PENGENALAN ENZIM AMILASE (ALPHA-AMYLASE) DAN REAKSI ENZIMATISNYA MENGHIDROLISIS AMILOSA PATI MENJADI GLUKOSA Ariandi
Jurnal Dinamika, April 2016, halaman 74-82
ISSN 2087 - 7889
Vol. 07. No. 1
PENGENALAN ENZIM AMILASE (ALPHA-AMYLASE) DAN REAKSI
ENZIMATISNYA MENGHIDROLISIS AMILOSA PATI MENJADI GLUKOSA
Ariandi
Program Studi Biologi, Fakultas Sains
Universitas Cokroaminoto Palopo
Email: ariandi.manda@gmail.com
ABSTRAK
Amilase (Alpha-amylase) adalah enzim yang mengkatalisis hidrolisis dari alpha-1, 4glikosidik amilosa pati menghasilkan glukosa. Jumlah glukosa yang dihasilkan selama
reaksi enzimatis diukur dengan menggunakan pereaksi dinitrosalycilic acid (DNS) pada
panjang gelombang 550 nm. Semakin tinggi nilai absorbansi yang dihasilkan, semakin
banyak pula gula pereduksi (glukosa) yang terkandung dalam sampel.Larutan DNS
yang awalnya berwarna kuning akan bereaksi dengan gula reduksi sehingga
menimbulkan warna jingga kemerahan. Kurva standar glukosa nilai persamaan y=
0,0034x + 0,1818, R²=0,9875yang berarti data tersebut termasuk teliti.Berdasarkan data
absorbansi glukosa tereduksi yang dihasilkan dari hidrolisis pati oleh enzim alphaamilaseterlihat bahwa semakin lama waktu kinerja enzim amilase, semakin menurun
nilai absorbansinya yang berarti kadar glukosanya semakin menurun (fluktuatif),
kemungkinan kenaikan suhu menyebabkan terjadinya proses denaturasi, bagian sisi
aktif enzim akan terganggu dan menyebabkan konsentrasi enzim menjadi berkurang
sehingga kecepatan reaksinya pun akan menurun. Pengujian pati sisa; persamaan untuk
kurva standar pati, y= 8.6x+0.021, nilai R2=0,9908, 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. Apabila terdapat amilosa pati dalam larutan akan
berpengaruh dalam pembentukan intentitas warna warna biru-hitam, hal ini disebabkan
oleh adanya molekul iodium (Ion-ion triiodida) yang terikat dalam kumparan helix
amilosa pati.
Kata Kunci: Alpha-amylase, glukosa, amilosa pati
sehingga mereka dapat digunakan oleh
PENDAHULUAN
Amilase
diklasifikasikan
sebagai
tubuh. Amilase juga disintesis dalam
saccharidase (enzim yang memotong
buah
polisakarida).
menyebabkan
Amilase
merupakan
enzim pencernaan, terutama dilakukan
tanaman
selama
buah
pematangan,
menjadi
lebih
manis.
oleh pankreas dan kelenjar ludah.
Enzim amilase banyak digunakan
Fungsi utama dari enzim amilase adalah
dalam industri. Hal ini digunakan
untuk memecah pati dalam makanan
dalamindustri
pembuatan
dan
fermentasi bir untuk konversi pati
Ariandi (2016)
menjadi
gula
terfermentasi.
industri
tekstil,
amilase
Pada
digunakan
oligosakarida dan monosakarida. Alphaamilase
adalah
endo-amilase.
untuk merancang tekstil, kemudian pada
Exoamylases menghidrolisis alpha 1,4-
industri deterjen, amilase tercampur
glikosidik linkage hanya dari non-
dengan enzim protease dan lipase
pereduksi ujung rantai polisakarida luar.
sebagai pencuci noda pakaian dan
Exoamylases termasuk beta-amilase dan
dalam industri makanan digunakan
glucoamylases
untuk pembuatan sirup manis, untuk
amyloglu-cosidases) (Aiyer, 2005).
(gamma-amilase,
meningkatkan konten diastase tepung,
Mekanisme kerja enzim α-amilase
untuk modifikasi makanan bayi, dan
terdiri dari dua tahap, yaitu : tahap
menghilangkan pati dalam produksi
pertama
jelly.
maltosa dan maltotriosa yang terjadi
degadasi
amilosa
menjadi
yang
secara acak. Degadasi ini terjadi sangat
mengkatalisis hidrolisis dari alpha-1,4-
cepat dan diikuti dengan menurunnya
glikosidik
viskositas dengan cepat. Tahap kedua
Amilase
adalah
enzim
polisakarida
untuk
menghasilkan dekstrin, oligosakarida,
terjadi
maltosa, dan
D-glukosa. Amilase
maltosa sebagai hasil akhir dan tidak
bisa berasal dari hewan, jamur, dan
acak. Keduanya merupakan kerja enzim
sumber
dan
α-amilase pada molekul amilosa. Pada
pancrelipase mengandung amilase yang
molekul amilopektin kerja α-amilase
berasal dari pankreas hewan, pankreas
akan menghasilkan glukosa, maltosa
biasanya babi. Amilase juga berasal dari
dan satu seri α-limit dekstrin, serta
malt barley dan jamur Aspergillus
oligosakarida yang terdiri dari empat
oryzae (Wang, 2009).
atau lebih glukosa yang mengandung
tanaman.
