Mengenal dari Dekat Enzim Amilase

Pembaca yang budiman ruang kelas kali ini saya ingin menjelaskan tentang enzim amilase, apa itu?  Sebelum lanjut,  saya mulai dengan  pertanyaan, Pernahkan anda merasakan perubahan yang terjadi ketika anda  mengunyah nasi putih di mulut sampai lumat, rasakan apa yang terjadi? Terasa manis bukan, apa yang menyebabkan rasa manisa itu? Nah, itu disebabkan oleh aktivitas enzim amilase dalam air ludah kita. Yang bekerja untuk memecah pati, menjadi gula.

Amilse adalah salah satu dari ribuan jenis enzim yang ditehaui manusia, karena jumlahnya yang banyak banget itu. Enzim adalah protein aktif , yang berfungsi sebagai   biokatalisator yang berperan penting dalam berbagai reaksi kimia di alam. Secara spesifik, enzim bekerja dengan melakukan reaksi khusus pada kondisi lingkungan tertentu.

APA YANG DIMAKSUD DENGAN AMILASE?

Amilase adalah enzim yang memecah pati, mengubahnya menjadi gula termasuk dalam kelompok enzim hidrolase, yaitu enzim yang  mengatalisis reaksi pemecahan ikatan antara karbon dengan atom lainnya melalui penambahan molekul air, kelompok yang lain adalah ligase, oksido reduktase, transferase, isomerase dan liase

Terdapat dua jenis utama, yaitu alpha dan beta. Perbedaan enzim alpha dan beta adalah tempat ditemukannya. Alpha-amilase ditemukan dalam air liur manusia, di mana ia memulai proses kimia dalam pencernaan dengan hidrolisis pati. Alpha-amilase juga ditemukan dalam pankreas. Disisi lain, beta-amilase umumnya ditemukan dalam biji beberapa tanaman, serta bakteri, ragi, dan jamur. Amilase juga ditemukan pada hewan lain yang menggunakannya untuk membantu proses pencernaan. Selain yang utama juga ditemukan gamma amilase.

KLASIFIKASI AMILASE

Klasifikasi amilase paling tidak ada tiga, yaitu -amilase, -amilase dan -Amilase

Alpha -AMILASE

Dalam fisiologi manusia, baik amilase ludah dan pankreas adalah -amilase. Bentuk -amilase juga ditemukan pada tumbuhan, jamur (ascomycetes dan basidiomycetes) dan bakteri (Bacillus).

Alpha -amilase (EC 3.2.1.1 ) (CAS 9014-71-5) (nama alternatif: 1,4--D-glukan glukanohidrolase; glikogenase) adalah kalsium metaloenzim. Dengan bertindak di lokasi acak sepanjang rantai pati, -amilase memecah sakarida rantai panjang, yang pada akhirnya menghasilkan maltotriosa dan maltosa dari amilosa, atau maltosa, glukosa dan "batas dekstrin" dari amilopektin. Mereka termasuk dalam keluarga glikosida hidrolase Karena dapat bekerja dimana saja pada substrat, -amilase cenderung bekerja lebih cepat dibandingkan -amilase.

Pada hewan, ini adalah enzim pencernaan utama, dan pH optimalnya adalah 6,7--7,0. Enzim alpha -amilase merupakan enzim penting yang digunakan dalam industri pengolahan pati untuk hidrolisis polisakarida seperti pati menjadi unsur gula sederhana . Enzim pendegradasi pati seperti amilase telah mendapat banyak perhatian karena mengenai signifikansi teknologi dan manfaat ekonomi yang mereka rasakan. Enzim ini juga digunakan untuk komersial produksi glukosa.

