REVIEW JURNAL

REVIEW JURNAL

PENGENALAN ENZIM AMILASE (ALPHA-AMYLASE) DAN REAKSI ENZIMATISNYA MENGHIDROLISIS AMILOSA PATI MENJADI GULA

Ditulis oleh Ariandi dalam Jurnal Dinamika Vol. 07 No. 1 Tahun 2016

       I.            PENDAHULUAN

Amilase diklasifikasikan sebagai saccharidase (enzim yang memotong polisakarida). Amilase merupakan enzim pencernaan, terutama dilakukan oleh pancreas dan kelenjar ludah. Amilase adalah enzim yang mengkatalis hidrolisis dari alpha-1,4-glikosidik polisakarida untuk menghasilkan dekstrin, oligosakarida, maltose, dan D-glukosa. Ada beberapa tipe amilase yang berbeda. Enzim ini diklasifikasikan sesuai dengan cara memotong ikatan glikosidik.  Alpha amilase menghidrolisis alpha 1,4-glikosidik, secara acak menghasilkan dekstrin, oligosakarida, dan monosakarida. Alpha- amilase adalah endo-amilase. Exoamilases menghidrolisis alpha 1,4-glikosidik linkage hanya dari non pereduksi ujung rantai polisakarida luar. Exoamilases termasuk beta-amilas edan glukoamilases (gamma-amilase, amyloglu-cosidases). Mekanisme kerja enzim α-amilase terdiri dari dua tahap, yaitu : tahap pertama degadasi amilosa menjadi maltosa dan maltotriosa yang terjadi secara acak. Degadasi ini terjadi sangat cepat dan diikuti dengan menurunnya viskositas dengan cepat. Tahap kedua terjadi pembentukan glukosa dan maltosa sebagai hasil akhir dan tidak acak. Keduanya merupakan kerja enzim α-amilase pada molekul amilosa. Pada molekul amilopektin kerja α-amilase akan menghasilkan glukosa, maltosa dan satu seri α-limit dekstrin, serta oligosakarida yang terdiri dari empat atau lebih glukosa yang mengandung ikatan α-1,6-glikosidik.

    II.            TUJUAN

Tujuan dari penelitian ini adalah untuk mengukur kadar glukosa yang terbentuk dari reaksi enzimatis alfa amilase dan mengujur kadar pati sisanya.

 III.            TINJAUAN PUSTAKA

Ada beberapa tipe amilase yang berbeda Enzim ini diklasifikasikan sesuai dengan cara memotong ikatan glikosidik. Alpha-amilase menghidrolisis alpha 1,4-glikosidik, secara acak menghasilkan dekstrin, oligosakarida dan monosakarida. Alpha-amilase adalah endo-amilase. Exoamylases menghidrolisis alpha 1,4-glikosidik linkage hanya dari non-pereduksi ujung rantai polisakarida luar. Exoamylases termasuk beta-amilase dan glucoamylases (gamma-amilase, amyloglu-cosidases) (Aiyer, 2005).

Enzim α-amilase memiliki gugus karboksil dan nitrogen pada sisi aktifnya. Substrat membentuk komplek adsorpsi dengan enzim dimana posisi ikatan glukosidik dalam posisi saling berhadapan dengan gugus karboksil dan kelompok imidazol. Karboksil anion menyerang bagian nukleofil C (1) dari substrat yang bertujuan untuk menetralkan rantai ion amidazol. Pada reaksi deglukosilasi, kelompok imidazol menjadi dasar untuk memisahkan komponen air pada posisi C (1) (Naz, 2002). Aktivitas enzim α-amilase dapat diukur berdasarkan penurunan kadar pati yang larut atau jumlah gula pereduksi yang terbentuk (Judoamidjojo et al. 1992).

 IV.            METODE

4.1.      Proses pengujian pati :

            Setiap tabung reaksi diisi dengan larutan pati 0.05%, kemudian ditambahkan 0.5 ml laruatn enzim alpha amilase yang telah terencerkan 1000 kali. Selanjutnya memasukkan sampel ke dalam pengangas air pada suhu 90⁰ C dan tabung diambil pada waktu 0, 10, 20, 30, 40, 50, 60 menit.

