Produk turunan alfa amylase:

enzim α-amilase hanya dapat digunakan pada proses perombakan pati menjadi glukosa.

Enzim amilase digunakan untuk menghidrolisis pati menjadi suatu produk yang larut dalam air serta mempunyai berat molekul rendah yaitu glukosa. Enzim ini banyak digunakan pada industri minuman misalnya pembuatan High Fructose Syrup (HFS) maupun pada industri tekstil. Enzim amilase dapat diproduksi oleh berbagai jenis mikroorganisma terutama dari keluarga Bacillus, Psedomonas dan Clostridium. Bakteri potensial yang akhir-akhir ini banyak digunakan untuk memproduksi enzim amilase pada skala industri antara lain Bacillus licheniformis dan B.stearothermophillus. Bahkan penggunaan B.stearothermophillus lebih disukai karena mampu menghasilkan enzim yang bersifat termostabil sehingga dapat menekan biaya produksi.

Untuk mencerna kabohidrat yang kompleks (pati) dibutuhkan jenis enzim amilase, padahal bayi belum memiliki enzim tersebut. Bila bayi diberikan makanan yang mengandung pati, besar kemungkinan bayi belum dapat mencenanya dengan baik dan dapat berakibat diare. Air liur yang terdapat pada bayi merupakan sumber amilase, belum dapat menjalankan fungsinya dengan baik. Selama tiga bulam pertama usia bayi, pankreas tidak mengeluarkan enzim ini, kalaupun ada jumlahnya sangat sedikit. Hal ini berlangsung sampai bayi berusia 6 bulan. Aktivitas enzim ini bekerja seperti biasa ketika ia berusia 2 tahun. Oleh sebab itu bayi belum bisa mencerna laktosa dalam jumlah berlebih, apalagi kalau harus mencerna kabohidrat yang lebih kompleks, seperti nasi, kentang dan sebagainya. Hal tersebut menunjukkan bahwa system pencernaan bayi belum sempurna untuk memanfaatkan makanan pada bulan-bulan pertama kehidupan. Sebaliknya, aktivitas enzim disakaridase berkembang penuh pada saat bayi lahir.

Produksi enzim amilase dapat menggunakan berbagai sumber karbon. Contoh-contoh sumber karbon yang murah adalah sekam, molase, tepung jagung, jagung, limbah tapioka dan sebagainya. Jika digunakan limbah sebagai substrat, maka limbah tadi dapat diperkaya nutrisinya untuk mengoptimalkan produksi enzim. Sumber karbon yang dapat digunakan sebagai suplemen antara laian: pati, sukrosa, laktosa, maltosa, dekstyrosa, fruktosa, dan glukosa. Sumber nitrogen sebagai suplemen antara lain: pepton, tripton, ekstrak daging, ekstrak khamir, amonium sulfat, tepung kedelai, urea dan natrium nitrat.

Enzim alfa-amilase ini umumnya digunakan dalam berbagai makanan, minuman, dan industri tekstil. Indonesia masih mengimpor enzim ini karena kurangnya mikroorganisme unggul yang memproduksi teknologi enzim dan miskin di produksi enzim. Oleh karena itu, Penelitian tentang produksi enzim amilase oleh mikroorganisme diperlukan. Enzim alfa-amilase dari Bacillus spp. telah subyek banyak penelitian selama beberapa tahun. Penyelidikan dilakukan untuk mendapatkan pemahaman yang lebih baik di produksi, peraturan sintesis, sekresi, dan sifat enzim. The alfa-amilase ekstraseluler yang dihasilkan oleh Bacillus coagulans Ml I-10, B. stearothermophilus TIM 2, dan licheniformis B. TVII-6 strain telah diisolasi di Balai Penelitian

Bioteknologi Tanaman Pangan, Bogor. Sebuah skala teknik produksi alfa-amilase untuk tingkat industri diperlukan.

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)."

Proses pembuatan alfa amylase :

Amilase (alfa, beta dan glukoamilase) merupakan enzim yang penting dalam bidang pangan dan bioteknologi. Amilase dapat diperoleh dari berbagai sumber seperti tanaman, binatang dan mikroorganisme. saat ini sejumlah enzim amilae telah diproduksi secara komersial. Penggunaan mikrobia dianggap lebih prosepektif karena mudah tumbuh, cepat menghasilkan dan kondisi lingkungan dapat dikendalikan.

Produksi enzim amilase dapat menggunakan berbagai sumber karbon. Contoh-contoh sumber karbon yang murah adalah sekam, molase, tepung jagung, jagung, limbah tapioka dan sebagainya. Jika digunakan limbah sebagai substrat, maka limbah tadi dapat diperkaya nutrisinya untuk mengoptimalkan produksi enzim. Sumber karbon yang dapat digunakan sebagai suplemen antara laian: pati, sukrosa, laktosa, maltosa, dekstyrosa, fruktosa, dan glukosa. Sumber nitrogen sebagai suplemen antara lain: pepton, tripton, ekstrak daging, ekstrak khamir, amonium sulfat, tepung kedelai, urea dan natrium nitrat.

Dalam proses produksi selain bahan baku, maka yang juga perlu diperhatikan adalah mikrobia yang dipakai dan faktor lingkungan. Parameter-parameter yang perlu diperhatikan adalah suhu dan lama inkubasi, kelembapan, pH awal, jumlah inokulum dan sebagainya.

pada akhir fermentasi maka biomass padat yang dihasilakn dicampur dengan aquadest dan digojog kuat (blender) kemudian disaring. Ampas yang ada dicampur lagi dengan aquadest dan diperlakukan sama. filtrat yang diperoleh  kemudian disentrifugasi 10.000 rpm selama 15 menit dan supernatan yang jenrnih digunbakan sebagai sumber enzim kasar.