 Dalam jaringan penyimpanan seperti biji-bijian, pati, polisakarida glukosa dihidrolisis oleh menanam bibit untuk memenuhi kebutuhan energinya. Saat ini potensi baru pemanfaatan mikroorganisme sebagai sumber bioteknologi enzim yang relevan secara industri telah merangsang minat dalam eksplorasi ekstraseluler aktivitas enzimatik pada beberapa mikroorganisme

Enzim ini ditemukan pada hewan (air liur, pankreas), tumbuhan (malt), bakteri dan jamur  Sumber amilase dalam ragi, bakteri dan kapang telah dilaporkan dan sifat-sifatnya telah dilaporkan dijelaskan

Amilase yang berasal dari jamur ditemukan lebih banyak stabil dibandingkan enzim bakteri pada skala komersial, Banyak upaya telah dilakukan untuk mengoptimalkan kultur kondisi dan strain jamur yang sesuai. Beberapa upaya telah dilakukan untuk menjelaskan pengendaliannya mekanisme yang terlibat dalam pembentukan dan sekresi enzim ekstraseluler. Jamur mampu menghasilkan amilase dalam jumlah tinggi; Aspergillus niger digunakan untuk komersial produksi alpha -amilase. Studi tentang amilase jamur terutama di negara-negara berkembang telah terkonsentrasi terutama pada Aspergillus niger, mungkin karena sifatnya yang banyak ditemukan dan nutrisinya yang tidak pilih-pilih persyaratan organisme ini.

Dimungkinkan untuk mendaftarkan penggunaan amilase secara ekstrim kondisi pH dan suhu menggunakan amilase termo-asidofilik dan basa. Sejak yang paling efektif persiapan beberapa aplikasi mengandung enzim lain, terutama amiloglukosidase dan metode terendam memberikan spektrum enzim tambahan yang sempit dan ada gunanya mengisolasi strain Aspergillus niger yang sesuai untuk mekanisme yang efisien. Produksi -amilase oleh kapang sangat dipengaruhi oleh budaya dan kebutuhan nutrisi.

Beta -AMILASE

Bentuk lain dari amilase, -amilase (EC 3.2.1.2 ) (nama alternatif: 1,4--D-glukan maltohidrolase; glikogenase; sakarogen amilase) juga disintesis oleh bakteri, jamur, dan tumbuhan. Bekerja dari ujung non-pereduksi, -amilase mengkatalisis hidrolisis ikatan glikosidik -1,4 kedua, membelah dua unit glukosa (maltosa) sekaligus. Selama pemasakan buah, -amilase memecah pati menjadi maltosa, menghasilkan rasa manis pada buah matang. Mereka tergolong dalam keluarga glikosida hidrolase.

Baik -amilase dan -amilase terdapat dalam biji; -amilase hadir dalam bentuk tidak aktif sebelum perkecambahan, sedangkan -amilase dan protease muncul setelah perkecambahan dimulai. Banyak mikroba juga memproduksi amilase untuk mendegradasi pati ekstraseluler. Jaringan hewan tidak mengandung -amilase, meskipun mungkin terdapat pada mikroorganisme yang terkandung dalam saluran pencernaan. PH optimal untuk -amilase adalah 4,0--5,0.

Gama -AMILASE

Gama -Amilase (EC 3.2.1.3 ) (nama alternatif: Glukan 1,4-a-glukosidase; amiloglukosidase; exo-1,4--glukosidase; glukoamilase; lisosomal -glukosidase; 1,4--D-glukan glukohidrolase) akan memutuskan ikatan (1--6) glikosidik, serta ikatan -1,4 glikosidik terakhir pada ujung amilosa dan amilopektin yang tidak mereduksi, menghasilkan glukosa. -amilase memiliki pH optimum paling asam dari semua amilase karena paling aktif di sekitar pH 3. Mereka termasuk dalam berbagai famili GH yang berbeda, seperti famili glikosida hidrolase 15 pada jamur, famili glikosida hidrolase 31 pada MGAM manusia, dan glikosida hidrolase keluarga 97 bentuk bakteri

AMILASE DALAM BIDANG BIOTEKNOLOGI?

Lebih jauh perlu anda ketahui bahwa  amylase adalah enzim penting dan sangat diperlukan dalam bidang bioteknologi. Enzim  Ini diproduksi terutama dari sumber mikroba dan digunakan di banyak industri.

