivitäten aufgezeigt. Ferner hat diese Studie gezeigt, dass die detaillierten Informationen über die Peptidaseaktivitäten der TEP