Pancreatin
Ada beberapa tipe amilase yang
ikatan
pembentukan
glukosa
α-1,6-glikosidik
dan
(Winarno,
Enzim ini diklasifikasikan
2010).Tujuan dari penelitian ini adalah
sesuai dengan cara memotong ikatan
untuk mengukur kadar glukosa yang
glysosidic.
Alpha-amilase
terbentuk dari reaksi enzimatis alfa
1,4-glikosidik,
alpha amilase dan mengukur kadar pati
berbeda
menghidrolisis
alpha
secara acak menghasilkan dekstrin,
sisanya.
75
Pengenalan Enzim Amilase (Alpha-Amylase) dan Reaksi Enzimatisnya
Menghidrolisis Amilosa Pati Menjadi Glukosa
amilase
TINJAUAN PUSTAKA
Ada beberapa tipe amilase yang
adalah
endo-amilase.
Exoamylases menghidrolisis alpha 1,4-
Enzim ini diklasifikasikan
glikosidik linkage hanya dari non-
sesuai dengan cara memotong ikatan
pereduksi ujung rantai polisakarida luar.
glikosidik.
Alpha-amilase
Exoamylases termasuk beta-amilase dan
1,4-glikosidik,
glucoamylases
berbeda
menghidrolisis
alpha
secara acak menghasilkan dekstrin,
(gamma-amilase,
amyloglu-cosidases) (Aiyer, 2005).
oligosakarida dan monosakarida. Alpha-
Gambar 1. Struktur kompleks pati dan Iodine.
(Ophardt, Charles E. 2003. Elmhurst College; Virtual Chembook).
Enzim α-amilase memiliki gugus
diukur berdasarkan penurunan kadar
sisi
pati yang larut atau jumlah gula
aktifnya. Substrat membentuk komplek
pereduksi yang terbentuk (Judoamidjojo
adsorpsi dengan enzim dimana posisi
et al. 1992)
karboksil
dan
nitrogen
pada
ikatan glukosidik dalam posisi saling
berhadapan dengan gugus karboksil dan
kelompok imidazol. Karboksil anion
METODE
Proses
pengujian hidrolisis
pati:
menyerang bagian nukleofil C (1) dari
Mengisi setiap tabung reaksi dengan
substrat
larutan
yang
bertujuan
untuk
pati
0,05%,
kemudian
menetralkan rantai ion amidazol. Pada
menambahkan 0,5 ml larutan enzim
reaksi deglukosilasi, kelompok imidazol
alpha-amilase yang telah terencerkan
menjadi
memisahkan
1000 kali. Selanjutnya memasukkan
komponen air pada posisi C (1) (Naz,
sampel ke dalam penangas air pada
dasar
untuk
2002). Aktivitas enzim α-amilase dapat
76
Ariandi (2016)
suhu 90oC dan mengambil tabung pada
amilosa memiliki ikatan hidrogen antara
waktu 0, 10, 20, 30, 40, 50, 60 menit.
atom
oksigen nomor 2 dan atom
Pengamatan gula yang terbentuk:
oksigen nomor 6 pada permukaan luar
mengambil sampel pada setiap tabung
helix dengan mengarah ke dalam cincin
sebanyak 1 ml dan menambahkan 3 ml
oksigen (Wang, 2009).
kemudian
Ikatan alpha-1,4-D-glukosa dalam
memanaskannya selama 5 menit pada
amilosa pati akan kita lakukan reaksi
air mendidih lalu mendinginkannya.
enzimatis dengan enzim alpha amilase
Mengukur absorbansi sampel dengan
untuk mendegradasi ikatan tersebut.
spektrofotometer
panjang
Enzim alpha amilase dapat memecah
gelombang 550 nm. Membuat kurva
pati secara acak dari tengah atau bagian
standar glukosa pada konsentrasi 100,
dalam molekul pati.
larutan
DNS,
pada
150, 200, 250, dan 300 ppm.
Pengamatan Glukosa yang terbentuk
Pengamatan pati sisa: mengambil
sampel pada setiap tabung sebanyak 1
ml dan menambahkan 0,1 ml larutan
Iod
konsentrasi
0,2%
kemudian
mengocoknya sampai homogen dan
menambahkan 3 ml aqudes. Mengukur
absorbansi
sampel
spektrofotometer
pada
dengan
panjang
gelombang 660 nm. Membuat kurva
standar pati pada konsentrasi 0,015;
Pengamatan glukosa yang terbentuk
dari reaksi enzimatis alpha amilase
dengan cara mengambil 1 ml cairan
supernatan. Enzim alpha amilase akan
bekerja dengan cara bereaksi dengan
molekul substrat (pati), sehingga akan
menghasilkan senyawa glukosa. Enzim
amilase menghidrolisis ikatan glikosidik
β-1,4, sehingga amilosa terurai menjadi
glukosa (Lynd, 2002).
