fermentasi asam sitrat

PEMBUATAN ASAM SITRAT

LAPORAN PRAKTIKUM DASAR BIOPROSES

Disusun Oleh: Kelompok I

Amer Purnama Jaya (101424001) Amy Siti Fatimah (101424002) Anjar Purnamasari (101424003) Annisa Feriani (101424004)

Kelas : IA-TKPB

Tanggal Praktikum : 1 Juni 2011 Tanggal Penyerahan Laporan : 22 Juni 2011

Dosen Pembimbing : Mukhtar Gozali, M.Sc

TEKNIK KIMIA PRODUKSI BERSIH

POLITEKNIK NEGERI BANDUNG

BAB I

PENDAHULUAN

Latar Belakang

Asam sitrat merupakan asam organik yang banyak terdapat di alam dan penyebarannya cukup luas, baik dalam tumbuhan maupun hewan. Pada buah jeruk terdapat kandungan asam sitrat sekitar 6-8%. Selain itu asam sitrat juga ditemukan pada buah pir, nanas, arbei, dan ceri. Pada hewan terdapat dalam darah, air seni, dan berbagai cairan tubuh lainya.

Produksi asam sitrat seluruh dunia terutama dimanfaatkan untuk industri makanan dan minuman sekitar 70%, industri farmasi 12%, dan isaya 18% untuk berbagai industri lainnya.

Pada industri makanan dan minuman mempergunakan asam sitrat untuk berbagai keperluan karena kelarutan asam sitrat yang relatif tinggi, tidak beracun, dan menghasilkan rasa asam yang disukai. Asam sitrat sering digunakan sebagai pegawet, pencegah rusaknya warna dan aroma, menjaga turbiditas, penghambat terjadinya oksidasi dan masih banyak lagi.

Tujuan

1. Memahami proses produksi asam sitrat.

2. Memahami komposisi media fermentasi dan kondisi operasi yang tepat untuk produksi asam sitrat.

3. Memahami metoda pemisahan dan pemurnian asam sitrat.

Ruang Lingkup Percobaan

Adapun praktikum yang kami lakukan dilaksanakan pada tanggal 1 Juni 2011 yang berlokasi di laboratorium Bioproses dan Mikrobiologi gedung TK A Jurusan Teknik Kimia Politeknik Negeri Bandung.

BAB II

LANDASAN TEORI

2.1 Sejarah Asam Sitrat

Asam sitrat diyakini ditemukan oleh alkimiawan Arab-Yemen (kelahiran Iran) yang hidup pada abad ke-8, Jabir Ibn Hayyan. Pada zaman pertengahan, para ilmuwan Eropa membahas sifat asam sari buah lemon dan limau; hal tersebut tercatat dalam ensiklopedia Speculum Majus (Cermin Agung) dari abad ke-13 yang dikumpulkan oleh Vincent dari Beauvais. Asam sitrat pertama kali diisolasi pada tahun 1784 oleh kimiawan Swedia, Carl Wilhelm Scheele, yang mengkristalkannya dari sari buah lemon. Pembuatan asam sitrat skala industri dimulai pada tahun 1860, terutama mengandalkan produksi jeruk dari Italia.

Pada tahun 1893, C. Wehmer menemukan bahwa kapang Penicillium dapat membentuk asam sitrat dari gula. Namun demikian, pembuatan asam sitrat dengan mikroba secara industri tidaklah nyata sampai Perang Dunia I mengacaukan ekspor jeruk dari Italia. Pada tahun 1917, kimiawan pangan Amerika, James Currie menemukan bahwa galur tertentu kapang Aspergillus niger dapat menghasilkan asam sitrat secara efisien, dan perusahaan kimia Pfizer memulai produksi asam sitrat skala industri dengan cara tersebut dua tahun kemudian.

