@article{UhrWielandHomannetal.2016,
  author    = {Uhr, Linda and Wieland, Phillis and Homann, Thomas and Huschek, Gerd and Rawel, Harshadrai Manilal},
  title     = {Identification and LC-MS/MS-based analyses of technical enzymes in wheat flour and baked products},
  series = {European food research and technology : official organ of the EuCheMS, Division of Food Chemistry},
  volume    = {242},
  journal   = {European food research and technology : official organ of the EuCheMS, Division of Food Chemistry},
  publisher = {Springer},
  address   = {New York},
  issn      = {1438-2377},
  doi       = {10.1007/s00217-015-2536-5},
  pages     = {247 -- 257},
  year      = {2016},
  abstract  = {The use of technical enzymes in bakery industry is necessary for a consistent and good quality of baked products. Since the cultivation of cereals leads to low amounts of endogenous enzymes being present, a need of their commercial alternatives is becoming a routine process in order to meet the consumer quality demands. Targeted quantification proteomics-based methods are necessary for their detection to meet the regulatory criteria. Here, we initially report on the identification of Lipase FE-01, a lipase from fungus Thermomyces lanuginosus, as analyzed by SDS-PAGE, in-Gel digestion, and MALDI-TOF-MS. In further experiments, the focus of the study was directed toward an extensive use and optimization of in-solution enzymatic digestion in combination with LC-MS/MS techniques in identification of specific peptide markers and finally in utilization of the latter in delivering reproducible quantification data for several different technical enzymes (alpha-amylases, xylanase, and lipases from microbial origin) in complex matrices such as baked bread and wheat flour. Two digestion protocols (a fast option using thermocycler program and the well-established overnight method) were tested, and both of these can be successfully applied. The application of isotopically labeled analogs of the MRM targeted peptides as internal standards and the addition of an internal protein standard during the extraction/digestion experiment were compared to determine the optimal quantification algorithm of the recovered enzyme concentrations. Thus, a standardized sensitive LC-MS/MS method could be developed to determine technical enzymes as forthcoming ingredients in the prefabricated food formulations in concentrations lower than 10 ppm.},
  language  = {en}
}
@phdthesis{Uhr2016,
  author    = {Uhr, Linda},
  title     = {Technische Enzyme in Backwaren},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:kobv:517-opus4-96432},
  school      = {Universit{\"a}t Potsdam},
  pages     = {180},
  year      = {2016},
  abstract  = {Die sensorisch einwandfreie, konstant gute Qualit{\"a}t von Backprodukten, die beim Verbraucher einen hohen Stellenwert hat, wird maßgeblich durch den Gehalt endogener Getreideenzyme beeinflusst. Seit dem Auftreten z{\"u}chtungsbedingter Enzymdefizite ist der Einsatz technischer Enzyme zur Gew{\"a}hrleistung dieser geforderten Qualit{\"a}t eine feste Gr{\"o}ße in der Backwarenindustrie. Lebensmittelrechtlich werden technische Enzyme nicht als Zutat betrachtet, da sie theoretisch w{\"a}hrend des Backprozesses umgesetzt werden und im Endprodukt keine technologische Wirkung mehr zeigen. Vor allem in gebackenen Produkten bedarf es der Pr{\"u}fung, dass die