HomeVic Amylase

PHẦN BA: AMYLASE

Giới thiệu chung về amylase:

Amylase là một enzyme xúc tác quá trình thủy phân tinh bột (amylum Latin) thành đường. Amylase có trong nước bọt của con người và một số động vật có vú khác, nơi nó bắt đầu quá trình tiêu hóa hóa học. Thực phẩm có chứa một lượng lớn tinh bột nhưng ít đường, chẳng hạn như gạo và khoai tây, có thể có vị hơi ngọt khi chúng được nhai vì amylase làm biến đổi một phần tinh bột thành đường. Tuyến tụy và tuyến nước bọt tạo ra amylase (alpha amylase) để thủy phân tinh bột trong chế độ ăn uống thành disacarit và trisacarit được chuyển hóa bởi các enzyme khác thành glucose để cung cấp năng lượng cho cơ thể. Thực vật và một số vi khuẩn cũng sản xuất amylase. Là diastase, amylase là enzyme đầu tiên được phát hiện và phân lập (bởi Anselme Payen vào năm 1833). Các protein amylase cụ thể được chỉ định bởi các chữ cái Hy Lạp khác nhau. Tất cả các amylase là hydrolase glycoside và hoạt động trên các liên kết α-1,4-glycosid.

Amylase nồng độ cao được tìm thấy trong tuyến tụy của hầu như tất cả các động vật. Tuy nhiên, nó cũng được tìm thấy ở gan, tuyến nước bọt và niêm mạc ruột non của nhiều loài; số lượng amylase trong các cơ quan này thay đổi đáng kể với các loài khác nhau. Việc loại bỏ amylase từ máu trong tất cả các loài là tương đối nhanh chóng, nhưng cơ chế thanh thải là đặc trưng cho loài. Ở nhiều động vật, amylase được đào thải qua thận; gan dường như có liên quan đến các động vật khác. Amylase được sản xuất bởi tuyến tụy đi vào ruột non để hỗ trợ tiêu hóa bằng cách thủy phân carbohydrate phức tạp; canxi ion hóa là cần thiết cho quá trình này.

Phân loại amylase:

	α-amylase	β-amylase	γ-amylase
Nguồn gốc	Động vật, thực vật, vi khuẩn	Thực vật, vi khuẩn	Động vật, vi khuẩn
Mô	Nước bọt, tuyến tụy	Hạt, trái cây	Ruột non
Điểm phân tách	Liên kết α-1,4 glycosidic ngẫu nhiên	Liên kết α-1,4 glycosidic thứ hai	Liên kết α-1,4 glycosidic cuối cùng
Sản phẩm phản ứng	Maltose, dextrin,...	Maltose	Glucose
pH tối ưu	6.7–7.0	4.0–5.0	3.0
Nhiệt độ tối ưu trong sản xuất bia	63–70 °C	55–65 °C

 

Chức năng của amylase:

Mỗi khi bạn ăn các loại thực phẩm giàu tinh bột yêu thích của bạn, chẳng hạn như khoai tây và bánh mì, amylase đóng vai trò thiết yếu trong việc phá vỡ các carbohydrate phức tạp đó thành các loại đường đơn giản, có thể sử dụng được. Sau khi được hấp thụ, carbohydrate được tiêu hóa bởi amylase cung cấp cho bạn năng lượng rất cần thiết để cung cấp năng lượng cho bạn. Không có amylase trong cơ thể, bạn sẽ rất mệt mỏi và có thể bị chứng khó tiêu khá khó chịu.

Amylase đóng vai trò là enzim tiêu hóa

Khi bạn nếm thử hương vị và thưởng thức kết cấu thức ăn, nước bọt sẽ được tiết ra; đây là sự khởi đầu của quá trình tiêu hóa Nhiều enzyme khác nhau được sản xuất trong cơ thể bạn là cần thiết để phá vỡ thức ăn thành các phân tử đơn giản có thể được hấp thụ vào máu của bạn. Enzyme proteolytic, hoặc protease, phá vỡ protein, lipase phân hủy chất béo và amylase phá vỡ carbohydrate. Không có amylase, bạn sẽ không thể tiêu hóa được tinh bột và đường. Chất xơ cũng là một dạng carbohydrate, nhưng amylase không thể phá vỡ nó và nó đi qua cơ thể bạn mà không được tiêu hóa.

Amylase nước bọt

Amylase đầu tiên được tiết ra trong miệng của bạn. Khi nước bọt của bạn trộn với thức ăn, amylase bắt đầu công việc của nó. Sau khi nuốt, thức ăn đi đến dạ dày của bạn và kết hợp với axit dạ dày. Độ pH khoảng 7 là cần thiết để amylase hoạt động tốt nhất và axit dạ dày làm giảm độ pH, làm bất hoạt amylase. Một lượng nhỏ enzyme có thể vẫn hoạt động ở trung tâm của bolus, hoặc khối lượng thức ăn, cho đến khi axit dạ dày xâm nhập vào nó. Tại thời điểm này, tinh bột chỉ bị phá vỡ một phần và phần còn lại của quá trình tiêu hóa của nó được giữ lại, tiếp tục trong ruột non của bạn.