0,020; 0,250; dan 0,030%.
Setelah itu ditambahkan 3 ml DNS
dan menginkubasinya pada suhu 100oC
HASIL DAN PEMBAHASAN
Molekul amilosa sebagian besar
terdiri dari rantai tunggal dengan 500
sampai 20.000 ikatan α-1,4-D-glukosa.
Amilosa dapat membentuk “extended
shape” cenderung berakhir menjadi
kumpuran
heliks.
Heliks
tunggal
selama ±5 menit. Jumlah glukosa yang
dihasilkan
selama
reaksi
enzimatis
diukur dengan menggunakan pereaksi
asam
dinitro
dinitrosalycilic
salisilat
acid
(DNS)
atau
pada
panjang gelombang 550 nm. Semakin
tinggi nilai absorbansi yang dihasilkan,
77
Pengenalan Enzim Amilase (Alpha-Amylase) dan Reaksi Enzimatisnya
Menghidrolisis Amilosa Pati Menjadi Glukosa
semakin banyak pula gula pereduksi
(glukosa)
sampel.
yang terkandung dalam
1.4
y = 0,0034x + 0,1818
R² = 0,9875
Absorbansi
1.2
1
0.8
0.6
0.4
0.2
0
0
50
100
150
200
250
Konsentrasi (ppm)
300
350
Grafik 1. Kurva standar glukosa
Konsentrasi glukosa
Tabel 1. Konsentrasi Glukosa yang terbentuk dari hidrolisis pati
Sampel 1
Sampel 2
Waktu
(Menit)
Absorbansi Konsentrasi Absorbansi Konsentrasi
0
0.786
177,706
0.803
182,706
10
0.547
107,412
0.668
143,000
20
0.524
100,647
0.638
134,176
30
0.510
96,529
0.692
150,059
40
0.463
82,706
0.638
134,176
50
0.479
87,412
0.643
135,647
60
0.433
73,882
0.648
137,118
200.000
180.000
160.000
140.000
120.000
100.000
80.000
60.000
40.000
20.000
0.000
Sampel 1
Sampel 2
0
10
20
30
40
Waktu (menit)
50
60
70
Grafik 2. Kurva konsentrasi glukosa yang terbentuk dari hidrolisis pati
Berdasarkan kurva standar glukosa
= 0,0034x + 0,1818, R²=0,9875 yang
diatas terlihat bahwa nilai persamaan y
berarti data tersebut termasuk teliti.
78
Ariandi (2016)
Walaupun nilai R belum mencapai 0,99,
sehingga kecepatan reaksinya pun akan
kemungkinan hal ini disebabkan oleh
menurun
faktor teknis (keakuratan/ketelitian alat)
Metode penentuan komposisi gula
dan ketidak-telitian praktikan dalam
reduksi dalam sampel menggunakan
melakukan pengukuran, seperti dalam
pereaksi asam dinitro salisilat atau 3,5-
proses
dinitrosalicylic
pemipetan
larutan
dengan
acid
(DNS).
DNS
menggunakan pipet mikro yang tidak
merupakan senyawa aromatis yang akan
teliti.
bereaksi dengan gula reduksi maupun
Berdasarkan data absorbansi glukosa
komponen pereduksi lainnya untuk
yang terbentuk yang dihasilkan dari
membentuk
hidrolisis pati oleh enzim alpha-amilase,
acid, suatu senyawa yang mampu
data terlihat bahwa semakin lama waktu
menyerap
pemanasan
gelombang elektromagnetik pada 540
kinerja
enzim
amilase,
3-amino-5-nitrosalicylic
dengan
kuat
radiasi
semakin menurun nilai absorbansinya,
nm.
yang berarti kadar glukosanya semakin
pereduksi yang terdapat dalam sampel,
menurun (fluktuatif). Berdasarkan teori
maka
seharusnya semakin lama enzim bekerja
molekul 3-amino-5-nitrosalicylic acid
pada suhu tinggi yang optimal (enzim
yang terbentuk dan mengakibatkan
termofilik),
maka
reaksi
enzim
serapan
berlangsung
lebih
cepat.
