Prospek dan Produksi Enzim Alfa-amilase dari

Mikroorganisme

(Nur Richana)

Balai Penelitian Bioteknologi Tanaman Pangan, Bogor

ABSTRACT

Enzim adalah molekul biopoli-mer yang tersusun dari serangkaian asam amino

dalam kompo-sisi dan susunan rantai yang teratur dan tetap. Enzim memegang

peranan penting dalam berbagai reaksi di dalam sel. Sebagai protein, enzim

diproduksi dan digunakan oleh sel hidup untuk mengkatalisis reaksi, antara lain

konversi energi dan metabolisme pertahanan sel. Amilase mempunyai kemampuan

untuk memecah molekul-molekul pati dan glikogen (Judoamidjojo et al, 1992).

Molekul pati yang merupakan polimer dari alfa-D-glikopiranosa akan dipecah oleh

enzim pada ikatan alfa-1,4- dan alfa-l,6-glikosida. Secara umum, amilase dibedakan

menjadi tiga berdasarkan hasil pemecahan dan letak ikatan yang dipecah, yaitu alfa-

amilase, beta-amilase, dan glukoamilase.

Enzim alfa-amilase merupakan endoenzim yang memotong ikatan alfa-1,4 amilosa

dan amilopektin dengan cepat pada larutan pati kental yang telah mengalami

gelatinisasi. Proses ini juga dikenal dengan nama proses likuifikasi pati. Produk

akhir yang dihasilkan dari aktivitasnya adalah dekstrin beserta sejumlah kecil

glukosa dan maltosa (Prave et al., 1987). Menurut Fogarty (1983) dan Whitaker

(1972), alfa-amilase akan menghidro-lisis ikatan alfa-1-4 glikosida pada polisakarida

dengan hasil degradasi secara acak di bagian tengah atau bagian dalam molekul.

Enzim beta-amilase atau disebut juga alfa-l,4-glukanmaltohidrolas E.C. 3.2.1.2.

bekerja pada ikatan alfa-1,4-glikosida dengan menginversi konfi-gurasi posisi atom

C(l) atau C nomor 1 molekul glukosa dari alfa menjadi beta. Enzim ini memutus

ikatan amilosa maupun amilopektin dari luar molekul dan menghasilkan unit-unit

maltosa dari ujung nonpe-reduksi pada rantai polisakarida. Bila tiba pada ikatan alfa-

1,6 glikosida aktivitas enzim ini akan berhenti.

Glukoamilase dikenal dengan nama lain alfa-1,4- glukan glukohidro-lase atau EC

3.2.1.3. Enzim ini menghidrolisis ikatan glukosida alfa-1,4, tetapi hasilnya beta-

glukosa yang mempunyai konfigurasi berlawanan dengan hasil hidrolisis oleh enzim

a-amilase. Selain itu, enzim ini dapat pula menghidrolisis ikatan glikosida alfa-1,6

dan alfa-1,3 tetapi dengan laju yang lebih lambat dibandingkan dengan hidrolisis

ikatan glikosida a-1,4 (Judoamidjojo et al., 1992).

EKSPRESI GEN GLUKOAMILASE DALAM SACCHAROMYCES

CEREVISEAE BY5207 DAN ANALISIS ENZIM HETEROLOGNYA

EXPRESSION OF GLUCOAMYLASE GENE IN SACCHAROMYCES CEREVISEAE

BY5207 AND ANALYSIS OF ITS HETEROLOGOUS ENZYME

Oleh: RINI, HERLIN IKE

Email: library@lib.unair.ac.id; library@unair.ac.id

ABSTRAK

Glukoamilase adalah suatu enzim ekstra-seluler yang mampu menghidrolisis ikatan

glikosidik a-1,4 molekul pati dari ujung-ujung non pereduksi (eksoenzim) secara

berurutan sehingga dihasilkan unut-unit glukosa. Saccharomyces cereviseae yang

memiliki enzim glukoamilase akan mampu mengubah pati menjadi alkohol secara

langsung melalui proses fermentasi. Ragi Saccharomyces cereviseae yang biasa

digunakan dalam fermentasi hanya mampu mengubah glukosa menjadi alkohol. Pada

penelitian ini dilakukan transformasi DNA plasmid rekombinan yang membawa gen

penyandi glukoamilase [YEp GLOI ] dengan sel ragi Saccharomyces cereviseae

BY5207 dengan metode Litium asetat Sel-sel transforman yang dihasilkan mampu

tumbuh pada media seleksi YNB (-ura). Hal tersebut menunjukkan bahwa DNA

plasmid rekombinan [YEp GLO1] telah berhasil diinsersikan ke dalam sel

Saccharomyces cereviseae. Uji ekspresi gen glukoamilase dalam Saccharomyces

cereviseae menggunakan uap iodium menunjukkan hasil positif dengan terbentuknya

daerah bening disekitar koloni setelah media divapi iodium. Aktifitas glukoamilase

