Amylase là nhóm enzyme phổ biến có cả trong thực vật, động vật, và các vi sinh vật. Anselme Payen và Jean Peroz lần đầu tiên tinh sạch đƣợc amylase từ mạch nha và năm 1835 [20]. Cho đến ngày nay amylase vẫn là enzyme đƣợc sử dụng nhiều trong trong các lĩnh vực nhƣ: công nghiệp thực phẩm, sản xuất bia rƣợu, nƣớc uống, thuốc trong y học…
Amylase xúc tác cho quá trình thủy phân liên kết glycoside của tinh bột, glycogen và các polysaccaride tƣơng tự. Sự tác động của nhóm enzyme này lên cơ chất theo hai hƣớng: các amylase nội phân cắt cơ chất một cách ngẫu nhiên tại các liên kết nằm bên trong phân tử và các amylase hƣớng ngoại thủy phân cơ chất từ đầu không khử. Cơ chất chủ yếu của amylase là tinh bột một loại polysaccaride dự trữ phổ biến ở thực vật. Đây là nguồn cung cấp cacbon, năng lƣợng chủ yếu cho động vật. Tinh bột đƣợc hình thành từ hai đơn vị cơ bản là: malose và amylopectin. Cả hai đều đƣợc cấu tạo từ α-D-glucose liên kết với nhau bằng liên kết α-1,4- glycoside tạo thành các chuỗi liên tục, ngoài dạng thẳng, amylopectin còn có cấu trúc phân nhánh và tại điểm phân nhánh là liên kết α-1,6-glycoside. Tỷ lệ phân nhánh là đặc điểm quan trọng của cơ chất vì các enzyme thủy phân cơ chất với tính đặc hiệu khác nhau [35].
Amylase có thể chia làm 3 dạng chính là: α-amylase, β-amylase và glucoamylase. Các enzyme này khác nhau về tính đặc hiệu tác dụng với liên kết glycoside và một số tính chất khác.
α-amylase (EC3.2.1.1) có nhiều trong hạt nẩy mầm, tụy tạng, dịch tiếu hóa của động vật và trong cả vi khuẩn. α-amylase thuộc nhóm enzyme thủy phân bên trong chuỗi, chúng cắt ngẫu nhiên các liên kết α-1,4-glycoside nằm bên trong phân tử tinh
18 bột để tạo thành các dextrin phân tử thấp, do đó tinh bột nhanh chóng bị mất khả năng tạo mầu với Iot và bị giảm độ nhớt mạnh.
α-Amylase là một enzyme ngoại bào đƣợc tạo thành trong tế bào chất và vận chuyển ra ngoài lớp không gian chu chất nhờ các peptide tín hiệu (signal peptide). Đoạn peptide tín hiệu của α-amylase có chiều dài khoảng 29-41 amino acid. Tại vùng NH2 của mỗi đoạn peptide tín hiệu có chứa một số vị trí amino acid dễ bị biến đổi, đƣợc nối tiếp với một vùng kị nƣớc mạnh có cấu trúc xoắn α.
α-Amylase của nấm men nhƣ S. fibuligera đã đƣợc nghiên cứu gồm 6 trình tự aixit amin có tính bảo thủ cao nằm trong trung tâm hoạt động của enzyme. Axit amin tryptophan tại vị trí 84 (W84) là vùng bảo thủ thứ nhất và sự thay thế nó bởi leucin (L) sẽ làm tăng hoạt tính transglycosylation của nấm nem. Ngoài ra, axit amin tyrosin tại vị trí 83 (Y83) cũng giữ vai trò quan trọng trong sự thủy phân bởi tính bảo thủ cao của nó trong cấu trúc enzyme xuất phát từ nhiều nguồn khác nhau. Sự thay thế Y(83) bởi W, L hoặc N sẽ làm tăng cƣờng hoạt tính transglycosylation mạnh hơn đối với cơ chất maltoheeptoza so với khi thay thế W(84) bởi L [35].
Mỗi phân tử enzyme yêu cầu ít nhất một ion Ca2+để duy trì cấu trúc bậc 4 của nó. Khi cho thêm EDTA vào hỗn hợp phản ứng thì chất này sẽ tách io kim loại ra khỏi hỗn hợp phân tử enzyme, do đó làm bất hoạt α-amylase. Hoạt tính của enzyme sẽ đƣợc phục hồi trở lại nếu sau đó hỗn hợp phản ứng đƣợc ủ với nồng độ Ca2+cao.Ngoài ra Ca2+các ion kim loại khác nhƣ Mg2+cũng cần thiết đối với hoạt động của enzyme. Tuy nhiên khi bất hoạt enzyme sẽ không phôi phục trạng thái hoạt động nếu ủ ở Mg2+. Điều này cho thấy rằng, ion Ca2+rất cần thiết để biểu hiện hoạt tính của emzyme và Ca2+không thể thay thế bằng Mag2+.