Katalase

Katalase ist eine Oxidoreduktase, die die Zersetzung von Wasserstoffperoxid zu Wasser und molekularem Sauerstoff katalysiert. In der Lebensmittelverarbeitung ist sie das Enzym, das nach der Kaltpasteurisierung von Milch sowie nach antimikrobiellen Peroxidbehandlungen in Eier-, Milch- und Getränkelinien Restmengen an Wasserstoffperoxid neutralisiert.

Bernsteinfarbene bis dunkelbraune Flüssigkeit für die Inline-Dosierung oder cremeweißes Pulver für gemischte Trockenprodukte. Die Aktivität wird in Katalase-Einheiten (CU oder Baker-Einheiten) standardisiert, definiert als die Enzymmenge, die pro Minute ein Mikromol Wasserstoffperoxid bei pH 7,0 und 25 Grad Celsius zersetzt.

Wir liefern Katalase in Lebensmittelqualität von Herstellern in China, die über ISO 22000-, Halal-, Kosher- und weitere für Produkt und Produktion relevante Zertifizierungen verfügen. Aspergillus niger und Micrococcus luteus sind die dominierenden mikrobiellen Quellen; Katalase aus Rinderleber ist für Spezialanwendungen verfügbar.

Gängige Marktqualitäten umfassen die Standardflüssigkeit mit 25.000 CU/mL zur Wasserstoffperoxid-Entfernung in der Milchverarbeitung, konzentrierte 100.000 CU/mL, Pulver mit 500.000 CU/g für gemischte Back- und Getränkesysteme sowie kombinierte Präparate aus Glucoseoxidase und Katalase für einstufige Sauerstoffbindung und Peroxidneutralisation.

Großgebinde und Lieferungen mit reduzierter MOQ. Chargenbezogenes COA mit Angaben zu Aktivität, pH-Optimum, Temperaturoptimum, Feuchtigkeit (bei Pulvern), Schwermetallen und Mikrobiologie.

Katalase wurde 1818 von Louis Jacques Thénard entdeckt und 1900 von Oscar Loew enzymatisch charakterisiert. Sie zählt zu den schnellsten bekannten Enzymen mit einer Wechselzahl von etwa 40 Millionen Substratmolekülen pro Sekunde und aktivem Zentrum, was sich der durch Substratdiffusion vorgegebenen theoretischen Grenze annähert.

Die industrielle Herstellung erfolgte historisch durch Extraktion aus Rinderleber, doch die moderne globale Versorgung wird durch die submerse Fermentation von Aspergillus niger und Micrococcus luteus mit anschließender Aufkonzentrierung und Stabilisierung in flüssiger oder sprühgetrockneter Pulverform dominiert. Die mikrobielle Beschaffung unterstützt Halal-, Kosher- und Clean-Label-Positionierungen, die mit tierisch gewonnener Katalase nicht erreichbar sind.

Das Enzym ist von der US-amerikanischen FDA aus zugelassenen Ursprungsorganismen als Generally Recognized as Safe (GRAS) eingestuft, im JECFA-Enzymkompendium gelistet und in der EU als Verarbeitungshilfsstoff zugelassen. Eine Acceptable Daily Intake ist nicht festgelegt.

Mechanistisch ist Katalase eine hämhaltige Oxidoreduktase, die Wasserstoffperoxid in einem zweistufigen Ping-Pong-Mechanismus zersetzt: Ein Molekül Wasserstoffperoxid oxidiert das Hämeisen zu einem Compound-I-Intermediat, und ein zweites Molekül Wasserstoffperoxid reduziert es zurück, wobei Wasser und molekularer Sauerstoff freigesetzt werden. Die Reaktion verläuft außerordentlich schnell und ohne externe Cofaktoren.

Die strategische Stellung in der industriellen Lebensmittelverarbeitung ist in der Milchindustrie als kanonisches Komplement zur Wasserstoffperoxid-Kaltpasteurisierung verankert. Das am schnellsten wachsende Segment ist jedoch das kombinierte Sauerstoffbindungssystem aus Glucoseoxidase und Katalase in der modernen Getränke- und Dressingherstellung, bei dem beide Enzyme zusammenwirken, um Sauerstoff zu entfernen, ohne Peroxidrückstände zu hinterlassen.

• Entfernung von Wasserstoffperoxid-Resten nach der Kaltpasteurisierung von Milch; die ursprüngliche und größte Einzelanwendung in der Milchverarbeitung
• Neutralisation der Wasserstoffperoxidbehandlung von Käsereimilch vor der Starterimpfung
• Neutralisation antimikrobieller Wasserstoffperoxidbehandlungen bei Eiprodukten
• Kombinierte Sauerstoffbindung aus Glucoseoxidase und Katalase in Getränken, Mayonnaise und Salatdressings
• Bleichmittelentfernung in der Textilindustrie (weltweit die größte Einzelanwendung von Katalase nach Volumen)
• Neutralisation von Peroxidrückständen in Kontaktlinsenreinigungslösungen
• Backteiganwendungen, bei denen Wasserstoffperoxid als Prozesshilfsstoff eingesetzt wird
• Management von Wasserstoffperoxidrückständen in aseptischen Verpackungen mit Lebensmittelkontakt