Maltase là gì? Vai trò, cơ chế tác dụng và ứng dụng thực tế

Trong quá trình tiêu hóa carbohydrate, enzyme đóng vai trò quyết định giúp phân giải các hợp chất phức tạp thành dạng đơn giản để hấp thu. Trong đó, maltase có vai trò quan trọng, tham gia vào bước cuối cùng của quá trình phân giải tinh bột thành glucose, giúp cung cấp năng lượng cho các cơ quan hoạt động. Vậy maltase là gì? Vai trò, cơ chế tác dụng và ứng dụng thực tế như thế nào? Cùng Mediphar USA tìm hiểu trong bài viết dưới đây.

Maltase là gì?

Maltase là enzyme tiêu hóa thuộc nhóm hydrolase. Enzyme có vai trò xúc tác cho phản ứng thủy phân maltose, một dạng đường đôi được tạo thành trong quá trình phân giải tinh bột, thành hai phân tử glucose. Đây là bước cuối cùng trong chuỗi phản ứng chuyển hóa carbohydrate, giúp cơ thể hấp thụ và sử dụng tinh bột dưới dạng đường đơn. [1]

Trong hệ tiêu hóa của con người, maltase được tiết ra từ niêm mạc ruột non. Khi tinh bột trong thực phẩm được enzyme amylase ở tuyến tụy hoặc trong nước bọt phân giải thành maltose, maltase sẽ tiếp tục thuỷ phân maltose thành glucose. Glucose sau đó được hấp thu vào máu và trở thành nguồn năng lượng trực tiếp cho các hoạt động sống của cơ thể.

Maltase có ở đâu?

Maltase là một enzyme tiêu hóa có cả ở người, động vật và thực vật [2]. Tùy từng nhóm, vị trí và chức năng của enzyme có những đặc điểm khác nhau:

• Ở người: Maltase có chủ yếu tại ruột non, được tổng hợp bởi các tế bào của lớp niêm mạc lót thành ruột. Enzyme giữ vai trò quan trọng trong việc phân giải maltose thành glucose để cơ thể dễ dàng hấp thu và sử dụng làm năng lượng.
• Ở thực vật: Enzyme maltase có nhiều trong hạt đang nảy mầm, điển hình là hạt lúa mạch. Nhờ hoạt tính của maltase, tinh bột dự trữ trong hạt được phân giải thành glucose, cung cấp năng lượng cho sự phát triển của cây non.
• Ở vi sinh vật: Nấm men và nhiều loại vi khuẩn có khả năng tiết maltase. Đặc tính này được ứng dụng trong công nghiệp thực phẩm như sản xuất bia, rượu và bánh mì, nơi glucose là nguồn dinh dưỡng cho quá trình lên men.
• Ở động vật: Maltase cũng có ở hệ tiêu hóa, đóng vai trò phân giải maltose thành glucose để đáp ứng nhu cầu năng lượng.

Cơ chế tác dụng của maltase

Cơ chế hoạt động của enzyme maltase dựa trên nguyên tắc xúc tác sinh học, mang tính đặc hiệu cao. Tại vị trí hoạt động, maltase nhận diện và gắn kết đặc hiệu với cơ chất maltose. Sau đó, enzyme xúc tác quá trình thủy phân liên kết glycosidic α – 1,4 trong maltose, sử dụng một phân tử nước để tách đôi, tạo thành hai phân tử glucose tự do.

Nhờ cơ chế đặc hiệu này, maltase đảm bảo quá trình phân giải carbohydrate từ tinh bột hoàn toàn, cung cấp glucose là nguồn năng lượng thiết yếu cho não, tim và cơ bắp hoạt động hiệu quả.

Các yếu tố ảnh hưởng đến hoạt tính của enzyme maltase

Hoạt tính của enzyme maltase chịu tác động bởi nhiều yếu tố sinh lý và môi trường như [3]:

• Nhiệt độ: Enzyme hoạt động mạnh nhất trong khoảng 38 – 50°C, nhưng có thể mất hoạt tính khi bị đun quá nóng. 
• Độ pH: Ảnh hưởng trực tiếp đến hoạt tính enzyme, hoạt động tối ưu từ pH 5,0 đến 7,0. 
• Nồng độ maltose: Quyết định tốc độ phản ứng. Khi nồng độ maltose tăng, tốc độ phản ứng do maltase xúc tác cũng tăng theo.
• Một số ion kim loại hoặc chất ức chế: Các ion kim loại nặng hoặc chất ức chế có thể làm biến đổi cấu hình không gian của enzyme hoặc gắn cạnh tranh vào vị trí hoạt động, khiến maltase mất khả năng liên kết với cơ chất. 

Vai trò của của maltase trong cơ thể

Maltase là enzyme quan trọng trong hệ tiêu hóa, giữ vai trò phân giải maltose thành glucose. Nhờ đó, cơ thể vừa hấp thu năng lượng hiệu quả, vừa duy trì hệ tiêu hóa khỏe mạnh. Dưới đây là những vai trò chính của maltase [4]:

Phân huỷ maltose

Trong quá trình tiêu hóa carbohydrate, tinh bột được enzyme amylase trong nước bọt và dịch tụy thủy phân tạo thành maltose. Tuy nhiên, maltose không được cơ thể hấp thu trực tiếp qua niêm mạc ruột. Enzyme maltase được tiết ra từ bờ bàn chải của tế bào biểu mô ruột non sẽ xúc tác phản ứng thủy phân maltose thành hai phân tử glucose.

