Amylase

Další názvy: Amylasa, Amyláza

Enzym amyláza: klíčový rozkladač sacharidů

Amyláza (systematický název: α-1,4-glukan:glukanohydroláza) je enzym, který patří do skupiny hydroláz a přirozeně se vyskytuje v mnoha organismech, včetně lidí. Tento enzym, známý také pod anglickým názvem amylase, je nezbytný pro štěpení škrobu a jiných polysacharidů na jednodušší cukry. Kromě biologické role se používá i v potravinářství, farmaceutickém průmyslu či ekologických čisticích prostředcích.

Chemické vlastnosti

Amyláza je bílkovina složená z aminokyselin, která působí jako specifický biokatalyzátor. Nejedná se tedy o klasickou nízkomolekulární sloučeninu se vzorcem, ale o makromolekulu. Z hlediska struktury rozlišujeme tři hlavní typy amyláz – α-amylázu, β-amylázu a γ-amylázu, přičemž každá z nich má mírně odlišnou funkci a substrátovou specifitu.

Například α-amyláza (CAS: 9000-90-2) štěpí vnitřní α-1,4-glykosidické vazby ve škrobech, zatímco β-amyláza štěpí škrob z konce molekuly a produkuje maltózu. Amylázy jsou rozpustné ve vodě a stabilní pouze v určitém pH a teplotním rozmezí, typicky mezi 4,5–7 pH a do 80 °C, přičemž stabilitu ovlivňuje i přítomnost iontů jako Ca²⁺.

Přirozeně se amyláza vyskytuje ve slinách savců, pankreatu, ale také v mnoha rostlinách a mikroorganismech.

Využití a aplikace

Amyláza má širokou škálu využití napříč odvětvími. V potravinářském průmyslu je nezbytná při zpracování škrobnatých surovin k výrobě sirupů, chleba, piva a dalších fermentovaných produktů. Například při pečení chleba amyláza rozkládá škrob na cukry, které spotřebovávají kvasinky, čímž vzniká oxid uhličitý a těsto kyne. V pivovarnictví enzym urychluje sladování ječmene.

Ve farmacii se používá ve výživových doplňcích na podporu trávení, kde pomáhá synteticky doplnit nebo podpořit přirozené trávení sacharidů. V ekologických čisticích prostředcích podporuje odbourávání škrobových skvrn, například od těstovin nebo brambor. Právě v oblasti ekologických detergentů je amyláza stále častěji využívána, jak potvrzuje např. článek na webu Ferwer, kde se zdůrazňuje její význam v ekologických čisticích produktech.

Díky své schopnosti štěpit škroby se také uplatňuje při textilním zpracování, například při odstraňování zahušťovadel ze tkanin, a rovněž v papírenském průmyslu při úpravě povrchů papíru.

Přirozený výskyt a výroba

Amyláza se přirozeně syntetizuje u živočichů, rostlin i mikroorganismů. U člověka se α-amyláza vylučuje zejména ve slinách a pankreatu. U rostlin bývá enzym aktivní během klíčení, kde slouží k přeměně uložených škrobů na energii. Mikroorganismy produkující amylázu, jako například bakterie rodu Bacillus či houby jako Aspergillus niger, se hojně využívají při průmyslové výrobě enzymu fermentačními metodami.

Typickou metodou průmyslové syntézy je kultivace těchto organismů v řízených podmínkách fermentačních nádrží, při nichž se enzymy izolují, čistí a stabilizují. Celý proces je relativně šetrný k životnímu prostředí a nabízí vysoké výtěžky, což z něj činí ekonomicky výhodnou variantu oproti chemickým metodám.

Bezpečnost a ekologie

Amyláza je obecně považována za bezpečnou látku, běžně se vyskytující v lidském těle i v potravinách. Vdechování vysokých koncentrací enzymových prachů však může působit jako alergen, zejména u pracovníků ve zpracovatelském průmyslu. Proto se v průmyslových provozech používají adekvátní ochranné pomůcky a ventilace.

Z ekologického hlediska je enzym biologicky odbouratelný, a tedy šetrný k přírodě. V porovnání s agresivními chemickými čisticími prostředky enzymatické formulace na bázi amylázy nezatěžují vodní ekosystémy. Díky této vlastnosti se amyláza stále častěji používá v ekologických produktech pro domácnost s certifikací environmentálního dopadu, jak je popsáno i v odborných publikacích např. v časopise Environmental Science & Technology.

Zajímavosti a souvislosti

Amyláza byla jedním z prvních enzymů identifikovaných a popsaných vědeckou komunitou. Už v 19. století byl tento enzym rozpoznán jako klíčový při trávení škrobu. Například švédský chemik Jöns Jakob Berzelius už v roce 1833 popsal působení slin na škrob jako katalytické, čímž položil základ pro pozdější výzkum enzymatických procesů.

U lidí ovlivňuje množství amylázy i genetická výbava – lidé pocházející z kultur s vysokým příjmem škrobových potravin (např. rýže, brambory) mají více kopií genu AMY1, odpovědného za slinnou amylázu. Toto zjištění bylo předmětem výzkumu publikovaného v vědeckém časopise Nature Genetics. Kromě biologie se amyláza také využívá v forenzní analýze slin na důkazních materiálech, neboť její přítomnost je jedním ze znaků slinných stop.

Shrnutí

Amyláza je enzym s klíčovým významem pro biologii i průmysl. Její schopnost štěpit složité polysacharidy na jednodušší cukry nachází uplatnění v potravinářství, farmacii, ekologické drogerii i v analytických laboratořích. Jako přirozeně se vyskytující a biologicky odbouratelný enzym představuje efektivní a šetrné řešení mnoha technologických výzev. S rostoucím důrazem na udržitelnost její role v moderním světě neustále roste.