2.1.1 Asam Sitrat

Asam sitrat merupakan asam organik lemah yang ditemukan pada daun dan buah tumbuhan genus Citrus (jeruk-jerukan). Senyawa ini merupakan bahan pengawet yang baik dan alami, selain digunakan sebagai penambah rasa masam pada makanan dan minuman ringan. Dalam biokimia, asam sitrat dikenal sebagai senyawa antara dalam siklus asam sitrat yang terjadi di dalam mitokondria, yang penting dalam metabolisme makhluk hidup. Zat ini juga dapat digunakan sebagai zat pembersih yang ramah lingkungan dan sebagai antioksidan.

Asam sitrat terdapat pada berbagai jenis buah dan sayuran, namun ditemukan pada konsentrasi tinggi, yang dapat mencapai 8% bobot kering, pada jeruk lemon dan limau (misalnya jeruk nipis dan jeruk purut).

Rumus kimia asam sitrat adalah C6H8O7 (strukturnya ditunjukkan pada tabel

informasi di sebelah kanan). Struktur asam ini tercermin pada nama IUPAC-nya, asam 2-hidroksi-1,2,3-propanatrikarboksilat.

2.1.2 Sifat Fisika dan Kimia Asam Sitrat

Sifat-sifat fisis asam sitrat dirangkum pada tabel di sebelah kanan. Keasaman asam sitrat didapatkan dari tiga gugus karboksil COOH yang dapat melepas proton dalam larutan. Jika hal ini terjadi, ion yang dihasilkan adalah ion sitrat. Sitrat sangat baik digunakan dalam larutan penyangga untuk mengendalikan pH larutan. Ion sitrat

dapat bereaksi dengan banyak ion logam membentuk garam sitrat. Selain itu, sitrat dapat mengikat ion-ion logam dengan pengkelatan, sehingga digunakan sebagai pengawet dan penghilang kesadahan air (lihat keterangan tentang kegunaan di bawah).

Pada temperatur kamar, asam sitrat berbentuk serbuk kristal berwarna putih. Serbuk kristal tersebut dapat berupa bentuk anhydrous (bebas air), atau bentuk monohidrat yang mengandung satu molekul air untuk setiap molekul asam sitrat. Bentuk anhydrous asam sitrat mengkristal dalam air panas, sedangkan bentuk monohidrat didapatkan dari kristalisasi asam sitrat dalam air dingin. Bentuk monohidrat tersebut dapat diubah menjadi bentuk anhydrous dengan pemanasan di atas 74 °C. Secara kimia, asam sitrat bersifat seperti asam karboksilat lainnya. Jika dipanaskan di atas 175 °C, asam sitrat terurai dengan melepaskan karbon dioksida dan air.

Sifat-sifat Umum

Nama Asam sitrat

Rumus kimia C6H8O7, atau:

CH2(COOH)•COH(COOH)•CH2(COOH)

Bobot rumus 192,13. Nama lain asam 2-hidroksi-1,2,3-propanatrikarboksilat

Sifat perubahan fase

Titik lebur 426 K (153 °C) Temperatur penguraian termal 448 K (175 °C)

Sifat asam-basa

pKa1 3,15 pKa2 4,77 pKa3 6,40

Sifat padatan

ΔfH0 -1543,8 kJ/mol S0 252,1 J/(mol·K), Cp 226,5 J/(mol·K), Densitas 1,665 ×103

kg/m3

Keamanan

Efek akut Menimbulkan iritasi kulit dan mata. Efek kronik Tidak ada.

Informasi lebih lanjut

Sifat-sifat NIST WebBookMSDSHazardous Chemical Database

Satuan SI digunakan jika mungkin. Kecuali dinyatakan lain, digunakan kondisi standar.

2.1.3 Pembuatan Asam Sitrat

Dalam proses produksi asam sitrat yang sampai saat ini lazim digunakan, biakan kapang Aspergillus niger diberi sukrosa agar membentuk asam sitrat. Setelah kapang disaring dari larutan yang dihasilkan, asam sitrat diisolasi dengan cara mengendapkannya dengan kalsium hidroksida membentuk garam kalsium sitrat. Asam sitrat di-regenerasi-kan dari kalsium sitrat dengan penambahan asam sulfat.