Cung cấp năng lượng cho cơ thể

Glucose từ quá trình thuỷ phân maltase sẽ được hấp thu qua thành ruột non và đi vào máu. Glucose là nguồn năng lượng thiết yếu cho các cơ quan quan trọng như não bộ, cơ tim và cơ bắp hoạt động. Nhờ maltase, nguồn năng lượng từ tinh bột trong thực phẩm được chuyển hóa thành dạng dễ sử dụng, giúp cơ thể duy trì các hoạt động thường ngày như vận động, học tập, suy nghĩ và tái tạo tế bào.

Hỗ trợ hệ tiêu hoá

Maltase góp phần quan trọng trong quá trình tiêu hóa carbohydrate. Khi maltose được phân hủy thành glucose, ruột non có thể hấp thu carbohydrate mà không gây gánh nặng cho hệ tiêu hóa. Điều này giúp hạn chế tình trạng rối loạn tiêu hóa như đầy hơi, tiêu chảy, hoặc chướng bụng thường xảy ra khi đường không được tiêu hoá hết. Ngoài ra, maltase còn góp phần duy trì cân bằng vi sinh vật đường ruột, vì lượng đường tích tụ tạo môi trường thuận lợi cho vi khuẩn có hại. Như vậy, enzyme này vừa đóng vai trò trong chuyển hóa năng lượng, vừa bảo vệ sự ổn định của hệ tiêu hóa.

Thiếu maltase gây ra tình trạng gì?

Thiếu enzyme maltase, đặc biệt là dạng maltase acid (acid alpha – glucosidase), có thể dẫn đến một bệnh lý hiếm gặp gọi là bệnh Pompe. Đây là rối loạn di truyền, xảy ra khi cơ thể không sản xuất đủ hoặc không có khả năng hoạt động bình thường của enzyme này.

Khi thiếu maltase acid, glycogen không được phân giải hoàn toàn mà tích tụ bất thường trong lysosome của hầu hết các tế bào, đặc biệt là trong cơ xương và cơ tim. Sự tích tụ này gây tổn thương tiến triển, làm suy yếu chức năng cơ bắp và ảnh hưởng nghiêm trọng đến hoạt động sống của cơ thể. [5]

Ứng dụng thực tế của enzyme maltase 

Không chỉ đóng vai trò quan trọng trong cơ thể người, enzyme maltase còn có giá trị lớn trong nhiều lĩnh vực thực tiễn.

• Trong y học: Maltase được nghiên cứu với mục đích phát triển các loại thuốc hỗ trợ và điều trị bệnh tiểu đường. Nhờ khả năng kiểm soát tốc độ giải phóng glucose vào máu, maltase được kỳ vọng sẽ giúp ổn định đường huyết hiệu quả hơn so với một số phương pháp hiện nay, đồng thời giảm thiểu nguy cơ gây tác dụng phụ. [6]
• Trong công nghiệp thực phẩm: Trong quá trình sản xuất bia, rượu hay bánh mì, enzyme này giúp chuyển hóa maltose thành glucose là nguồn nguyên liệu dễ dàng được nấm men sử dụng. Điều này giúp nâng cao hiệu quả lên men và cũng ảnh hưởng trực tiếp đến hương vị, độ cồn và chất lượng sản phẩm cuối cùng. Bên cạnh đó, maltase còn là công cụ quan trọng trong sản xuất siro glucose, một chất tạo ngọt có trong nhiều loại kẹo, nước giải khát và thực phẩm chế biến sẵn. 

Sự khác biệt giữa maltase và maltose

Maltase và maltose tuy có tên gọi gần giống nhau nhưng bản chất hoàn toàn khác biệt. Bảng dưới đây trình bày chi tiết sự khác biệt giữa maltase và maltose: [3]

Kết luận 

Maltase là một enzyme quan trọng quá trình thuỷ phân maltose thành glucose nguồn năng lượng quan trọng cho não bộ, tim và cơ bắp. Bên cạnh vai trò sinh học trong cơ thể, maltase còn được ứng dụng rộng rãi trong y học và công nghiệp thực phẩm. Hiểu rõ về enzyme maltase, cơ chế hoạt động và vai trò của nó không chỉ giúp nâng cao kiến thức sinh học mà còn mang lại giá trị trong chăm sóc sức khỏe, phòng ngừa bệnh tật và thúc đẩy sự phát triển của công nghệ sinh học.

Nguồn tham khảo:

1. Glucose | Definition, Structure, & Function | Britannica
2. Maltase – Knowledge and References
3. Structure of Maltase Enzyme
4. https://globalhealing.com/blogs/education/maltase?srsltid=AfmBOooe_w8j-guLxj0NZCZXBqgTFhwSXL0Ivu7wGgQt_931IgjpRgmD
5. Pompe – bệnh rối loạn chuyển hoá hiếm gặp | Khoa học thường thức
6. The Effect of Polyhydroxylated Alkaloids on Maltase – Glucoamylase – PMC 

MEDIPHARUSA

Đã kiểm duyệt nội dung

Mediphar USA tự hào là đơn vị tiên phong trong lĩnh vực sản xuất, gia công và phân phối thực phẩm chức năng bảo vệ sức khỏe và mỹ phẩm tại Việt Nam. Với hơn 20 năm kinh nghiệm và sở hữu nhà máy sản xuất đạt chuẩn GMP đầu tiên tại khu vực phía Nam, chúng tôi cam kết mang đến những sản phẩm chất lượng vượt trội, đáp ứng nhu cầu chăm sóc sức khỏe của người tiêu dùng.