Amylase tụy

Khi thoát khỏi dạ dày của bạn, thức ăn di chuyển vào ruột non của bạn, nơi nước ép tụy có chứa amylase, bicarbonate và các enzyme tiêu hóa khác được giải phóng. Bicarbonate trong dịch tiết tuyến tụy trung hòa độ axit từ dịch tiết dạ dày và tăng độ pH để cho phép amylase tiếp tục hoạt động. Tinh bột và đường có mặt được chia thành một loại carbohydrate đơn giản gọi là maltose và được hấp thụ vào máu của bạn. Là kết quả cuối cùng của công việc của amylase, tinh bột trong thức ăn của bạn bị phá vỡ và chuyển thành glucose trong máu, được sử dụng làm năng lượng.

Ứng dụng của amylase

Ứng dụng của amylase trong quá trình lên men

α- và-amylase rất quan trọng trong sản xuất bia và rượu làm từ đường có nguồn gốc từ tinh bột. Trong quá trình lên men, nấm men ăn đường và bài tiết ethanol. Trong bia và một số chất lỏng, đường có mặt ở giai đoạn đầu của quá trình lên men đã được sản xuất bằng cách "nghiền" ngũ cốc hoặc các nguồn tinh bột khác (như khoai tây). Trong sản xuất bia truyền thống, lúa mạch mạch nha được trộn với nước nóng để tạo ra một "hỗn hợp", được giữ ở nhiệt độ nhất định để cho phép các amylase trong hạt mạch nha chuyển đổi tinh bột của lúa mạch thành đường. Nhiệt độ khác nhau tối ưu hóa hoạt động của alpha hoặc beta amylase, dẫn đến hỗn hợp các loại đường lên men và không thể lên men khác nhau. Khi chọn nhiệt độ nghiền và tỷ lệ hạt-nước, một nhà sản xuất bia có thể thay đổi nồng độ cồn, cảm giác miệng, mùi thơm và hương vị của bia thành phẩm.

Ứng dụng của amylase trong sản xuất phụ gia bột mì

Amylase được sử dụng trong sản xuất bánh mì và phá vỡ các loại đường phức tạp, chẳng hạn như tinh bột (có trong bột), thành các loại đường đơn giản. Nấm men sau đó sử dụng các loại đường đơn giản này và chuyển đổi nó thành các sản phẩm thải của ethanol và carbon dioxide. Điều này truyền đạt hương vị và làm cho bánh mì phồng lên. Trong khi amylase được tìm thấy tự nhiên trong các tế bào nấm men, cần có thời gian để nấm men sản xuất đủ các enzyme này để phá vỡ lượng tinh bột đáng kể trong bánh mì. Đây là lý do có các loại bột lên men dài như bột chua. Các kỹ thuật làm bánh mì hiện đại đã bao gồm các amylase (thường ở dạng lúa mạch mạch nha) vào chất phụ gia bánh mì, do đó làm cho quá trình này nhanh hơn và thiết thực hơn cho sử dụng thương mại. α-Amylase thường được liệt kê như một thành phần trên bột nghiền thương mại.

Ứng dụng của amylase trong sinh học phân tử

Trong sinh học phân tử, sự hiện diện của amylase có thể đóng vai trò là phương pháp lựa chọn bổ sung để tích hợp thành công cấu trúc chỉ thị bên cạnh việc kháng kháng sinh. Khi các gen chỉ thị được đặt cạnh các vùng tương đồng của gen cấu trúc cho amylase, sự tích hợp thành công sẽ phá vỡ gen amylase và ngăn chặn sự thoái hóa tinh bột, có thể dễ dàng phát hiện thông qua nhuộm iốt.

Ứng dụng của amylase trong y tế

Amylase cũng có các ứng dụng y tế trong việc sử dụng liệu pháp thay thế enzyme tuyến tụy (PERT). Nó là một trong những thành phần trong Sollpura (liprotamase) để giúp phân hủy sacarit thành các loại đường đơn giản.

Ứng dụng khác của amylase

Một chất ức chế alpha-amylase, được gọi là phaseolamin, đã được thử nghiệm như một chất hỗ trợ chế độ ăn uống tiềm năng.

Khi được sử dụng làm phụ gia thực phẩm, amylase có số E E1100 và có thể được lấy từ tuyến tụy lợn hoặc nấm mốc.

Bacillute amylase cũng được sử dụng trong quần áo và chất tẩy rửa máy rửa chén để hòa tan tinh bột từ vải và bát đĩa.

Các nghiên cứu khoa học về amylase

Năm 1831, Erhard Friedrich Leuchs đã mô tả quá trình thủy phân tinh bột bằng nước bọt, do sự hiện diện của một loại enzyme trong nước bọt, "ptyalin" - một amylase. Lịch sử hiện đại của enzyme bắt đầu vào năm 1833, khi các nhà hóa học người Pháp Anselme Payen và Jean-François Persoz phân lập một phức hợp amylase từ lúa mạch nảy mầm và đặt tên là "diastase". Năm 1862, Alexander Jakulowitsch Danilewsky đã tách amylase tụy khỏi trypsin.