Setiap
1986)
peningkatan
suhu
1
o
akan
banyak
semakin
semakin
komponen
banyak
tinggi
pula
(Sazciet.al.
dapat
Reaksi dengan DNS yang terjadi
meningkatkan rata-rata reaksi lebih 10%
merupakan reaksi redoks pada gugus
sampai mencapai suhu optimal, setelah
aldehid gula dan teroksidasi menjadi
itu enzim menjadi tidak aktif (Illanes,
gugus karboksil. Sementara itu DNS
2008 dalam Heryanto, 2012). Selain itu,
sebagai
karena enzim merupakan protein, maka
membentuk
kemungkinan
dapat
nitrosalicylic acid. Reaksi ini berjalan
proses
dalam suasana basa. Bila terdapat gula
denaturasi, apabila hal tersebut terjadi,
reduksi pada sampel, maka larutan DNS
maka bagian sisi aktif enzim akan
yang awalnya berwarna kuning akan
terganggu
bereaksi dengan gula reduksi sehingga
menyebabkan
kenaikan
C
Semakin
suhu
terjadinya
dan
menyebabkan
oksidator
akan
3-amino
tereduksi
dan
5-
konsentrasi enzim menjadi berkurang
79
Pengenalan Enzim Amilase (Alpha-Amylase) dan Reaksi Enzimatisnya
Menghidrolisis Amilosa Pati Menjadi Glukosa
menimbulkan warna jingga kemerahan
I153-).
(Sastrohamidjojo, 2005)
dapatmengikat sekitar dua atom iodium
Setiap lingkaran helix amilosa
dan warna biru dihasilkan karena
Pengamatan Pati Sisa
adanya interaksi donor-akseptor antara
Amilosa patiberbentuk helix tunggal
memiliki
bentuk
siklodekstrin
mirip
dengan
dengan
memiliki
permukaan bagian dalam yang relatif
hidrofobik
yang
dapat
berikatan
molekul dengan air, yang relatif mudah
hilang
akan
hidrofobik
digantikan
atau
molekul
oleh
lipid
aromatik
(Aiyer, 2005).
air dan polyiodides yang kekurangan
elektron (Ophardt, 2003).
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
Karakteristik ini dapat mengikatkan
rantai amilosa dengan molekul Iodium
(misalnya, polyiodides, rantai I3- dan I5dan membentuk struktur seperti I93-dan
pati, selulosa, ataupun disakarida seperti
sukrosa yang terdapat dalam larutan
tidak akan memberikan efek warna.
0.3
Absorbansi
0.25
0.2
y = 8.6x + 0.021
R² = 0.9908
0.15
0.1
0.05
0
0
0.005
0.01
0.015
0.02
Konsentrasi (%)
0.025
0.03
0.035
Grafik 3. Kurva standar pati
Berdasarkan data yang didapatkan,
dan nilai absorbansinya sangat rendah
nilai kurva standar pati R2=0,9908, nilai
mendekati nol, hal ini berarti hampir semua
tersebut termasuk teliti, dengan nilai
pati yang terkandung dalam larutan telah
persamaan y=8.6x + 0.021.Berdasarkan
terhidrolisis oleh enzim alpha amilase
data, semua larutan sampel berwana kuning
menjadi glukosa. Hal ini kemungkinan
80
Ariandi (2016)
disebabkan setelah sampel didinginkan,
kemungkinan hampir semua pati yang
enzim
terkandung dalam larutan telah terhidrolisis
alpha amilase
tetap bekerja
menghidrolisis pati, seharusnya setelah
oleh enzim alpha amilase menjadi glukosa.
sampel diangkat dari suhu panas, sampel
Saran
untuk
penelitian
langsung ditambahkan dengan larutan Iod
melakukan
untuk menghentikan reaksi enzimatis dari
amylase meliputi pH, suhu, konsentrasi
alpha amilase.
enzim, lama inkubasi enzim (perlakuan
karakterisasi
berikutnya
enzim
alpha
Apabila terdapat amilosa pati dalam
panas), dan penambahan inhibitor yang
larutan sampel, maka akan berpengaruh
berpengaruh terhadap aktivitas enzim alpha
dalam pembentukan warna biru tua, hal ini
amylase.
disebabkan oleh adanya molekul iodium
yang terikat dalam kumparan helix amilosa
pati.
DAFTAR PUSTAKA
Aiyer,
Iodine dalam reagen KI sangat tidak
larut dalam air, sehingga reagen iodium
dibuat dengan melarutkan iodium dalam
Prasanna
V.
2005.
Review:
Amylases and Their Applications.
African Journal of Biotechnology Vol.
4 (13), pp. 1525-1529.
larutan kalium iodida. Hal ini membuat
larutan ion kompleks triiodida linier. Ion
Heryanto, Tri E. 2012. Penentuan Aktivitas
ion triiodida terikat ke dalam kumparan
Amilase
helix dari pati menyebabkan
subtilis Isolat Gunung Darajat Garut,
intensitas
Kasar
Termofil
Bacillus
warna biru-hitam (Zhizhuanget.al, 2006).
Jawa Barat. Universitas Pendidikan
KESIMPULAN
Indonesia. Repository. upi.ac.id.
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
mendekati
sangat
nol),
rendah
hal
ini
(hampir
berarti
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..
81
Pengenalan Enzim Amilase (Alpha-Amylase) dan Reaksi Enzimatisnya
Menghidrolisis Amilosa Pati Menjadi Glukosa
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
Dinitrosalicyclic
Method.
Journal
with
Acid
of
The
Reagent
Applied
Bacteriology 61. 559-562.