4.2.      Pengamatan gula yang terbentuk :

            Sampel diambil pada setiap tabung sebanyak 1 ml dan ditambahkan dengan 3 ml larutan DNS, kemudian dipanaskan selama 5 menit pada air mendidih lalu didinginkan. Absorbansi sampel diukur dengan spektrofotometer pada panjang gelombang 550 nm. Kurva standar glukosa dibuat pada konsentrasi 100, 150, 200, 250, dan 300 ppm.

4.3.      Pengamatan pati sisa :

            Sampel diambil pada setiap tabung masing-masing sebanyak 1 ml dan ditambahkan dengan 0.1 larutan iod konsentrasi 0.2% kemudia dikocok sampai homogeny dan ditambahkan dengan 3 ml aquades. Absorbansi sampel diukur dengan spektrofotometer pada panjang gelombang 660 nm. Kurva standar pati pada konsentrasi 0.015; 0.020; 0.0250; dan 0.010% dibuat.

    V.            HASIL DAN PEMBAHASAN

5.1.      Pengamatan Glukosa yang Terbentuk

Ikatan alpha-1,4-D-glukosa dalam amilosa pati dilakukan reaksi enzimatis dengan enzim alpha amilase untuk mendegradasi ikatan tersebut. Enzim alpha amilase dapat memecah pati secara acak dari tengah atau bagian dalam molekul pati.

Berdasarkan data absorbansi glukosa yang terbentuk yang dihasilkan dari hidrolisis pati oleh enzim alpha-amilase, data terlihat bahwa semakin lama waktu pemanasan kinerja enzim amilase, semakin menurun nilai absorbansinya, yang berarti kadar glukosanya semakin menurun (fluktuatif). Berdasarkan teori seharusnya semakin lama enzim bekerja pada suhu tinggi yang optimal (enzim termofilik), maka reaksi enzim berlangsung lebih cepat. Setiap peningkatan suhu 1 oC dapat meningkatkan rata-rata reaksi lebih 10% sampai mencapai suhu optimal, setelah itu enzim menjadi tidak aktif (Illanes, 2008 dalam Heryanto, 2012). Metode penentuan komposisi gula reduksi dalam sampel menggunakan pereaksi asam dinitro salisilat atau 3,5-dinitrosalicylic acid (DNS). DNS merupakan senyawa aromatis yang akan bereaksi dengan gula reduksi maupun komponen pereduksi lainnya untuk membentuk 3-amino-5-nitrosalicylic acid, suatu senyawa yang mampu menyerap dengan kuat radiasi gelombang elektromagnetik pada 540 nm. Semakin banyak komponen pereduksi yang terdapat dalam sampel, maka akan semakin banyak pula molekul 3-amino-5-nitrosalicylic acid yang terbentuk dan mengakibatkan serapan semakin tinggi (Sazciet.al. 1986).

Metode  penentuan komposisi gula reduksi dalam sampel menggunakan pereaksi asam dinitro salisilat atau 3,5-dinitrosalicylic acid (DNS). DNS merupakan senyawa aromatis yang akan bereaksi dengan gula reduksi maupun komponen pereduksi lainnya untuk membentuk 3-amino-5-nitrosalicylic acid, suatu senyawa yang mampu menyerap dengan kuat radiasi gelombang elektromagnetik pada 540 nm. Semakin banyak komponen pereduksi yang terdapat dalam sampel, maka akan semakin banyak pula molekul 3-amino-5-nitrosalicylic acid yang terbentuk dan mengakibatkan serapan semakin tinggi (Sazciet.al. 1986). Reaksi dengan DNS yang terjadi merupakan reaksi redoks pada gugus aldehid gula dan teroksidasi menjadi gugus karboksil. Sementara itu DNS sebagai oksidator akan tereduksi membentuk 3-amino dan 5-nitrosalicylic acid. Reaksi ini berjalan dalam suasana basa. Bila terdapat gula reduksi pada sampel, maka larutan DNS yang awalnya berwarna kuning akan bereaksi dengan gula reduksi sehingga menimbulkan warna jingga kemerahan (Sastrohamidjojo, 2005).

