Vielen Dank für die wirklich sehr freundliche Einleitung und ich freue mich heute sehr,

Ihnen zusammen das Thema Biokatalyse näherbringen zu können. Eins meiner absoluten Herzensthemen.

Biokatalyse ist also unser heutiges Ziel und wir wollen verschiedene Fragen im Verlauf dieses

Vortrages zusammen beantworten und wenn Sie die Antworten auf diese Fragen von heute aus mitnehmen,

dann habe ich meinen Job richtig gemacht und ich kann auch zufrieden nach Hause gehen am Ende heute.

Also die erste Frage ist, die wir beantworten wollen, was sind Biokatalyzatoren überhaupt?

Die zweite ist, welche Vorteile haben Biokatalyzatoren gegenüber klassischen

chemischen Katalyzatoren und was zeichnet überhaupt nachhaltige biokatalytische Prozesse aus?

Starten wir mit der Frage, was sind Biokatalyzatoren und bevor wir uns die

Biokatalyzatoren anschauen, schauen wir doch erstmal auf die Katalyzatoren im Allgemeinen.

Generell gilt für jeden Katalysator, dass sie chemische Prozesse beschleunigen. Wir starten mit

einem Substrat, geben dann einen Katalysator hinzu und erhalten hoffentlich ein gewünschtes

Produkt. Das Besondere bei den Katalyzatoren ist, dass sie die Reaktion unterstützen, aber selber

bei dieser Reaktion nicht verbraucht werden. Also könnten wir theoretisch auch mehrere Substrate

zu mehreren gewünschten Produkten mit einem einzigen Katalysator umsetzen. In der Regel setzen wir nicht

Frösche zu Prinzen um, sondern es geht natürlich irgendwelche Ausgangsmaterialien, Chemikalien in

gewünschte Zielsubstanzen umzusetzen. Also schauen wir uns mal eine ganz traditionelle,

klassische chemische Katalyse an, die jeder auch mit seinem Alltag hoffentlich verbinden kann. Das

ist der klassische Abgaskatalysator im Auto. Das trifft natürlich auf klassische Otto oder

auch Dieselmotoren zu. Der Katalysator im Auto katalysiert genau genommen verschiedene Reaktionen.

Ich habe mir jetzt eine beispielhaft hier rausgepickt und zwar katalysiert er die Reaktion von

Kohlennmonoxid und Sauerstoff zu Kohlenndioxid und der Katalysator, der das tut, ist in der Regel

Platin. Man könnte auch verwandte Metalle nehmen, wie beispielsweise Rhodium oder Palladium,

würde auch funktionieren. Wenn man sich die Reaktionsgleichung anschaut, werden zwei

Moleküle Kohlennmonoxid mit einem Molekül Sauerstoff verbunden und dann zu zwei Molekülen Kohlenndioxid

umgesetzt. Biokatalysatoren sind sehr ähnlich natürlich zu klassischen chemischen Katalysatoren.

Auch sie beschleunigen chemische Reaktionen, auch sie werden dabei nicht verbraucht und die

Biokatalysatoren, die wir in der Regel einsetzen, gehören zur Klasse der Enzyme. Auch hier habe ich

ein Beispiel mitgebracht. Ein Ausgangssubstrat wäre in dem Fall die Stärke. Das Enzym, das die

Katalyse durchführt, ist die sogenannte Amylase und das Zielprodukt, das uns hier interessiert,

ist die sogenannte Maltose. Stärke ist eine natürliche Substanz, die in vielen verschiedenen

Dingen vorkommt, beispielsweise in unserem Brot, also original das aus Weizen beispielsweise

gemacht ist oder aus Roggen, je nachdem, was für ein Brot sie bevorzugen. Aber Stärke ist beispielsweise

auch im Malz vorhanden, das wir unter anderem fürs Bierbrauen dann einsetzen. In dem Fall ist es so,

dass die Stärke ein Polymer ist aus verschiedenen Glucose-Grundeinheiten. Das heißt,

jedes dieser Grundeinheiten ist ein Glucosemolekül, aber in der Polymerkette schmeckt die Glucose

nicht süß. Ein anderes Wort für Glucose wäre Traubenzucker. Das verbinden wir eigentlich mit

einem süßen Geschmack. Wenn Sie jetzt aber beispielsweise eine Scheibe Brot nehmen und

da rein lassen, schmeckt das erstmal eher herzhaft und nicht süß. Wenn Sie aber zu Hause mal probieren,

das Brot einfach ein bisschen länger im Mund zu behalten, dann merken Sie, dass sich ein süßlicher

Geschmack im Mund einstellt. Das liegt daran, dass in unserem Speichel diese Amylasen vorhanden sind,

schon im Speichel und in unserem Mund damit die Verdauung beginnt und erste Einheiten von

Maltose freigesetzt werden. Maltose ist jetzt ein sogenanntes Disacharid, also ein Zweifachzucker,

wo nur noch zwei dieser Glucoseeinheiten verbunden sind. Da können wir jetzt schon den süßen Geschmack

anfangen zu schmecken. Wenn die Maltose dann noch mal zerlegt wird durch ein anderes Enzym,

da brauchen wir ein weiteres, das kann die Amylase nicht, dann wird die wirkliche Glucose frei und

dann kommt der richtig süße Geschmack zum Tragen. Das passiert dann aber in der Regel,

wenn wir das Brot essen, erst bei uns im Magen oder dann später und deswegen ist Brot für uns keine

Süßigkeit. Wenn wir uns das beim Malz überlegen, dann ist es so, wenn wir Bier brauen, dann haben

wir in der Regel vorgekeimtes Malz, Gerstenmalz beispielsweise und in diesem vorgekeimten Malz