Wang, Nam Sun. 2009. Experiment no. 5:
Starch
Hydrolysis
Department
of
by
Amylase.
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.
82
ISSN 2087 - 7889
Vol. 07. No. 1
PENGENALAN ENZIM AMILASE (ALPHA-AMYLASE) DAN REAKSI
ENZIMATISNYA MENGHIDROLISIS AMILOSA PATI MENJADI GLUKOSA
Ariandi
Program Studi Biologi, Fakultas Sains
Universitas Cokroaminoto Palopo
Email: ariandi.manda@gmail.com
ABSTRAK
Amilase (Alpha-amylase) adalah enzim yang mengkatalisis hidrolisis dari alpha-1, 4glikosidik amilosa pati menghasilkan glukosa. Jumlah glukosa yang dihasilkan selama
reaksi enzimatis diukur dengan menggunakan pereaksi dinitrosalycilic acid (DNS) pada
panjang gelombang 550 nm. Semakin tinggi nilai absorbansi yang dihasilkan, semakin
banyak pula gula pereduksi (glukosa) yang terkandung dalam sampel.Larutan DNS
yang awalnya berwarna kuning akan bereaksi dengan gula reduksi sehingga
menimbulkan warna jingga kemerahan. Kurva standar glukosa nilai persamaan y=
0,0034x + 0,1818, R²=0,9875yang berarti data tersebut termasuk teliti.Berdasarkan data
absorbansi glukosa tereduksi yang dihasilkan dari hidrolisis pati oleh enzim alphaamilaseterlihat bahwa semakin lama waktu kinerja enzim amilase, semakin menurun
nilai absorbansinya yang berarti kadar glukosanya semakin menurun (fluktuatif),
kemungkinan kenaikan suhu menyebabkan terjadinya proses denaturasi, bagian sisi
aktif enzim akan terganggu dan menyebabkan konsentrasi enzim menjadi berkurang
sehingga kecepatan reaksinya pun akan menurun. Pengujian pati sisa; persamaan untuk
kurva standar pati, y= 8.6x+0.021, nilai R2=0,9908, 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. Apabila terdapat amilosa pati dalam larutan akan
berpengaruh dalam pembentukan intentitas warna warna biru-hitam, hal ini disebabkan
oleh adanya molekul iodium (Ion-ion triiodida) yang terikat dalam kumparan helix
amilosa pati.
Kata Kunci: Alpha-amylase, glukosa, amilosa pati
sehingga mereka dapat digunakan oleh
PENDAHULUAN
Amilase
diklasifikasikan
sebagai
tubuh. Amilase juga disintesis dalam
saccharidase (enzim yang memotong
buah
polisakarida).
menyebabkan
Amilase
merupakan
enzim pencernaan, terutama dilakukan
tanaman
selama
buah
pematangan,
menjadi
lebih
manis.
oleh pankreas dan kelenjar ludah.
Enzim amilase banyak digunakan
Fungsi utama dari enzim amilase adalah
dalam industri. Hal ini digunakan
untuk memecah pati dalam makanan
dalamindustri
pembuatan
dan
fermentasi bir untuk konversi pati
Ariandi (2016)
menjadi
gula
terfermentasi.
industri
tekstil,
amilase
Pada
digunakan
oligosakarida dan monosakarida. Alphaamilase
adalah
endo-amilase.
untuk merancang tekstil, kemudian pada
Exoamylases menghidrolisis alpha 1,4-
industri deterjen, amilase tercampur
glikosidik linkage hanya dari non-
dengan enzim protease dan lipase
pereduksi ujung rantai polisakarida luar.
sebagai pencuci noda pakaian dan
Exoamylases termasuk beta-amilase dan
dalam industri makanan digunakan
glucoamylases
untuk pembuatan sirup manis, untuk
amyloglu-cosidases) (Aiyer, 2005).
(gamma-amilase,
meningkatkan konten diastase tepung,
Mekanisme kerja enzim α-amilase
untuk modifikasi makanan bayi, dan
terdiri dari dua tahap, yaitu : tahap
menghilangkan pati dalam produksi
pertama
jelly.
maltosa dan maltotriosa yang terjadi
degadasi
amilosa
menjadi
yang
secara acak. Degadasi ini terjadi sangat
mengkatalisis hidrolisis dari alpha-1,4-
cepat dan diikuti dengan menurunnya
glikosidik
viskositas dengan cepat. Tahap kedua
Amilase
adalah
enzim
polisakarida
untuk
menghasilkan dekstrin, oligosakarida,
terjadi
maltosa, dan
D-glukosa. Amilase
maltosa sebagai hasil akhir dan tidak
bisa berasal dari hewan, jamur, dan
acak. Keduanya merupakan kerja enzim
sumber
dan
α-amilase pada molekul amilosa. Pada
pancrelipase mengandung amilase yang
molekul amilopektin kerja α-amilase
berasal dari pankreas hewan, pankreas
akan menghasilkan glukosa, maltosa
biasanya babi. Amilase juga berasal dari
dan satu seri α-limit dekstrin, serta
malt barley dan jamur Aspergillus
oligosakarida yang terdiri dari empat
oryzae (Wang, 2009).
atau lebih glukosa yang mengandung
tanaman.