Sektor industri apa ? Sektor industri dengan pendekatan top-down dan bottom-up saat ini fokus pada peningkatan tingkat produksi mikroba amilase dengan menerapkan teknologi bioteknologi. Dukungan lebih lanjut dari studi konsumsi energi, seperti studi termodinamika, teknologi pinch, dan teknologi ramah lingkungan, telah mempercepat produksi enzim dalam skala besar. Di sini dibahas pentingnya amilase mikroba (bakteri dan jamur) beserta metode produksinya dari skala

PRODUKSI AMILASE DALAM SKALA LABORATORIUM HINGGA  INDUSTRI.

Enzim alimlase oleh para ahli enzymologi,  dalam bentuk  Komisi Enzim Internasional telah mengkategorikan enam kelas enzim yang berbeda menurut reaksi yang dikatalisisnya: EC1 Oksidoreduktase; Transferase EC2; Hidrolase EC3; Liase EC4; Isomerase EC5; dan Ligase EC6

Secara umum enzim yang aktif secara biologis dapat diperoleh dari tumbuhan, hewan, dan mikroorganisme. Enzim mikroba umumnya disukai karena isolasinya yang lebih mudah dalam jumlah besar, produksi berbiaya rendah dalam waktu singkat, dan stabilitas pada berbagai kondisi ekstrem, serta senyawa-senyawanya juga lebih terkendali dan tidak terlalu berbahaya.

 Enzim yang diproduksi secara mikroba yang disekresikan ke dalam media sangat andal untuk proses dan aplikasi industri. Selain itu, produksi dan ekspresi enzim rekombinan juga lebih mudah dilakukan dengan mikroba sebagai sel inang. Penerapan enzim ini meliputi produksi kimia, biokonversi (biokatalis), dan bioremediasi. Dalam aspek ini, potensi penggunaan enzim mikroba yang berbeda telah dibuktikan  Sehubungan dengan aplikasi industri, studi pemurnian enzim sebagian besar berfokus pada protease, lipase, dan amilase . Selain itu, beberapa mikroba telah diisolasi dari sumber berbeda untuk produksi hidrolase ekstraseluler  yaitu endohidrolase atau eksohidrolase. Dalam tinjauan ini, kami fokus pada enzim amilase hidrolase mikroba untuk aplikasi hilirnya dalam industri dan obat-obatan.

2. AMILASE DAN SUBSTRATNYA

Amilase secara luas diklasifikasikan menjadi subtipe , , dan , dimana dua subtipe pertama adalah yang paling banyak dipelajari (Gambar 1(a) dan 1(b)). -Amilase adalah enzim yang bekerja lebih cepat dibandingkan -amilase. Amilase bekerja pada ikatan glikosidik -1-4 dan oleh karena itu disebut juga hidrolase glikosida. Amilase pertama diisolasi oleh Anselme Payen pada tahun 1833. Amilase didistribusikan secara luas dalam sistem kehidupan dan memiliki substrat spesifik .

Substrat amilase tersedia secara luas dari sumber tanaman yang murah, sehingga potensi penerapan enzim lebih banyak dari segi biaya. Amilase dapat dibagi menjadi endoamilase dan eksoamilase. Endoamilase mengkatalisis hidrolisis secara acak dalam molekul pati. Tindakan ini menyebabkan pembentukan oligosakarida linier dan bercabang dengan berbagai panjang rantai.

 Eksoamilase menghidrolisis substrat dari ujung yang tidak tereduksi, menghasilkan produk akhir yang lebih pendek secara berturut-turut.  Semua -amilase (EC 3.2.1.1) bekerja pada pati (polisakarida) sebagai substrat utama dan menghasilkan unit kecil glukosa (monosakarida) dan maltosa (disakarida)  Pati terdiri dari dua polimer glikosa, amilosa dan amilopektin, yang terdiri dari molekul glukosa yang dihubungkan oleh ikatan gliosidik. Kedua polimer tersebut mempunyai struktur dan sifat yang berbeda.