Cara lain pengisolasian asam sitrat dari hasil fermentasi adalah dengan ekstraksi menggunakan larutan hidrokarbon senyawa basa organik trilaurilamina yang diikuti dengan re-ekstraksi dari larutan organik tersebut dengan air.

2.1.4 Kegunaan Asam Sitrat

Penggunaan utama asam sitrat saat ini adalah sebagai zat pemberi cita rasa dan pengawet makanan dan minuman, terutama minuman ringan. Kode asam sitrat sebagai zat aditif makanan (E number ) adalah E330. Garam sitrat dengan berbagai jenis logam digunakan untuk menyediakan logam tersebut (sebagai bentuk biologis) dalam banyak suplemen makanan. Sifat sitrat sebagai larutan penyangga digunakan sebagai pengendali pH dalam larutan pembersih dalam rumah tangga dan obat-obatan.

Kemampuan asam sitrat untuk meng-kelat logam menjadikannya berguna sebagai bahan sabun dan deterjen. Dengan meng-kelat logam pada air sadah, asam sitrat memungkinkan sabun dan deterjen membentuk busa dan berfungsi dengan baik tanpa penambahan zat penghilang kesadahan. Demikian pula, asam sitrat digunakan untuk memulihkan bahan penukar ion yang digunakan pada alat penghilang kesadahan dengan menghilangkan ion-ion logam yang terakumulasi pada bahan penukar ion tersebut sebagai kompleks sitrat.

Asam sitrat digunakan di dalam industri bioteknologi dan obat-obatan untuk melapisi (passivate) pipa mesin dalam proses kemurnian tinggi sebagai ganti asam nitrat, karena asam nitrat dapat menjadi zat berbahaya setelah digunakan untuk keperluan tersebut, sementara asam sitrat tidak.

Asam sitrat dapat pula ditambahkan pada es krim untuk menjaga terpisahnya gelembung-gelembung lemak. Dalam resep makanan, asam sitrat dapat digunakan sebagai pengganti sari jeruk.

2.1.5 Keamanan Asam Sitrat

Asam sitrat dikategorikan aman digunakan pada makanan oleh semua badan pengawasan makanan nasional dan internasional utama. Senyawa ini secara alami terdapat pada semua jenis makhluk hidup, dan kelebihan asam sitrat dengan mudah dimetabolisme dan dihilangkan dari tubuh.

Paparan terhadap asam sitrat kering ataupun larutan asam sitrat pekat dapat menyebabkan iritasi kulit dan mata. Pengenaan alat protektif (seperti sarung tangan atau kaca mata pelindung) perlu dilakukan saat menangani bahan-bahan tersebut.

2.1.6 Sikus asam sitrat

Siklus asam sitrat (bahasa Inggris: citric acid cycle, tricarboxylic acid cycle, TCA cycle, Krebs cycle, Szent-Györgyi-Krebs cycle) adalah sederetan jenjang reaksi metabolisme pernafasan selular yang terpacu enzim yang terjadi setelah proses glikolisis, dan bersama-sama merupakan pusat dari sekitar 500 reaksi metabolisme yang terjadi di dalam sel. Lintasan katabolisme akan menuju pada lintasan ini dengan

membawa molekul kecil untuk diiris guna menghasilkan energi, sedangkan lintasan anabolisme merupakan lintasan yang bercabang keluar dari lintasan ini dengan penyediaan substrat senyawa karbon untuk keperluan biosintesis. “Metabolom dan jenjang reaksi pada siklus ini merupakan hasil karya Albert Szent-Györgyi and Hans Krebs”.