Pancreatin
Ada beberapa tipe amilase yang
ikatan
pembentukan
glukosa
α-1,6-glikosidik
dan
(Winarno,
Enzim ini diklasifikasikan
2010).Tujuan dari penelitian ini adalah
sesuai dengan cara memotong ikatan
untuk mengukur kadar glukosa yang
glysosidic.
Alpha-amilase
terbentuk dari reaksi enzimatis alfa
1,4-glikosidik,
alpha amilase dan mengukur kadar pati
berbeda
menghidrolisis
alpha
secara acak menghasilkan dekstrin,
sisanya.
75
Pengenalan Enzim Amilase (Alpha-Amylase) dan Reaksi Enzimatisnya
Menghidrolisis Amilosa Pati Menjadi Glukosa
amilase
TINJAUAN PUSTAKA
Ada beberapa tipe amilase yang
adalah
endo-amilase.
Exoamylases menghidrolisis alpha 1,4-
Enzim ini diklasifikasikan
glikosidik linkage hanya dari non-
sesuai dengan cara memotong ikatan
pereduksi ujung rantai polisakarida luar.
glikosidik.
Alpha-amilase
Exoamylases termasuk beta-amilase dan
1,4-glikosidik,
glucoamylases
berbeda
menghidrolisis
alpha
secara acak menghasilkan dekstrin,
(gamma-amilase,
amyloglu-cosidases) (Aiyer, 2005).
oligosakarida dan monosakarida. Alpha-
Gambar 1. Struktur kompleks pati dan Iodine.
(Ophardt, Charles E. 2003. Elmhurst College; Virtual Chembook).
Enzim α-amilase memiliki gugus
diukur berdasarkan penurunan kadar
sisi
pati yang larut atau jumlah gula
aktifnya. Substrat membentuk komplek
pereduksi yang terbentuk (Judoamidjojo
adsorpsi dengan enzim dimana posisi
et al. 1992)
karboksil
dan
nitrogen
pada
ikatan glukosidik dalam posisi saling
berhadapan dengan gugus karboksil dan
kelompok imidazol. Karboksil anion
METODE
Proses
pengujian hidrolisis
pati:
menyerang bagian nukleofil C (1) dari
Mengisi setiap tabung reaksi dengan
substrat
larutan
yang
bertujuan
untuk
pati
0,05%,
kemudian
menetralkan rantai ion amidazol. Pada
menambahkan 0,5 ml larutan enzim
reaksi deglukosilasi, kelompok imidazol
alpha-amilase yang telah terencerkan
menjadi
memisahkan
1000 kali. Selanjutnya memasukkan
komponen air pada posisi C (1) (Naz,
sampel ke dalam penangas air pada
dasar
untuk
2002). Aktivitas enzim α-amilase dapat
76
Ariandi (2016)
suhu 90oC dan mengambil tabung pada
amilosa memiliki ikatan hidrogen antara
waktu 0, 10, 20, 30, 40, 50, 60 menit.
atom
oksigen nomor 2 dan atom
Pengamatan gula yang terbentuk:
oksigen nomor 6 pada permukaan luar
mengambil sampel pada setiap tabung
helix dengan mengarah ke dalam cincin
sebanyak 1 ml dan menambahkan 3 ml
oksigen (Wang, 2009).
kemudian
Ikatan alpha-1,4-D-glukosa dalam
memanaskannya selama 5 menit pada
amilosa pati akan kita lakukan reaksi
air mendidih lalu mendinginkannya.
enzimatis dengan enzim alpha amilase
Mengukur absorbansi sampel dengan
untuk mendegradasi ikatan tersebut.
spektrofotometer
panjang
Enzim alpha amilase dapat memecah
gelombang 550 nm. Membuat kurva
pati secara acak dari tengah atau bagian
standar glukosa pada konsentrasi 100,
dalam molekul pati.
larutan
DNS,
pada
150, 200, 250, dan 300 ppm.
Pengamatan Glukosa yang terbentuk
Pengamatan pati sisa: mengambil
sampel pada setiap tabung sebanyak 1
ml dan menambahkan 0,1 ml larutan
Iod
konsentrasi
0,2%
kemudian
mengocoknya sampai homogen dan
menambahkan 3 ml aqudes. Mengukur
absorbansi
sampel
spektrofotometer
pada
dengan
panjang
gelombang 660 nm. Membuat kurva
standar pati pada konsentrasi 0,015;
Pengamatan glukosa yang terbentuk
dari reaksi enzimatis alpha amilase
dengan cara mengambil 1 ml cairan
supernatan. Enzim alpha amilase akan
bekerja dengan cara bereaksi dengan
molekul substrat (pati), sehingga akan
menghasilkan senyawa glukosa. Enzim
amilase menghidrolisis ikatan glikosidik
β-1,4, sehingga amilosa terurai menjadi
glukosa (Lynd, 2002).