 Polimer linier amilosa memiliki maksimum 6000 unit glukosa yang dihubungkan oleh ikatan glikosidik -1,4, sedangkan amilopektin terdiri dari rantai terikat -1,4 dari 10--60 unit glukosa dengan sisi terikat -1,6. rantai 15-45 unit glukosa. Saboury mengungkapkan -amilase menjadi metalloenzim yang memerlukan ion logam (kalsium) untuk menjaga stabilitas, aktivitas, dan konfirmasi strukturalnya. Berdasarkan penyelarasan urutan -amilase, Nielsen dan Borchert. mengungkapkan bahwa enzim ini memiliki empat susunan yang dilestarikan (I -- IV), yang ditemukan sebagai untai 3, 4, dan 5 dalam loop yang menghubungkan -untai 7 menjadi -helix 7 . Terlepas dari kenyataan bahwa amilase tersedia secara luas dari berbagai sumber, fokus sebelumnya hanya pada amilase mikroba, karena keunggulannya dibandingkan amilase tumbuhan dan hewan, seperti dibahas di atas. Amilase mikroba telah diisolasi dari beberapa noda dan dieksplorasi untuk produksi amilase dengan metode yang dijelaskan di bawah.

 AMILASE BAKTERI

Di antara berbagai spesies mikroba yang mengeluarkan amilase, produksinya dari bakteri lebih murah dan lebih cepat dibandingkan dari mikroorganisme lain. Selain itu, seperti disebutkan di atas, studi rekayasa genetika lebih mudah dilakukan dengan bakteri dan juga sangat cocok untuk produksi enzim rekombinan. Berbagai macam spesies bakteri telah diisolasi untuk sekresi amilase. Kebanyakan merupakan spesies Bacillus (B. subtilis, B. stearothermophilus, B. amyloliquefaciens, B. licheniformis, B. coagulans, B. polymyxa, B. mesentericus, B. vulgaris, B. megaterium, B. cereus, B. halodurans, dan Bacillus sp. Ferdowsicous), tetapi amilase dari Rhodothermus marinus, Corynebacterium gigantea, Chromohalobacter sp., Caldimonas taiwanensis, Geobacillus thermoleovorans, Lactobacillus fermentum, Lactobacillus manihotivorans, dan Pseudomonas stutzeri juga telah diisolasi.

 Strain halofilik yang menghasilkan amilase antara lain Haloarcula hispanica, Halobacillus sp., Chromohalobacter sp., Bacillus dipsosauri, dan Halomonas meridiana . Lebih banyak penelitian yang melibatkan isolasi dan perbaikan strain baru akan membuka jalan untuk menciptakan strain yang penting. Misalnya, Dash dkk.  mengidentifikasi strain B. subtilis BI19 baru yang menghasilkan amilase secara efisien dan, setelah mengoptimalkan kondisi, meningkatkan produksi enzim sekitar 3,06 kali lipat. Analisis struktur tiga dimensi dari amilase tersebut membantu meningkatkan efisiensinya. Misalnya, struktur kristal -amilase dari Anoxybacillus telah memberikan wawasan tentang subkelas enzim ini . Studi tentang struktur tiga dimensi juga membantu perubahan atau mutasi asam amino tertentu untuk meningkatkan efisiensi dan fungsi enzim atau protein.

 AMILASE JAMUR

Enzim jamur mempunyai keuntungan karena disekresi secara ekstraseluler. Selain itu, kemampuan jamur untuk menembus substrat keras memudahkan proses hidrolisis. Selain itu, spesies jamur sangat cocok untuk fermentasi berbahan padat. Amilase pertama yang diproduksi oleh jamur untuk aplikasi industri telah dijelaskan beberapa dekade yang lalu. Spesies penghasil amilase yang efisien mencakup spesies dari genus Aspergillus (A. oryzae, A. niger, A. awamori, A. fumigatus, A. kawachii, dan A. flavus), serta spesies Penicillium (P. brunneum, P. fallutanum , P. expansum, P. chrysogenum, P. roqueforti, P. janthinellum, P. camemberti, dan P. olsonii), Streptomyces rimosus, Thermomyces lanuginosus, Pycnoporus sanguineus, Cryptococcus flavus, Thermomonospora curvata, dan Mucor sp.

