Saat ini, Indonesia merupakan negara yang kaya akan keanekaragaman tanaman. Banyaknya tanamanan pangan akan meningkatkan potensi untuk mengembangkan bahan industri yang dapat menghasilkan enzim α-Amilase. Enzim α-Amilase ini banyak dihasilkan dari tanaman-tanaman yang memiliki sari pati. Contoh tanaman yang memiliki kandungan pati tinggi dalam biji atau buahnya diantaranya adalah tanaman jagung, tanaman sagu, tanaman sorgum, dan tanaman singkong (Trismilah dan Budiasih, 2009). Selain dari tanaman, enzim ini juga dapat dihasilkan baik oleh hewan, bakteri seperti dari genus Bacillus, maupun kapang dari genus Aspergillus dan Rhizopus (Setiasih dkk., 2006).
Secara umum, enzim adalah suatu molekul protein yang dimanfaatkan sebagai katalisator yang ada di dalam tubuh makhluk hidup. Enzim tersebut merupakan senyawa yang digunakan untuk membantu mempercepat proses reaksi kimia pada bahan tertentu tanpa ikut bereaksi. Aktivitas enzim dapat dipengaruhi oleh beberapa faktor yaitu konsentrasi substrat, suhu, dan pH. Saat ini enzim banyak sekali digunakan dalam industri pangan karena sifatnya yang sangat spesifik dibandingkan dengan katalis anorganik. Selain itu, enzim juga bekerja sangat efisien yakni aman dan mudah dikontrol sehingga dapat menggantikan bahan kimia yang berbahaya dan dapat didegradasi secara biologis.
Dalam industri pangan, enzim yang umum dan sudah banyak digunakan adalah enzim α-Amilase. Enzim α-Amilase ini berfungsi menyediakan gula hidrolisis pati sehingga dapat dimanfaatkan untuk produksi sirup glukosa ataupun sirup fruktosa yang mempunyai tingkat kemanisan tinggi, untuk pembuatan roti (enzim α-Amilase memperbaiki tekstur roti dan kue), makanan bayi, pembuatan minuman beralkohol (enzim α-Amilase mengubah karbohidrat menjadi gula sederhana yang selanjutnya dapat diubah menjadi etanol), pembuatan susu (enzim α-Amilase digunakan sebagai indeks dari efisiensi proses pasteurisasi), dan pembuatan sagu (enzim α-Amilase digunakan sebagai katalis dalam proses hidrolisis pati sagu menjadi maltodekstrin).
Enzim α-Amilase mampu menghidrolisis pati dan glikogen melalui pemotongan internal ikatan α-1,4-glikosida secara acak, dan kemudian akan menghasilkan dekstrin dan oligosakarida seperti maltosa dan glukosa (Lestari dkk., 2011). Hidrolisis enzimatis dapat dilakukan dalam pembuatan sirup glukosa yang dilakukan dengan menggunakan dua tahap yaitu likuifikasi pada tahap pertama dan sekarifikasi pada tahap kedua. Likuifikasi yaitu enzim α-amilase (EC 3.2.1.1) yang digunakan untuk memecah molekul pati dari sisi bagian dalam rantai pati pada ikatan (1,4)-glikosida menjadi molekul BM yang lebih kecil dan meliputi maltosa, glukosa, oligosakarida, dan deskrin. Konsentrasi enzim akan mempengaruhi jumlah substrat yang berhubungan dengan enzim. Lama sakarifikasi akan mempengaruhi lama dan singkatnya hubungan yang terjadi antara substrat dan enzim (Yunianta dkk., 2010).
Enzim α-Amilase ini memiliki nama kimiawi, yaitu endo-1,4-α-D-glucan glucohydrolase, EC 3.2.1.1. Istilah amilase diambil dari nama substratnya yaitu amilum dan diakhiri dengan sufiks –ase yang merupakan ciri khas nama enzim. Penamaan EC 3.2.1.1 ditulis berdasarkan kelas enzim, sub kelas enzim, sub-sub kelas enzim, dan sub-sub-sub kelas enzim. Digit pertama, yaitu angka 3 menandakan bahwa enzim α-amilase tergolong kelas hidrolase (reaksi hidrolisis) dan digit kedua, yaitu angka 2 menandakan bahwa jenis ikatan yang yang dihidrolisis adalah glikosidik. Kemudian digit ketiga akan menjelaskan lebih lanjut jenis ikatan yang dihidrolisis. Enzim α-amilase merupakan enzim ekstraseluler yang mampu memotong ikatan 1,4-α-D-glikosidik antara monomer glukosa pada rantai linier amilosa. Enzim ini dikategorikan sebagai endoenzim karena pemotongan pati dilakukan secara acak dari dalam (Pandey dkk., 2000). α-Amilase termasuk enzim amilase yang bekerja dengan kalsium (kalsium metaloenzim). Peran kalsium bagi kinerja enzim ini adalah sebagai kofaktor penyusun enzim. Sehingga apabila tidak ada atau kekurangan senyawa kalsium dapat berdampak pada kerja enzim yang tidak mampu mengkatalisis reaksi kimia. Enzim α-amilase ini merupakan jenis amilase paling utama pada hewan yang bekerja optimum pada pH netral (6,5 – 7). Meski demikian, enzim ini juga ditemukan pada kelompok tumbuhan, fungi, dan bakteri.
Mekanisme kerja enzim α-Amilase pada molekul amilosa terdiri dari dua tahap yaitu tahap degradasi amilosa menjadi maltosa dan maltotriosa yang terjadi secara acak yang terjadi sangat cepat dan diikuti dengan menurunnya viskositas. Tahap kedua yaitu degradasi pembentukan glukosa dan maltosa sebagai hasil akhir yang terjadi secara lambat dan teratur. 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 (Winarno, 2010).
DAFTAR PUSTAKA
Lestari P., N. Richana., A. Darwis, K. Syamsu dan U. Murdiyatmo. 2011. Purifikasi dan Karakterisasi α-Amilase Termostabil dari Bacillus stearothermophilus TII-12. AgroBiogen, 7(1) : 56-62.
Pandey, A., Nigam, P., Soccol, C.R., Soccol, V.T., Singh, D., dan Mohan, R. 2000. Review: Advances in Microbial Amylases. Biotechnol. Appl. Biochem. 31: 135–152.
Setiasih, S., B. Wahyuntari, Trismilah, dan D. Apriliani. 2006. Karakterisasi Enzim -Amilase Ekstrasel dari Isolat Bakteri Termofil SW2. Jurnal Kimia Indonesia, 1(1): 22-27.
Trismilah, dan B. Wahyuntari. 2009. Pemanfaatan Berbagai Jenis Pati Sebagai Sumber Karbon untuk Produksi α-Amilase Ekstraseluler Bacillus sp SW2. Sains dan Teknologi Indonesia, 11(3) : 169-174.
Yunianta, T. Sulistyo, Apriliastuti, T. Estiasih, dan S. N. Wulan. 2010. Hidrolisis Secara Sinergis Pati Garut (Marantha arundinaceace L.) oleh Enzim α-Amilase, Glukoamilase, dan Pullulanase untuk Produksi Sirup Glukosa. Teknologi Pertanian, 11(2): 78-86.
Winarno. 2010. Enzim Pangan. Jakarta: Gramedia Pustaka Utama.
Disusun oleh:
Erika Felicia (02320171006), Catherine Tiffany (02320171004), Laudya Jenita (02320171022)
Mata Kuliah Food Biochemistry
Departemen Food Business and Technology
School of Science, Technology, Engineering, and Mathematics (STEM)
Universitas Prasetiya Mulya