Pada sel eukariota, siklus asam sitrat terjadi pada mitokondria, sedangkan pada organisme aerob, siklus ini merupakan bagian dari lintasan metabolisme yang berperan dalam konversi kimiawi terhadap karbohidrat, lemak dan protein - menjadi karbon dioksida, air, dalam rangka menghasilkan suatu bentuk energi yang dapat digunakan. Reaksi lain pada lintasan katabolisme yang sama, antara lain glikolisis, oksidasi asam piruvat dan fosforilasi oksidatif.

Produk dari siklus asam sitrat adalah prekursor bagi berbagai jenis senyawa organik. Asam sitrat merupakan prekursor dari kolesterol dan asam lemak, asam ketoglutarat-alfa merupakan prekursor dari asam glutamat, purina dan beberapa asam amino, suksinil-KoA merupakan prekursor dari heme dan klorofil, asam oksaloasetat merupakan prekursor dari asam aspartat, purina, pirimidina dan beberapa asam amino.

Proses Pembentukan Asam Sitrat

Siklus asam sitrat dimulai dengan satu molekul asetil-KoA bereaksi dengan satu molekul H2O, melepaskan gugus koenzim-A, dan mendonorkan dua atom

karbon yang tersisa dalam bentuk gugus asetil kepada asam oksaloasetat yang memiliki molekul dengan empat atom karbon, hingga menghasilkan asam sitrat dengan enam atom karbon.

No Substrat Produk Enzim Reaksi Keterangan

1 Oksaloasetat + Asetil-KoA

Asam sitrat + CoA-SH + H+

Sitrat sintase Hidrolisis

Setelah enzim sitrat sintase melepaskan satu ion H+ dari molekul CH3

gugus asetil dari asetil-KoA, molekul CH2

-pada gugus asetil tersebut akan bereaksi dengan asam oksaloasetat membentuk metabolit S-sitril-KoA. Reaksi hidrolisis yang terjadi selanjutnya pada gugus koenzim-A akan mendorong reaksi hingga

menghasilkan tiga jenis produk. 2 Asam sitrat cis-Asonitat

+ H2O

Asonitase

Dehidrasi Reaksi isomerisasi

terjadi dengan dua tahap, enzim asonitase akan melepaskan gugus air dari asam sitrat membentuk metabolit cis-Asonitat, kemudian terjadi penambahan kembali molekul air dengan pergeseran lokasi gugus hidroksil dan menghasilkan isomer asam sitrat. 3 cis-Asonitat + H2O Isositrat Hidrasi 4 Isositrat + NAD+ Oksalosuksinat + NADH + H + Isositrat dehidrogenase Oksidasi Enzim isositrat dehidrogenase bersama dengan koenzim NAD+ akan mengubah gugus karboksil menjadi gugus karbonil, membentuk senyawa intermediat yang disebut oksalosuksinat. Eksitasi oleh ion H+ akan menyebabkan oksalosuksinat melepaskan gugus COO- yang tidak stabil dan membentuk senyawa CO2. 5 Oksalosuksinat Ketoglutarat-α + CO2 Dekarboksilasi 6 Ketoglutarat-α + NAD+ + CoA-SH Suksinil-KoA + NADH + H+ + CO2 Ketoglutarat-α dehidrogenase Dekarboksilasi Kompleks dehidrogenase ketoglutarat-alfa mirip kompleks piruvat dehidrogenase yang menjadi

enzim pada transformasi asam piruvat menjadi asetil-KoA. Bersama dengan koenzim NAD+ akan mempercepat oksidasi yang membentuk koenzim baru, disebut suksinil-KoA, yang memiliki ikatan tioester antara koenzim-A dengan gugus suksinil. 7 Suksinil-KoA + GDP + Pi + H2O Suksinat + CoA-SH + GTP Suksinil-KoA sintetase fosforilasi substrat Senyawa Pi akan menggantikan gugus CoA pada suksinat,