 AMILASE REKOMBINAN

Rekayasa genetika dan teknologi DNA rekombinan adalah teknik molekuler saat ini yang digunakan untuk meningkatkan produksi enzim yang efisien.Teknologi DNA rekombinan untuk produksi amilase melibatkan pemilihan gen amilase yang efisien, penyisipan gen ke dalam sistem vektor yang sesuai, transformasi dalam sistem bakteri yang efisien untuk menghasilkan protein rekombinan dalam jumlah besar (dengan adanya agen penginduksi promotor vektor ekspresi ), dan pemurnian protein untuk aplikasi hilir . Dalam teknologi ini, jumlah salinan gen yang tinggi mendorong hasil amilase yang lebih tinggi. 

Di sisi lain, penyaringan perpustakaan mutan untuk pemilihan varian mutan terbaik untuk produksi amilase rekombinan telah lebih berhasil.  Zhang dkk. menghapus amyR (pengkodean faktor transkripsi) dari A. niger CICC2462, yang menyebabkan produksi enzim/protein secara spesifik dengan sekresi protein latar belakang yang lebih rendah. Wang dkk.  menghasilkan strategi baru untuk mengekspresikan -amilase dari Pyrococcus furiosus di B. amyloliquefaciens. Enzim termostabil ekstraseluler ini diproduksi dalam jumlah rendah di P. furiosus, namun ekspresinya di B. amyloliquefaciens meningkat secara signifikan dan memiliki stabilitas yang baik pada suhu yang lebih tinggi (optimal 100C) dan pH lebih rendah (pH optimal 5). Dengan meniru sistem P. furiosus, mereka memperoleh amilase baru dengan hasil ~3000 dan 14 kali lipat unit amilase/mililiter lebih tinggi dibandingkan yang diproduksi di B. subtilis dan Escherichia coli.

BAGAIMANAKAH SKRINING PRODUKSI MIKROBA AMILASE DILAKUKAN?

Produksi atau sekresi amilase dapat disaring dengan berbagai metode umum, termasuk teknik berbasis padat atau berbasis larutan. Metode berbasis padat dilakukan pada pelat agar nutrien yang mengandung pati sebagai substrat, sedangkan metode berbasis larutan meliputi teknik dinitro salicylic acid (DNS) dan Nelson-Somogyi (NS). Dalam metode agar padat, strain yang sesuai (jamur atau bakteri) diinokulasikan secara tepat pada agar yang mengandung pati di tengah cawan Petri. Setelah masa inkubasi yang sesuai, pelat dibanjiri dengan larutan yodium, yang menunjukkan warna gelap kebiruan pada daerah substrat dan daerah bening (akibat hidrolisis) di sekitar inokulum, menunjukkan pemanfaatan pati oleh mikroba amilase. Gopinath dkk.  menerapkan metode ini untuk menentukan aktivitas amilase Aspergillus versicolor, serta Penicillium sp., dalam studi pendahuluannya.

Produksi amilase pada cawan petri yang berisi media  agar. Dalam metode berbasis padat ini, media agar cawan petri  yang mengandung pati diinokulasi dengan tepat dengan mikroorganisme di tengah cawan Petri. Setelah masa inkubasi yang sesuai, pelat yang dibanjiri dengan larutan yodium akan menunjukkan warna kebiruan gelap pada daerah substrat. Daerah bening di sekitar inokulum menunjukkan zona hidrolisis. (a) Aktivitas amilolitik oleh Aspergillus versicolor; (b) aktivitas amilolitik oleh Penicillium sp.

Dalam metode DNS berbasis larutan, substrat dan enzim yang sesuai dicampur dalam proporsi yang tepat dan direaksikan selama 5 menit pada suhu 50C. Setelah didinginkan hingga suhu kamar, penyerapan larutan dibaca pada 540nm. Gusakov dkk.  menerapkan metode ini untuk mendeteksi pelepasan gula pereduksi dari hidrolisis substrat oleh Bacillus sp. amilase. Mereka menemukan bahwa aktivitas amilase dapat mencapai 0,75UmL1 setelah 24jam inkubasi. Demikian pula, dalam metode NS, amilase dan pati dicampur dan diinkubasi selama 5 menit pada suhu 50C. Kemudian, reagen tembaga Somogyi ditambahkan untuk menghentikan reaksi, diikuti dengan perebusan selama 40 menit dan periode pendinginan berikutnya. Reagen Nelson arsenomolibdat kemudian ditambahkan dan campuran diinkubasi pada suhu kamar selama 10 menit. Kemudian, setelah diencerkan dengan air, larutan disentrifugasi dengan kecepatan tinggi dan supernatan diukur pada 610nm.  Selain itu, beberapa metode lain tersedia untuk penyaringan amilase, namun semuanya menggunakan substrat yang sama (pati).

