Вещество, на которое действует энзим, называется субстратом. Так, крахмал является субстратом птиалина (амилазы слюны). Известный физиолог Фишер предположил, что специфичность различных энзимов связана со структурой веществ, на которые оказывается воздействие. Каждый энзим, по-видимому, приспособлен или соответствует определенной структуре.
Процесс пищеварения начинается во рту. Все пищевые продукты дробятся на более мелкие частицы при разжевывании, они тщательно насыщаются слюной. Что касается химической стороны пищеварения, то только пищеварение крахмала начинается во рту. Слюна во рту представляет собой щелочную жидкость и содержит энзим, называемый птиалином. Он действует на крахмал, расщепляя его до мальтозы (комплексный сахар), на нее в кишечнике действует энзим мальтаза, превращая ее в простой сахар (декстрозу). Действие птиалина на крахмал является подготовительным, поскольку мальтаза не может влиять на крахмал. Считается, что амилаза, энзим, выделяемый поджелудочной железой, способная расщеплять крахмал, действует на крахмал сильнее, чем птиалин. Так что крахмал, который не переварился во рту и желудке, может быть расщеплен на мальтозу и декстрин, при условии, конечно, что он не подвергся ферментации прежде, чем достиг кишечника.
Птиалин разрушается слабой кислотой, а также в сильнощелочной среде. Он может работать только в слабощелочной среде. Эти границы действия энзима делают важным пережевывание, при котором смешиваются крахмалы. Если крахмалы смешиваются с кислыми продуктами или продуктами, вызывающими кислую секрецию в желудке, то действие птиалина прекращается.
Реакция желудочного сока меняется от почти нейтральной до сильнокислой, в зависимости от характера съеденной пищи. Желудочный сок содержит три энзима: пепсин, действующий на белок; липазу, слабо воздействующую на жиры, и иреннен, который свертывает молоко.
Пепсин способен инициировать расщепление всех видов белков. Это очень важно, так как оказывается, что это единственный энзим с такой способностью. На различных стадиях пищеварения на белок действуют различные энзимы, расщепляющие его. Возможно, что ни один из них не может влиять на протеин в стадии, предшествующей той, для которой он специфически приспособлен. Например, эрипсин, обнаруженный в кишечном и в панкреатическом соках, не действует на комплексные протеины, а только на пентиды и полипентиды, восстанавливая их до аминокислот. Без предшествующей работы пепсина, восстанавливающего протеины до пентидов, эрипсин не будет действовать на белковую пищу. Пепсин реагирует только в кислой среде и разрушается щелочью. Низкая температура, которая характерна для охлажденных напитков, замедляет и даже прекращает действие пепсина. Алкоголь же нейтрализует этот энзим.
Вид, запах или мысль о еде могут вызвать выделение слюны в той же степени, как и выделение желудочного сока. Однако для выделения слюны наиболее важное значение имеет вкус пищи. Физиолог Карлсон потерпел неудачу в своих многократных попытках вызвать выделение желудочного сока, заставляя своих подопечных жевать различные вещества или раздражая нервные окончания во рту веществами, которые не являются пищей. Другими словами, когда вещества, поступающие в рот, не могут быть переварены, секреторное действие отсутствует. Организм избирательно реагирует на различные виды пищи.