eingesetzten technischen Enzyme nicht mehr als Zutat vorliegen und sich somit einer potentiellen Deklarationspflicht entziehen. Zur Gew{\"a}hrleistung der Wirtschaftlichkeit muss der quantitative Einsatz technischer Enzyme in der Backwarenindustrie gesteuert werden, um optimale Effekte zu erzielen und Kosten zu sparen. Ziel dieser Arbeit war daher die Entwicklung eines Analysenverfahrens, das den simultanen Nachweis verschiedener technischer Enzyme und deren Quantifizierung im Spurenbereich auch in gebackenen Produkten erm{\"o}glicht. F{\"u}r die Einsch{\"a}tzung der Wirkung der technischen Enzyme Fungamyl (Novozymes), Amylase TXL (ASA Spezialenzyme GmbH) sowie Lipase FE-01 (ASA Spezialenzyme GmbH) wurden Backversuche durchgef{\"u}hrt, die zeigten, dass Fungamyl und Amylase TXL zu einer verbesserten Brotqualit{\"a}t (Volumenausbeute, Feuchtegehalt, Sensorik) beitrugen. Die Zugabe der Lipase FE-01 f{\"u}hrte zu einer vermehrten Bildung freier Fetts{\"a}uren und wirkte sich negativ auf die sensorische Brotqualit{\"a}t aus. Dieser bisher nicht beschriebene Effekt konnte auf die Nutzung eines Spezial{\"o}ls als Backzutat zur{\"u}ckgef{\"u}hrt werden, welches ausschließlich aus ges{\"a}ttigten Fetts{\"a}uren besteht. Dies best{\"a}tigt die Bedeutung der Auswahl eines geeigneten Fettes beim Zusatz technischer Lipase zum Backprozess. Um die in Fungamyl und Lipase FE-01 enthaltenen Enzyme zu identifizieren, wurden SDS-PAGE und anschließender In-Gel-Verdau angewendet um die Analyse proteolytisch gespaltener Proteine mit MALDI-TOF-MS zu erm{\"o}glichen. Es konnte gezeigt werden, dass Fungamyl ein Gemisch aus 9,8 \% alpha-Amylase (Aspergillus oryzae) und 5,2 \% Endo-1,4-Xylanase (Thermomyces lanuginosus) enth{\"a}lt. Lipase FE-01 besteht aus der Lipase (Thermomyces lanuginosus), Amylase TXL wurde als alpha-Amylase (Aspergillus oryzae) identifiziert. Zur Analyse der technischen Enzyme in Backwaren wurde aufgrund seiner Robustheit und Sensitivit{\"a}t das Verfahren der LC-MS/MS gew{\"a}hlt. Die Entwicklung einer solchen Methode zur Detektion spezifischer Peptide erm{\"o}glichte den qualitativen Nachweis der 3 Enzyme alpha-Amylase (Aspergillus oryzae), Endo-1,4-Xylanase (Thermomyces lanuginosus) und Lipase (Thermomyces lanuginosus). Durch eine lineare Kalibrierung aus synthetisch hergestellten Peptiden unter Einbeziehung eines Protein-Internen-Standards sowie isotopenmarkierter Peptidstandards erfolgte dar{\"u}ber hinaus die quantitative Bestimmung in selbst hergestellten Referenzmaterialien (Weizenmehl, Toastbrot und Biskuitkeks). In weniger als 20 Minuten Messzeit kann das Enzym alpha-Amylase ab einer Konzentration von 2,58 mg/kg (Mehl, Keks), bzw. 7,61 mg/kg (Brot) quantitativ nachgewiesen werden. Zeitgleich k{\"o}nnen die Enzyme Endo-1,4-Xylanase ab einer Konzentration von 7,75 mg/kg (Brot), 3,64 mg/kg (Keks) bzw. 15,60 mg/kg (Mehl) sowie Lipase ab einer Konzentration von 1,26 mg/kg (Mehl, Keks), bzw. 2,68 mg/kg (Brot) quantifiziert werden. Die Methode wurde nach allgemein verwendeten Richtlinien im Zuge einer Validierung statistisch gepr{\"u}ft und lieferte sehr robuste und reproduzierbare quantitative Werte mit Wiederfindungsraten zwischen 50 \% und 122 \%. Das prim{\"a}re Ziel dieser Arbeit, die Entwicklung eines quantitativen Multiparameterverfahrens zum Nachweis technischer Enzyme in Backwaren, wurde somit erfolgreich umgesetzt.},
  language  = {de}
}