dapat ditentukan dengan metode DNS dimana satu unit aktifitas didefinisikan sebagai

jumlah enzim yang diperlukan untuk melepaskan 1 µmol glukosa per menit dari pati

pada kondisi percobaan. Dari hasil penelitian diketahui bahwa aktivitas tertinggi

adalah 13.4520 un,y.L yang dicapai setelah inkubasi selama 60 jam

ISOLASI DAN PENAPISAN JAMUR PENGHASIL GLUKOAMILASE I DARI

LIMBAH TAPIOKA UNTUK PRODUKSI GLUKOSA CAIR DARI SUCTRAT

PATI MENTAH UBI JALAR (Ipomoea batatas Lenk.) DAN GANYONG (Canna

edulis Kerr.)

Master Theses from JBPTITBPP / 2008-06-23 15:08:59

Oleh : R. INE DEWI INDRIANI (NIM 20698031), S2 - Biology

Dibuat : 2001, dengan 7 file

Telah dilakukan isolasi dan penapisan jamur penghasil glukoamilase I dari limbah

tapioka, untuk produksi glukosa cair dari substrat pati mentah ubi jalar dan ganyong.

Tujuan penelitian ini adalah untuk mendapatkan isolat jamur terbaik yang mampu

mengurai pati mentah terbaik dan penghasil glukosa cair terbaik dari substrat pati

mentah ubi-ubian. Isolat tersebut ditapis melalui tiga tahap, tahap pertama adalah

penumbuhan jamur pada medium agar toge dengan penambahan pati mentah

sebanyak 2% b/v; tahap kedua dengan penambahan pati mentah 5% b/v, dan tahap

ketiga, penumbuhan jamur pada medium cair berisi medium minimal dengan

penambahan pati mentah sebanyak 5% b/v. Pada tahap ketiga ini dilakukan

pengukuran berat kering sel jamur, kadar glukosa, aktivitas enzim glukoamilase, dan

pengukuran pH setiap 24 jam selama enam hari. Isolat jamur yang diperoleh sebanyak

19 isolat, namun yang dapat melalui tahap penapisan sebanyak 6 isolat, yaitu isolat A,

Cl, C3, P1, P5 dan isolat Y. Keenam isolat ini masing-masing diinokulasikan pada

substrat dedak padi (koji) pada pH 4,5 dalam bentuk suspensi spora. Selanjutnya

dilakukan elektroforesis SDS Page, pengukuran aktivitas enzim glukoamilase dan

protease setiap 12 jam selama empat hari dan hasil ekstrak koji yang telah ditumbuhi

jamur. Aktivitas glukoamilase dari isolat A, Cl, C3, P1, P5 dan isolat Y pada substrat

dedak padi secara berturut-turut adalah sebesar 1,984 unit/mL pada jam ke-72; 1,194

unit/mL pada jam ke-72; 1,099 unit/ml., pada jam ke-60; 1,140 unit/mL pada jam ke-

60; 0,914 unit/mL pada jam ke-60; dan 1,346 unit/mL pada jam ke-72. Ekstrak kasar

enzim yang dihasilkan oleh isolat A, Cl dan isolat P1 digunakan untuk proses

penguraian pati mentah dan ubi jalar dan ganyong. Setelah identifikasi, diketahui

bahwa isolat A adalah Aspergillus oryzae; isolat CI adalah A. sydowi dan isolat PI

adalah A. niger. Pengukuran kadar glukosa, pH dan kadar total asam dilakukan setiap

12 jam selama lima hari. Produksi glukosa tertinggi dihasilkan oleh ubi jalar yang

diinokulasi dengan ekstrak kasar enzim dan A. niger, yaitu sebesar 237,758 mg/mL

yang dicapai pada jam ke-96.