BAGAIMANAKAH CARANYA . MENINGKATKAN PRODUKSI AMILASE  MIKROBA.

Tujuan utama dalam peningkatan produksi amilase adalah untuk melakukan studi optimasi dasar. Hal ini dapat dilakukan baik secara eksperimental atau dengan menerapkan desain eksperimen (DOE) dengan konfirmasi lebih lanjut dengan eksperimen yang disarankan dari DOE. Beberapa metode DOE telah diusulkan dan, dengan kemajuan perangkat lunak, mampu memberikan prediksi yang lebih baik. Gopinath dkk. [8] melakukan studi optimasi dengan menggunakan desain Box-Behnken, yang melibatkan tiga variabel (waktu inkubasi, pH, dan pati sebagai substrat), untuk produksi amilase yang lebih tinggi oleh jamur A. versicolor.

Percobaan di laboratorium sangat sesuai dengan nilai yang diprediksi dari DOE, dengan koefisien korelasi sebesar 0,9798 yang menegaskan produksi yang lebih tinggi. Srivastava dkk. mengoptimalkan kondisi untuk imobilisasi amilase secara kovalen, menggunakan glutaraldehid sebagai pengikat silang pada lembaran graphene. Dalam penelitian ini, metodologi permukaan respons yang dirancang Box-Behnken digunakan, dengan efisiensi imobilisasi ditunjukkan sebesar 84%. Studi semacam ini penting ketika molekul seperti glutaraldehid digunakan, karena tersedia dua gugus aldehida di kedua ujung molekul.

 Dengan studi optimasi, kemungkinan imobilisasi sejumlah besar molekul glutaraldehid dapat diprediksi. Dalam penelitian lain, ekstraksi berbantuan enzim dan identifikasi peptida antioksidan dan penghambat -amilase dari kacang Pinto dilakukan, menggunakan desain faktorial dengan variabel berbeda (waktu ekstraksi, suhu, dan pH). Cara lain untuk meningkatkan kerja amilase adalah dengan enkapsulasi atau penjebakannya pada alginat atau butiran lainnya. Metode ini memfasilitasi pelepasan enzim secara perlahan dan konstan serta meningkatkan stabilitasnya.

APASAJA  APLIKASI AMILASE MIKROBA DALAM INDUSTI?

Amilase menguasai sekitar 25% pasar enzim dunia.  Ini digunakan dalam makanan, deterjen, obat-obatan, dan industri kertas dan tekstil. Penerapannya dalam industri makanan meliputi produksi sirup jagung, sirup maltosa, sirup glukosa, dan jus serta fermentasi alkohol dan pembuatan kue. Ini telah digunakan sebagai bahan tambahan makanan dan untuk membuat deterjen. Amilase juga memainkan peran penting dalam pembuatan bir dan minuman keras dari gula (berdasarkan pati). Dalam proses fermentasi ini, ragi digunakan untuk mencerna gula, dan alkohol diproduksi. Fermentasi cocok untuk produksi mikroba amilase dalam kondisi lembab dan pertumbuhan yang tepat. Dua jenis proses fermentasi telah diikuti: fermentasi terendam dan fermentasi keadaan padat. Yang pertama adalah yang digunakan secara tradisional dan yang terakhir dikembangkan lebih baru. Dalam pembuatan bir tradisional, jelai malt dihaluskan dan patinya dihidrolisis menjadi gula oleh amilase pada suhu yang sesuai. Dengan memvariasikan suhu dan kondisi aktivitas - atau -amilase, gula yang tidak dapat difermentasi dan yang dapat difermentasi ditentukan. Dengan perubahan ini, kandungan alkohol, rasa, dan rasa di mulut produk akhir dapat bervariasi.