0,020; 0,250; dan 0,030%.
Setelah itu ditambahkan 3 ml DNS
dan menginkubasinya pada suhu 100oC
HASIL DAN PEMBAHASAN
Molekul amilosa sebagian besar
terdiri dari rantai tunggal dengan 500
sampai 20.000 ikatan α-1,4-D-glukosa.
Amilosa dapat membentuk “extended
shape” cenderung berakhir menjadi
kumpuran
heliks.
Heliks
tunggal
selama ±5 menit. Jumlah glukosa yang
dihasilkan
selama
reaksi
enzimatis
diukur dengan menggunakan pereaksi
asam
dinitro
dinitrosalycilic
salisilat
acid
(DNS)
atau
pada
panjang gelombang 550 nm. Semakin
tinggi nilai absorbansi yang dihasilkan,
77
Pengenalan Enzim Amilase (Alpha-Amylase) dan Reaksi Enzimatisnya
Menghidrolisis Amilosa Pati Menjadi Glukosa
semakin banyak pula gula pereduksi
(glukosa)
sampel.
yang terkandung dalam
1.4
y = 0,0034x + 0,1818
R² = 0,9875
Absorbansi
1.2
1
0.8
0.6
0.4
0.2
0
0
50
100
150
200
250
Konsentrasi (ppm)
300
350
Grafik 1. Kurva standar glukosa
Konsentrasi glukosa
Tabel 1. Konsentrasi Glukosa yang terbentuk dari hidrolisis pati
Sampel 1
Sampel 2
Waktu
(Menit)
Absorbansi Konsentrasi Absorbansi Konsentrasi
0
0.786
177,706
0.803
182,706
10
0.547
107,412
0.668
143,000
20
0.524
100,647
0.638
134,176
30
0.510
96,529
0.692
150,059
40
0.463
82,706
0.638
134,176
50
0.479
87,412
0.643
135,647
60
0.433
73,882
0.648
137,118
200.000
180.000
160.000
140.000
120.000
100.000
80.000
60.000
40.000
20.000
0.000
Sampel 1
Sampel 2
0
10
20
30
40
Waktu (menit)
50
60
70
Grafik 2. Kurva konsentrasi glukosa yang terbentuk dari hidrolisis pati
Berdasarkan kurva standar glukosa
= 0,0034x + 0,1818, R²=0,9875 yang
diatas terlihat bahwa nilai persamaan y
berarti data tersebut termasuk teliti.
78
Ariandi (2016)
Walaupun nilai R belum mencapai 0,99,
sehingga kecepatan reaksinya pun akan
kemungkinan hal ini disebabkan oleh
menurun
faktor teknis (keakuratan/ketelitian alat)
Metode penentuan komposisi gula
dan ketidak-telitian praktikan dalam
reduksi dalam sampel menggunakan
melakukan pengukuran, seperti dalam
pereaksi asam dinitro salisilat atau 3,5-
proses
dinitrosalicylic
pemipetan
larutan
dengan
acid
(DNS).
DNS
menggunakan pipet mikro yang tidak
merupakan senyawa aromatis yang akan
teliti.
bereaksi dengan gula reduksi maupun
Berdasarkan data absorbansi glukosa
komponen pereduksi lainnya untuk
yang terbentuk yang dihasilkan dari
membentuk
hidrolisis pati oleh enzim alpha-amilase,
acid, suatu senyawa yang mampu
data terlihat bahwa semakin lama waktu
menyerap
pemanasan
gelombang elektromagnetik pada 540
kinerja
enzim
amilase,
3-amino-5-nitrosalicylic
dengan
kuat
radiasi
semakin menurun nilai absorbansinya,
nm.
yang berarti kadar glukosanya semakin
pereduksi yang terdapat dalam sampel,
menurun (fluktuatif). Berdasarkan teori
maka
seharusnya semakin lama enzim bekerja
molekul 3-amino-5-nitrosalicylic acid
pada suhu tinggi yang optimal (enzim
yang terbentuk dan mengakibatkan
termofilik),
maka
reaksi
enzim
serapan
berlangsung
lebih
cepat.
Setiap
1986)
peningkatan
suhu
1
o
akan
banyak
semakin
semakin
komponen
banyak
tinggi
pula
(Sazciet.al.
dapat
Reaksi dengan DNS yang terjadi
meningkatkan rata-rata reaksi lebih 10%
merupakan reaksi redoks pada gugus
sampai mencapai suhu optimal, setelah
aldehid gula dan teroksidasi menjadi
itu enzim menjadi tidak aktif (Illanes,
gugus karboksil. Sementara itu DNS
2008 dalam Heryanto, 2012). Selain itu,
sebagai
karena enzim merupakan protein, maka
membentuk
kemungkinan
dapat
nitrosalicylic acid. Reaksi ini berjalan
proses
dalam suasana basa. Bila terdapat gula
denaturasi, apabila hal tersebut terjadi,
reduksi pada sampel, maka larutan DNS
maka bagian sisi aktif enzim akan
yang awalnya berwarna kuning akan
terganggu
bereaksi dengan gula reduksi sehingga
menyebabkan
kenaikan
C
Semakin
suhu
terjadinya
dan
menyebabkan
oksidator
akan
3-amino
tereduksi
dan
5-
konsentrasi enzim menjadi berkurang
79
Pengenalan Enzim Amilase (Alpha-Amylase) dan Reaksi Enzimatisnya
Menghidrolisis Amilosa Pati Menjadi Glukosa
menimbulkan warna jingga kemerahan
I153-).