kemudian

didonorkan ke GDP untuk membentuk GTP. Pada bakteri dan tumbuhan, gugus Pi akan didonorkan ke ADP guna menghasilkan ATP. 8 Suksinat + FAD Fumarat + FADH2 Suksinat dehidrogenase Oksidasi Koenzim FAD akan menarik dua atom hidrogen dari suksinat. Reaksi ini tidak terjadi di dalam matriks

mitokondria, tetapi terjadi pada antarmuka antara matriks mitokondria dan rantai transpor elektron yang disebut suksinat dehidrogenase yang melintang pada membran

mitokondria bagian dalam, enzim ini sering juga disebut "kompleks II".

9 Fumarat + H2O

Malat Fumarase Hidrasi

Reaksi penambahan molekul air pada fumarat akan menjadi gugus hidroksil pada senyawa baru. 10 Malat + NAD+ Oksaloasetat + NADH + H+ Malat dehidrogenase Oksidasi Reaksi oksidasi yang terakhir akan mengubah gugus hidroksil menjadi karbonil dan menghasilkan senyawa pertama siklus sitrat, yaitu asam

oksaloasetat.

2.2 Aspergillus Niger

Aspergilus niger merupakan fungi dari filum ascomycetes yang berfilamen, mempunyai hifa berseptat, dan dapat ditemukan melimpah di alam. Fungi ini biasanya diisolasi dari tanah, sisa tumbuhan, dan udara di dalam ruangan. Koloninya berwarna putih pada Agar Dekstrosa Kentang (PDA) 25 °C dan berubah menjadi hitam ketika konidia dibentuk. Kepala konidia dari A. niger berwarna hitam, bulat, cenderung memisah menjadi bagian-bagian yang lebih longgar seiring dengan bertambahnya umur.

2.2.1 Habitat Aspergillus Niger

A. niger dapat tumbuh optimum pada suhu 35-37 °C, dengan suhu minimum 6-8 °C, dan suhu maksimum 45-47 °C. Selain itu, dalam proses pertumbuhannya fungi ini memerlukan oksigen yang cukup (aerobik). A. niger memiliki warna dasar berwarna putih atau kuning dengan lapisan konidiospora tebal berwarna coklat gelap sampai hitam.

Dalam metabolismenya A. niger dapat menghasilkan asam sitrat sehinga fungi ini banyak digunakan sebagai model fermentasi karena fungi ini tidak menghasilkan mikotoksin sehingga tidak membahayakan. A. niger dapat tumbuh dengan cepat, oleh karena itu A. niger banyak digunakan secara komersial dalam produksi asam sitrat, asam glukonat, dan pembuatan berapa enzim seperti amilase, pektinase, amiloglukosidase, dan selulase.

Selain itu, A. niger juga menghasilkan gallic acid yang merupakan senyawa fenolik yang biasa digunakan dalam industri farmasi dan juga dapat menjadi substrat untuk memproduksi senyawa antioksidan dalam industri makanan.

A. niger dalam pertumbuhannya berhubungan langsung dengan zat makanan yang terdapat dalam substrat, molekul sederhana yang terdapat disekeliling hifa dapat langsung diserap sedangkan molekul yang lebih kompleks harus dipecah dahulu sebelum diserap ke dalam sel, dengan menghasilkan beberapa enzim ekstra seluler seperti protease, amilase, mananase, dan α-glaktosidase. Bahan organik dari substrat digunakan oleh Aspergillus niger untuk aktivitas transport molekul, pemeliharaan struktur sel, dan mobilitas sel.