Potensi aplikasi enzim dalam industri ditentukan oleh kemampuan menyaring enzim baru dan lebih baik, fermentasi dan pemurniannya dalam skala besar, dan formulasi enzim. Sebagaimana dinyatakan di atas, metode berbeda telah ditetapkan untuk produksi enzim. Dalam kasus amilase, ekstrak kasar dapat berfungsi dengan baik di sebagian besar kasus, namun untuk aplikasi industri tertentu (misalnya farmasi), pemurnian enzim diperlukan. Hal ini dapat dicapai dengan kromatografi penukar ion, kromatografi interaksi hidrofobik, filtrasi gel, imunopresipitasi, pemisahan gel polietilen glikol/Sepharose, dan sistem dua fase dan gradien berair, di mana ukuran dan muatan amilase menentukan metode yang dipilih. . Sistem pemrograman otomatis dengan metode di atas telah meningkatkan proses secara signifikan.

Dengan perkembangan tersebut, produksi mikroba amilase telah berhasil menggantikan produksinya dengan proses kimia, khususnya di industri . Produksi amilase telah ditingkatkan dengan menggunakan strain rekayasa genetika yang mengurangi polimerisasi maltosa selama aksi amilolitik Untuk perbaikan lebih lanjut dalam proses industri, metode DOE dan enkapsulasi yang disebutkan di atas dapat diterapkan.

SECARA LEBIH RINCI PEMANFAATAN LIPASE SEBAGAI BERIKUT

UNTUK OPTIMALISASI  FERMENTASI

Enzim - dan -amilase penting dalam pembuatan bir dan minuman keras yang terbuat dari gula yang berasal dari pati. Dalam fermentasi, ragi mencerna gula dan mengeluarkan etanol. Dalam bir dan beberapa minuman keras, gula yang ada pada awal fermentasi diproduksi dengan "menumbuk" biji-bijian atau sumber pati lainnya (seperti kentang). Dalam pembuatan bir tradisional, jelai malt dicampur dengan air panas untuk membuat "tumbuk", yang ditahan pada suhu tertentu untuk memungkinkan amilase dalam biji malt mengubah pati jelai menjadi gula. Temperatur yang berbeda mengoptimalkan aktivitas alfa atau beta amilase, sehingga menghasilkan campuran gula yang dapat difermentasi dan tidak dapat difermentasi. Dalam memilih suhu tumbukan dan rasio butiran terhadap udara, pembuat bir dapat mengubah kandungan alkohol, rasa di mulut, aroma, dan rasa bir yang sudah jadi.

Dalam beberapa metode bersejarah dalam memproduksi minuman beralkohol, konversi pati menjadi gula dimulai dengan pembuat bir mengunyah biji-bijian untuk mencampurkannya dengan air liur.Praktek ini terus dilakukan di rumah produksi beberapa minuman tradisional, seperti chhaang di Himalaya, chicha di Andes dan kasiri di Brazil dan Suriname.

SEBAGAI ADITIF TEPUNG

Amilase digunakan dalam pembuatan roti dan untuk memecah gula kompleks, seperti pati (ditemukan dalam tepung), menjadi gula sederhana. Ragi kemudian memakan gula sederhana ini dan mengubahnya menjadi produk limbah etanol dan karbon dioksida. Ini memberi rasa dan menyebabkan roti mengembang. Meskipun amilase ditemukan secara alami dalam sel ragi, ragi membutuhkan waktu untuk menghasilkan enzim yang cukup untuk memecah sejumlah besar pati dalam roti. Inilah alasan adonan yang lama difermentasi seperti adonan pertama. Teknik pembuatan roti modern telah memasukkan amilase (sering kali dalam bentuk malt barley) ke dalam bahan pembuat roti, sehingga membuat proses lebih cepat dan praktis untuk penggunaan komersial.

