Urease / Ureaseaktivität

Da die unmittelbare Messung der Trypsininhibitoren sehr aufwendig ist, wird eine Ersatzgröße, die Restaktivität des Enzyms Urease, herangezogen. Dieses Enzym, das Harnstoff in Ammoniak umwandelt, ist ebenfalls ein charakteristischer Inhaltsstoff der Sojabohne und dient zur indirekten Erfassung der Protein-Inhibitoren. Dies ist möglich, da sowohl Trypsininhibitoren als auch Urease wärmeempfindlich sind und durch Erhitzen inaktiviert werden können.

Ureaseabbau durch Erhitzen

Bei diesem Erhitzen befindet man sich in einem Spagat zwischen zwei gegenläufigen Effekten – einerseits der mit steigender Temperatur verbesserte Urease-/Trypsininhibitor-Abbau, andererseits der „Proteindenaturierung“, die mit steigender Temperatur ebenfalls zunimmt. Man muss selbst im Kern ca. 80-100°C erreichen, um den Ureaseabbau zu ermöglichen. Ab 120-140°C beginnen jedoch soggenannte Maillard-Reaktionen, die Proteine zunächst schwerer verdaulich machen und in weiterer Folge sogar zerstören können.

Das Enzym Urease

Das Enzym Urease katalysiert die Hydrolyse von Harnstoff in Kohlendioxid und Ammoniak: CO(NH2)2 + H2O → 2 NH3 + CO2

Aber nicht nur in den Bohnen der Sojapflanze ist das Enzym Urease enthalten sondern auch in den Blättern, allerdings in viel geringer Aktivität. Mithilfe der Blattenzyme wird der Stickstoff der Proteine recycelt, d.h. die Proteine zu Harnstoff zersetzt. Dieser Harnstoff wird nun durch die Urease in Kohlendioxid und Ammoniak gespalten. Der gleiche Vorgang ist auch in den Sojabohnen zu beobachten. Der bei diesen Reaktionen entstehende Ammoniak schützt mit großer Wahrscheinlichkeit die Pflanzen vor Krankheitserregern (das Pflanzenenzym wirkt also quasi selbst als Fungizid/Insektizid).

Allgemein ist bekannt, dass das Enzym Urease im Stickstoffkreislauf eine wichtige Rolle spielt. Für das Pflanzenwachstum ist Stickstoff von wesentlicher Bedeutung. Allerdings können ihn die meisten Pflanzen nur in Form von Ammonium oder Nitrat aufnehmen. Harnstoff wird von vielen Tieren mit dem Urin ausgeschieden. Von diesem tierischen Urin ernährt sich eine Vielzahl von Mikroorganismen im Boden. Hierbei bilden sie, um Harnstoff in Ammoniak umwandeln zu können, Urease. Diese steht dann wiederum den Pflanzen zur Verfügung. So entsteht also der Stickstoffkreislauf, bei dem Stickstoff aus Proteinen und anderen Verbindungen immer wieder recycelt wird.

Die in den Sojabohnen enthaltene Urease ist für Mensch und Tier ungefährlich.