Aspergillus niger

Mikrograf dari A. niger yang ditumbuhkan pada medium Sabouraud agar dengan perbesaran 100x Klasifikasi ilmiah Domain: Eukaryota Kerajaan: Fungi Filum: Ascomycota Upafilum: Pezizomycotina Kelas: Eurotiomycetes Ordo: Eurotiales Famili: Trichocomaceae Genus: Aspergillus Spesies: A. niger

2.3 Fermentasi

2.3.1 Sejarah Fermentasi

Ahli Kimia Perancis, Louis Pasteur adalah seorang zymologist pertama ketika di tahun 1857 mengkaitkan ragi dengan fermentasi. Ia mendefinisikan fermentasi sebagai "respirasi (pernafasan) tanpa udara".

Pasteur melakukan penelitian secara hati-hati dan menyimpulkan, "Saya berpendapat bahwa fermentasi alkohol tidak terjadi tanpa adanya organisasi, pertumbuhan dan multiplikasi sel-sel secara simultan... Jika ditanya, bagaimana proses kimia hingga mengakibatkan dekomposisi dari gula tersebut... Saya benar-benar tidak tahu".

Ahli kimia Jerman, Eduard Buchner, pemenang Nobel Kimia tahun 1907, berhasil menjelaskan bahwa fermentasi sebenarnya diakibatkan oleh sekeresi dari ragi yang ia sebut sebagai zymase.

Penelitian yang dilakukan ilmuan Carlsberg (sebuah perusahaan bir) di Denmark semakin meningkatkan pengetahuan tentang ragi dan brewing (cara pembuatan bir). Ilmuan Carlsberg tersebut dianggap sebagai pendorong dari berkembangnya biologi molekular.

2.3.2 Pengertian Fermentasi

Fermentasi adalah proses produksi energi dalam sel dalam keadaan anaerobik (tanpa oksigen). Secara umum, fermentasi adalah salah satu bentuk respirasi anaerobik, akan tetapi, terdapat definisi yang lebih jelas yang mendefinisikan fermentasi sebagai respirasi dalam lingkungan anaerobik dengan tanpa akseptor elektron eksternal.

Gula adalah bahan yang umum dalam fermentasi. Beberapa contoh hasil fermentasi adalah etanol, asam laktat, dan hidrogen. Akan tetapi beberapa komponen lain dapat juga dihasilkan dari fermentasi seperti asam butirat dan aseton. Ragi dikenal sebagai bahan yang umum digunakan dalam fermentasi untuk menghasilkan etanol dalam bir, anggur dan minuman beralkohol lainnya. Respirasi anaerobik dalam otot mamalia selama kerja yang keras (yang tidak memiliki akseptor elektron eksternal), dapat dikategorikan sebagai bentuk fermentasi yang mengasilkan asam

laktat sebagai produk sampingannya. Akumulasi asam laktat inilah yang berperan dalam menyebabkan rasa kelelahan pada otot.

2.3.3 Reaksi Pada Proses Fermentasi

Reaksi dalam fermentasi berbeda-beda tergantung pada jenis gula yang digunakan dan produk yang dihasilkan. Secara singkat, glukosa (C6H12O6) yang merupakan gula paling sederhana , melalui fermentasi akan menghasilkan etanol (2C2H5OH). Reaksi fermentasi ini dilakukan oleh ragi, dan digunakan pada produksi makanan.

Persamaan Reaksi Kimia

C6H12O6 → 2C2H5OH + 2CO2 + 2 ATP (Energi yang dilepaskan:118 kJ per mol)

Dijabarkan sebagai

Gula (glukosa, fruktosa, atau sukrosa) → Alkohol (etanol) + Karbon dioksida + Energi (ATP)

Jalur biokimia yang terjadi, sebenarnya bervariasi tergantung jenis gula yang terlibat, tetapi umumnya melibatkan jalur glikolisis, yang merupakan bagian dari tahap awal respirasi aerobik pada sebagian besar organisme. Jalur terakhir akan bervariasi tergantung produk akhir yang dihasilkan.

2.3.4 Sumber Energi Pada Proses Fermentasi Anerobik

Fermentasi diperkirakan menjadi cara untuk menghasilkan energi pada organisme purba sebelum oksigen berada pada konsentrasi tinggi di atmosfer seperti saat ini, sehingga fermentasi merupakan bentuk purba dari produksi energi sel.

