Khi chúng ta ăn cơm hoặc khoai tây, thức ăn trong miệng chúng ta lặng lẽ bộc lộ những hương vị khác nhau, đặc biệt là vị ngọt. Đằng sau sự biến đổi này là một hoạt động phức tạp của các quá trình sinh hóa liên quan đến một loại enzyme gọi là amylase.
Amylase là enzyme xúc tác quá trình thủy phân tinh bột. Chức năng chính của nó là chuyển hóa tinh bột thành đường. Trong nước bọt của con người, amylase bắt đầu quá trình tiêu hóa hóa học. Khi chúng ta nhai những thực phẩm chứa nhiều tinh bột nhưng ít đường, chẳng hạn như gạo và khoai tây, amylase sẽ phân hủy tinh bột thành đường, tạo cho thức ăn một chút vị ngọt.
Sự biến đổi này không chỉ giới hạn ở vị giác trên đầu lưỡi. Trên thực tế, sự phân hủy tinh bột là điều cần thiết để cơ thể có được năng lượng.
Amylase chủ yếu được chia thành ba loại: α-amylase, β-amylase và γ-amylase.
Alpha-amylase là enzyme tiêu hóa chính ở động vật và hoạt động mạnh nhất ở độ pH tối ưu từ 6,7 đến 7,0. Nó thủy phân ở các vị trí ngẫu nhiên trong chuỗi tinh bột, cuối cùng tạo thành maltotriose và maltose. Enzyme này được tìm thấy rộng rãi trong nước bọt và tuyến tụy của con người, đồng thời cũng được tìm thấy trong thực vật và vi khuẩn.
Khác với α-amylase, β-amylase hoạt động ở đầu không khử, thủy phân hai đơn vị glucose (tức là maltose) cùng một lúc. Trong quá trình chín của quả, beta-amylase chuyển hóa tinh bột thành maltose, là nguồn tạo ra vị ngọt của quả chín.
γ-Amylase có thể cắt liên kết glycosid α(1-6) và thủy phân đầu không khử của tinh bột và glycogen, cuối cùng giải phóng glucose.
Amylase đóng vai trò quan trọng trong việc nấu bia và làm bánh mì. Thông qua quá trình “ngập”, tinh bột trong mạch nha được chuyển hóa thành đường, sau đó được men tiếp tục lên men thành rượu.
Trong làm bánh hiện đại, amylase thường được sử dụng làm phụ gia bột mì giúp phân hủy tinh bột nhằm cải thiện hương vị trái cây và tác dụng tạo men.
Từ góc độ tiến hóa, nhiều loài động vật có vú đã trải qua sự gia tăng đáng kể số lượng bản sao của gen amylase. Điều này chuyển hướng alpha-amylase tuyến tụy đến tuyến nước bọt, cho phép động vật nếm tinh bột và tiêu hóa hiệu quả hơn. Sự thay đổi này thể hiện rõ nhất ở con người và một số loài động vật có vú khác sau Cách mạng Nông nghiệp.
Ngoài vai trò của nó trong quá trình tiêu hóa, việc đo amylase trong huyết thanh có thể đóng vai trò là công cụ trong chẩn đoán y tế. Khi nồng độ của nó bất thường, nó có thể là dấu hiệu của viêm tụy cấp hoặc các tình trạng bệnh lý khác.
Điều đáng lưu ý là lượng amylase dư thừa có thể gây ra một số vấn đề sức khỏe liên quan đến công việc. Dữ liệu cho thấy từ 5 đến 9% thợ làm bánh có phản ứng dị ứng với amylase.
Thực trạng như vậy khiến chúng ta băn khoăn không biết tinh bột trong khẩu phần ăn và phản ứng với amylase sẽ ảnh hưởng như thế nào đến sức khỏe và chất lượng cuộc sống của chúng ta?