Sumber enzim kasar dapat diukur aktivitas enzimnya denngan cara campur enzim dengan larutan soluble starch 1% dalam bufer sodium asetat 0,1 M (pH 6,0) pada suhu 50 C selama 5 menit. Ukur glukosa yang dihasilkan. Satu unit aktivitas dijabarkan sebagai jumlah enzim yang memberikan 1 mg glukosa per menit pada 50 C.

Proses pembuatan produk turunan alfa amylase:

Bioetanol merupakan salah satu bahan bakar alternatif pencampur premium, selain dapat menghemat penggunaan bahan bakar, bioetanol juga dapat mengurangi pencemaran udara. Bahan baku bioetanol ini, dapat berupa biomassa yang mengandung gula, pati atau selulosa. Onggok merupakan produk samping dari industri pengolahan tepung tapioka yang masih mengandung banyak pati (60-70%) sehingga berpotensi sebagai bahan baku bioetanol. 

Penelitian ini bertujuan untuk memanfaatkan onggok pada pembuatan bioetanol dengan menggunakan ekstrak kasar enzim alfa amilase dan glukoamilase dari Aspergillus niger, Aspergillus oryzae, Rhizopus oryzae dalam proses sakarifikasi dan fermentasi alkohol oleh Saccharomyces cerevisiae. Optimasi medium untuk produksi ekstrak kasar enzim bertujuan untuk menentukan medium optimum dalam menghasilkan ekstrak kasar enzim dengan aktivitas

alfa amilase dan glukoamilase optimum. Komposisi medium yang digunakan dalam memproduksi ekstrak kasar enzim adalah dedak padi, onggok dan medium basal dengan perbandingan (1) 100% dedak padi, (2) 100% dedak padi bermedium basal, (3)100% onggok bermedium basal,dan (4) 90% dedak padi dengan 10% dedak bermedium basal. Aktivitas ekstrak kasar enzim alfa amilase tertinggi berturut-turut dihasilkan dari medium dedak padi bermedium basal yaitu pada hari ke-2 oleh A.oryzae sebesar 385,14 U/mL dan A.niger dengan aktivitas 373,14 U/ml dan yang tertinggi ketiga oleh R.oryzae sebesar 363,45 U/ml pada medium 90% dedak padi dengan 10% onggok bermedium basal pada hari ke-5. Penggunaan medium dengan komposisi 90% dedak padi : 10% onggok bermedium basal dengan komposisi medium 100% dedak bermedium basal dalam menghasilkan ekstrak kasar enzim alfa amilase tidak berbeda secara signifikan (p<0,05), sedangkan dalam penggunaan A.niger dan A.oryzae menunjukkan aktivitas alfa amilase yang tidak berbeda secara signifikan (p<0,05). Aktivitas glukoamilase tertinggi diperoleh dari R.oryzae pada hari ke-3 sebesar 479,02 U/mL dengan komposisi medium 90% dedak padi : 10% onggok medium basal, disusul oleh glukoamilase A.niger pada hari ke-10 pada medium onggok medium basal sebesar 230,79 U/ml dan ketiga tertinggi oleh A.oryzae dengan aktivitas glukoamilase sebesar 222,65 U/ml pada hari ke-9 dengan medium onggok 100% dan bermedium basal. 

Dalam produksi ekstrak kasar enzim glukoamilase komposisi ke-empat medium optimasi saling berbeda secara signifikan (p<0,05). sedangkan penggunaan A.niger, A.oryzae, dan R.oryzae menghasilkan aktivitas glukoamilase yang saling berbeda secara signifikan (p<0,05). Tahap selanjutnya dilakukan optimasi sakarifikasi pada substrat onggok dengan menggunakan ekstrak kasar enzim yang memiliki aktivitas alfa amilase tertinggi yaitu dari A oryzae dan aktivitas glukoamilase tertinggi dari R.oryzae. Optimasi sakarifikasi ini dilakukan untuk menentukan lama sakarifikasi optimum yang dapat menghasilkan pengurangan pati tertinggi oleh alfa amilase dan menghasilkan gula pereduksi tertinggi oleh glukoamilase. Dari hasil optimasi sakarifikasi, ekstrak kasar alfa amilase A.oryzae optimum pada jam ke-27 dengan hasil pengurangan substrat pati 11,4%, sedangkan dengan ekstrak kasar enzim glukoamilase R.oryzae pada jam ke-15 menghasilkan gula pereduksi sebesar 21,58 mg/mL dengan efisiensi sakarifikasi 6,47 %, dan ketika glukoamilase R.oryzae digunakan pada jam ke-27 setelah alfa amilase A.oryzae, pada jam ke-36 dihasilkan gula pereduksi sebesar 139,20 mg/mL dengan efisiensi sakarifikasi 41,77 %. Tahap berikutnya adalah fermentasi padat alkohol gula hasil hidolisis onggok dengan Saccharomyces cerevisiae selama 5 hari. Etanol tertinggi didapat pada hari ke-4 sebesar 7,89% v/v dengan laju 6,6 % v/v/hari. Pada tahap ini 87,5% gula pereduksi terkonversi menjadi etanol.