Enzim -Amilase sering kali terdaftar sebagai bahan pada tepung giling kemasan komersial. Pembuat roti yang terlalu lama terpapar tepung yang diperkaya amilase berisiko terkena dermatitis atau asma.

BIOLOGI MOLEKULER

Dalam biologi molekuler, keberadaan amilase dapat berfungsi sebagai metode tambahan untuk memilih keberhasilan integrasi konstruk reporter selain resistensi antibiotik. Karena gen reporter diapit oleh daerah homolog dari gen struktural amilase, integrasi yang berhasil akan mengganggu gen amilase dan mencegah degradasi pati, yang mudah dideteksi melalui pewarnaan yodium.

KEGUNAAN MEDIS

Amilase juga mempunyai aplikasi medis dalam penggunaan terapi penggantian enzim pankreas (PERT). Ini adalah salah satu komponen di Sollpura (liprotamase) untuk membantu pemecahan sakarida menjadi gula sederhana.

PENGGUNAAN LAINNYA

Penghambat alfa-amilase, yang disebut faseolamin, telah diuji sebagai bantuan diet yang potensial.Ketika digunakan sebagai bahan tambahan makanan, amilase memiliki nomor E E1100, dan mungkin berasal dari pankreas babi atau jamur kapang. Amilase basil juga digunakan dalam deterjen pakaian dan mesin pencuci piring untuk melarutkan pati dari kain dan piring.

Pekerja pabrik yang bekerja dengan amilase untuk salah satu kegunaan di atas mempunyai risiko lebih tinggi terkena asma akibat kerja. Lima hingga sembilan persen pembuat roti memiliki hasil tes kulit yang positif, dan seperempat hingga sepanjang pembuat roti yang mengalami masalah pernapasan hipersensitif terhadap amilase.

Kebutuahan akan enzim amilase dalam industri  terus meningkat, denga karakter yang tahan pada suhu, etakanan denrajad akeasaman yang tinggi.  Daur ulang enzim mungkin dianggap sebagai strategi untuk menyelamatkan enzim. Keterbatasan daur ulang enzim diatasi dengan metode imobilisasi. Selain itu, imobilisasi memberikan stabilitas yang lebih tinggi, dan pengoperasian yang berkelanjutan, serta cocok untuk beberapa desain teknik dan meningkatkan pengendalian reaksi. Beberapa metode telah digunakan untuk Imobilisasi, termasuk jebakan, ikatan silang, ikatan kovalen, enkapsulasi, dan adsorpsi.

Karena alfa-amilase jamur diakui sebagai status aman, alfa-amilase lebih disukai dalam industri pati namun harus lebih stabil dan hemat biaya. Sebuah studi oleh He dkk menunjukkan peningkatan stabilitas dan masa pakai alfa-amilase jamur (AmyA1) yang lebih lama melalui imobilisasi pada nanopartikel magnetik., kajian tentang struktur dan fungsi serta karakteristik alfamilase menarik untuk ungkapkan.

Dalam ulasan kali ini, kami ingin memberikan pengetahuan yang komprehensif, tentang struktur dan fungsi   alpha amilase ,  serta dapat memanfaat bagi perkembangan bioteknologi dan industri yang memanfaatkannya di masa depan.

APA HARAPAN KE DEPAN,  DALAM MEMPRODUKSI AMILASE INI? 

Di antara berbagai enzim, amilase memiliki potensi tertinggi untuk digunakan dalam berbagai keperluan industri dan pengobatan. Keterlibatan teknologi modern seperti white biotechnology, pinch technology, dan green technology akan mempercepat produksi industri dalam skala besar. Hal ini akan lebih difasilitasi dengan penerapan teknologi fermentasi yang sudah ada dengan spesies mikroba yang sesuai (bakteri atau jamur) dan melengkapi aspek bioteknologi lainnya. Teknologi penyaringan dan pemrosesan throughput tinggi dengan spesies mikroba yang efisien, serta penggabungan akhir rekayasa genetika dari strain penghasil amilase, semuanya akan membantu meningkatkan produksi amilase untuk aplikasi industri dan pengobatan. Moga bermanfaat ****