(Sastrohamidjojo, 2005)
dapatmengikat sekitar dua atom iodium
Setiap lingkaran helix amilosa
dan warna biru dihasilkan karena
Pengamatan Pati Sisa
adanya interaksi donor-akseptor antara
Amilosa patiberbentuk helix tunggal
memiliki
bentuk
siklodekstrin
mirip
dengan
dengan
memiliki
permukaan bagian dalam yang relatif
hidrofobik
yang
dapat
berikatan
molekul dengan air, yang relatif mudah
hilang
akan
hidrofobik
digantikan
atau
molekul
oleh
lipid
aromatik
(Aiyer, 2005).
air dan polyiodides yang kekurangan
elektron (Ophardt, 2003).
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
Karakteristik ini dapat mengikatkan
rantai amilosa dengan molekul Iodium
(misalnya, polyiodides, rantai I3- dan I5dan membentuk struktur seperti I93-dan
pati, selulosa, ataupun disakarida seperti
sukrosa yang terdapat dalam larutan
tidak akan memberikan efek warna.
0.3
Absorbansi
0.25
0.2
y = 8.6x + 0.021
R² = 0.9908
0.15
0.1
0.05
0
0
0.005
0.01
0.015
0.02
Konsentrasi (%)
0.025
0.03
0.035
Grafik 3. Kurva standar pati
Berdasarkan data yang didapatkan,
dan nilai absorbansinya sangat rendah
nilai kurva standar pati R2=0,9908, nilai
mendekati nol, hal ini berarti hampir semua
tersebut termasuk teliti, dengan nilai
pati yang terkandung dalam larutan telah
persamaan y=8.6x + 0.021.Berdasarkan
terhidrolisis oleh enzim alpha amilase
data, semua larutan sampel berwana kuning
menjadi glukosa. Hal ini kemungkinan
80
Ariandi (2016)
disebabkan setelah sampel didinginkan,
kemungkinan hampir semua pati yang
enzim
terkandung dalam larutan telah terhidrolisis
alpha amilase
tetap bekerja
menghidrolisis pati, seharusnya setelah
oleh enzim alpha amilase menjadi glukosa.
sampel diangkat dari suhu panas, sampel
Saran
untuk
penelitian
langsung ditambahkan dengan larutan Iod
melakukan
untuk menghentikan reaksi enzimatis dari
amylase meliputi pH, suhu, konsentrasi
alpha amilase.
enzim, lama inkubasi enzim (perlakuan
karakterisasi
berikutnya
enzim
alpha
Apabila terdapat amilosa pati dalam
panas), dan penambahan inhibitor yang
larutan sampel, maka akan berpengaruh
berpengaruh terhadap aktivitas enzim alpha
dalam pembentukan warna biru tua, hal ini
amylase.
disebabkan oleh adanya molekul iodium
yang terikat dalam kumparan helix amilosa
pati.
DAFTAR PUSTAKA
Aiyer,
Iodine dalam reagen KI sangat tidak
larut dalam air, sehingga reagen iodium
dibuat dengan melarutkan iodium dalam
Prasanna
V.
2005.
Review:
Amylases and Their Applications.
African Journal of Biotechnology Vol.
4 (13), pp. 1525-1529.
larutan kalium iodida. Hal ini membuat
larutan ion kompleks triiodida linier. Ion
Heryanto, Tri E. 2012. Penentuan Aktivitas
ion triiodida terikat ke dalam kumparan
Amilase
helix dari pati menyebabkan
subtilis Isolat Gunung Darajat Garut,
intensitas
Kasar
Termofil
Bacillus
warna biru-hitam (Zhizhuanget.al, 2006).
Jawa Barat. Universitas Pendidikan
KESIMPULAN
Indonesia. Repository. upi.ac.id.
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
mendekati
sangat
nol),
rendah
hal
ini
(hampir
berarti
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..
81
Pengenalan Enzim Amilase (Alpha-Amylase) dan Reaksi Enzimatisnya
Menghidrolisis Amilosa Pati Menjadi Glukosa
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
Dinitrosalicyclic
Method.
Journal
with
Acid
of
The
Reagent
Applied
Bacteriology 61. 559-562.
Wang, Nam Sun. 2009. Experiment no. 5:
Starch
Hydrolysis
Department
of
by
Amylase.
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.
82