            5.2.      Pengamatan Sisa Pati

Pengujian pati dengan melakukan penambahan Iodium-reagen KI pada larutan pati. Jika amilosa pati terdapat dalam larutan, maka akan menghasilkan warna biru-hitam. Jika amilosa pati tidak hadir, maka warna akan tetap oranye atau kuning. Untuk Amilopektin pati, selulosa, ataupun disakarida seperti sukrosa yang terdapat dalam larutan tidak akan memberikan efek warna.

         

Apabila terdapat amilosa pati dalam larutan sampel, maka akan berpengaruh dalam pembentukan warna biru tua, hal ini disebabkan oleh adanya molekul iodium yang terikat dalam kumparan helix amilosa pati. Iodine dalam reagen KI sangat tidak larut dalam air, sehingga reagen iodium dibuat dengan melarutkan iodium dalam larutan kalium iodida. Hal ini membuat larutan ion kompleks triiodida linier. Ion ion triiodida terikat ke dalam kumparan helix dari pati menyebabkan intensitas warna biru-hitam (Zhizhuanget.al, 2006).

 VI.            KESIMPULAN DAN SARAN

6.1.      KESIMPULAN

            Glukosa tereduksi yang dihasilkan dari hidrolisis pati oleh enzim alpha-amilase terlihat bahwa semakin lama waktu kinerja enzim amilase, semakin menurun nilai absorbansinya yang berarti kadar glukosanya semakin menurun (fluktuatif), Pengukuran pati sisa menunjukkan semua larutan sampel berwana kuning dan nilai absorbansinya sangat rendah (hampir mendekati nol), hal ini berarti kemungkinan hampir semua pati yang terkandung dalam larutan telah terhidrolisis oleh enzim alpha amilase menjadi glukosa.

6.2.      SARAN

            Saran untuk penelitian berikutnya melakukan karakteristik enzim alpha amilase meliputi pH, suhu, konsentrasi enzim,lama inkkubasi enzim (perlakukan panas), dan penambahan inhibitor yang berpengaruh terhadap aktivitas enzim alpha amilase.

VII.            DAFTAR PUSTAKA

Aiyer, Prasanna V. 2005. Review: Amylases and Their Applications. African Journal of Biotechnology Vol. 4 (13), pp. 1525-1529.

Heryanto, Tri E. 2012. Penentuan Aktivitas Amilase Kasar Termofil Bacillus subtilis Isolat Gunung Darajat Garut, Jawa Barat. Universitas Pendidikan Indonesia. Repository. upi.ac.id.

Lynd L.R. Weimer PJ. Van Zyl WH. Pretorius IS. 2002. Microbial Amylase Utilization: fundamentals and biotechnology. Microbiol Mol Biol Rev 2002;66:506–77.

Ophardt, Charles E. 2003. Carbohydrate MiniTopics; Starch-Iodine. Virtual Chembook. Elmhurst College.

Sastrohamidjojo, Hardjono. 2005. Kimia Organic, Sterokimia, Lemak, dan Protein. Yogyakarta :Gadjah Mada University Press.

Sazci A. Radforda A. & Erenler K. 1986. Detection of Cellulolytic Fungi by Using Congo red as an Indicator: a Comparative Study with The Dinitrosalicyclic Acid Reagent Method. Journal of Applied Bacteriology 61. 559-562.

Wang, Nam Sun. 2009. Experiment no. 5: Starch Hydrolysis by Amylase. Department of Chemical & Biomolecular Engineering. University of Maryland

Zhizhuang X, Reginald S, Adrian T. 2006. A Quantitative Starch–Iodine Method for Measuring Alpha-Amylase And Glucoamylase Activities. Analytical biochemistry Volume 351, Issue 1, 1 April 2006, Pages 146–148.