Produk fermentasi mengandung energi kimia yang tidak teroksidasi penuh tetapi tidak dapat mengalami metabolisme lebih jauh tanpa oksigen atau akseptor elektron lainnya (yang lebih highly-oxidized) sehingga cenderung dianggap produk sampah (buangan). Konsekwensinya adalah bahwa produksi ATP dari fermentasi menjadi kurang effisien dibandingkan oxidative phosphorylation, di mana pirufat teroksidasi penuh menjadi karbon dioksida. Fermentasi menghasilkan dua molekul ATP per molekul glukosa bila dibandingkan dengan 36 ATP yang dihasilkan respirasi aerobik.

"Glikolisis aerobik" adalah metode yang dilakukan oleh sel otot untuk memproduksi energi intensitas rendah selama periode di mana oksigen berlimpah. Pada keadaan rendah oksigen, makhluk bertulang belakang (vertebrata) menggunakan "glikolisis anaerobik" yang lebih cepat tetapi kurang effisisen untuk menghasilkan ATP. Kecepatan menghasilkan ATP-nya 100 kali lebih cepat daripada oxidative phosphorylation. Walaupun fermentasi sangat membantu dalam waktu pendek dan intensitas tinggi untuk bekerja, ia tidak dapat bertahan dalam jangka waktu lama pada organisme aerobik yang kompleks. Sebagai contoh, pada manusia, fermentasi asam laktat hanya mampu menyediakan energi selama 30 detik hingga 2 menit.

Tahap akhir dari fermentasi adalah konversi piruvat ke produk fermentasi akhir. Tahap ini tidak menghasilkan energi tetapi sangat penting bagi sel anaerobik karena tahap ini meregenerasi nicotinamide adenine dinucleotide (NAD+), yang diperlukan untuk glikolisis. Ia diperlukan untuk fungsi sel normal karena glikolisis merupakan satu-satunya sumber ATP dalam kondisi anaerobik.

2.3.5 Aplikasi Proses Fermentasi

Pembuatan tempe dan tape (baik tape ketan maupun tape singkong atau peuyeum) adalah proses fermentasi yang sangat dikenal di Indonesia. Proses fermentasi menghasilkan senyawa-senyawa yang sangat berguna, mulai dari makanan sampai obat-obatan. Proses fermentasi pada makanan yang sering dilakukan adalah proses pembuatan tape, tempe, yoghurt, dan tahu.

BAB III

PROSEDUR KERJA

3.1 Alat dan Bahan

No Alat Bahan

1 Reaktor bervolume 1 Lt 1 set Sukrosa 9,4 gr 2 Batang pengaduk 1 buah KH2PO4 0,098 gr

3 Pebakar piritus 1 buah MgSO4.7H2O 0,7 gr

4 Shaker inkubator 1 buah (NH4)2CO3 1,4 gr

5 Vaccum filter 1 buah FeCl3 1 mL

6 Kertas sarig HCl untuk pH 2,6

7 Erlenmeyer Biakan Aspergillus niger 1 tabung 8 Centrifuge Bahan Untuk Pemisahan Dan

Pemurnian

9 Oven  Ca(OH)2

10 Penukar ion  H2SO4

11 Gelas kimia dan erlenmeyer 500 mL  Karbon aktif 12 Panci dan kompor gas

13 Selang 1 meter

14 Pipet tetes dan pipet volume 10 mL 15 pH meter digital/universal

3.2 Cara Kerja

a. Pembuatan Media Aktivasi

Siapkan media produksi dan larutkan dalam 500 mL air

Media tersebut dibagi menjadi 2

Media aktivasi 50 mL Media produksi 450 mL

Asamkan dengan HCl sampai pH 2,6 untuk menjaga kondisi optimum &

mencegah kontaminasi

Tutup dengan rapih dan sterilkan dalam autoclave selama 20 menit pada suhu 1210C

Dinginkan sampai mencapai suhu ruang

Keluarkan dari pendingin sampai mencapai suhu kamar campurkan

dengan media aktvasi Inkubasikan pada shaker

selama 1 hari pada T 290C

Simpan di dalam pendingin Inokulasikan biakan

A.niger pada media aktivasi

Inkubasikan pada shaker selama 1 hari pada T 290C

b. Pembuatan Media Produksi dan Fermentasi

Inkubasikan dalam fermentor selama 7 hari dan periksa indeks bias dan pH

nyasetiap hari.

Media aktivasi 500 mL Timbang 1,5 Kg sukrosa dan

larutkan dalam 6500 mL

Fermentor 7 Liter

BAB IV

DATA PENGAMATAN

3.1 Indeks Bias Asam Sitrat Terhadap pH dan Waktu Fermentasi

Tabel Indeks Bias terhadap pH dan Waktu

No pH Waktu (jam) 1 - 7 0 2 1,358 4,8 24 3 1,358 4,8 48 4 1,362 4,4 72 5 1,364 4,2 96 6 1,373 3,7 120 7 1,362 2 144 8 1,362 2 168 y = -2.4077x + 6.9834 R² = 0.5101 0 1 2 3 4 5 6 7 8 0 0.5 1 1.5 2 pH Indeks Bias

Kurva pH Terhadap Indeks Bias

Series1 Linear (Series1)

0 24 48 72 ₉₆ 120 144 168, 2 y = -0.026x + 6.3 R² = 0.8883 0 1 2 3 4 5 6 7 8 0 50 100 150 200 pH Waktu (Jam)

Kurva pH Terhadap Waktu

Fermentasi

Series1 Linear (Series1)

BAB V

PEMBAHASAN

Pada praktikum kali ini, percobaan yang kami lakukan adalah fermentasi asam sitrat. Pembuatan asam sitrat dapat dilakukan dengan berbagai macam metode fermentasi. Metode yang kami gunakan dalam pembuatan asam sitrat ini adalah metode fermentasi rendaman dengan proses fermentasi aerobik. Pada fermentasi aerobik, fermentasi berlangsung dengan bantuan oksigen. Oksigen dibutuhkan karena bakteri yang digunakan membutuhkan oksigen untuk dapat berkembang biak. Pada fermentasi asam sitrat, jamur yang digunakan adalah Aspergillus Niger.

Pada pembuatannya, diperlukan media aktivasi dan produksi dengan komposisi sebagai berikut:

Bahan Jumlah (gr)  Sukrosa  KH2PO4  MgSO4.7H2O  (NH4)2CO3  FeCl3  HCl 99,4 0,098 0,7 1,40 1 mg/l

Media tersebut mengandung nutrisi-nutrisi yang dibutuhkan jamur untuk pertubuhan. Kemudian jamur atau biakan dimasukkan ke dalam media aktivasi. Ketika memasukkan jamur ke dalam media aktivasi harus dilakukan secara aseptis agar tidak ada mikroorganisme lain yang ikut masuk. Sedangkan media pertumbuhan harus diatur dulu PHnya menjadi 2,6 agar tidak terkontaminasi dan tidak terbentuk asam oksalat dan glukonat. Pengaturan pH dilakukan dengan penambahan HCl. Media aktivasi berisi biakan atau inokulum kemudian diinkubasi selama 24 jam. Setelah itu, masukkan inokulum ke dalam media pertumbuhan dalam keadaan aseptis.

Pada prinsipnya, pembuatan asam sitrat ini adalah mengubah sukrosa menjadi asam sitrat melalui proses fermentasi dengan bantuan jamur Aspergillus niger. Sukrosa yang digunakan untuk fermentasi asam sitrat ini adalah sejumlah 1,5 kg kemudian dilarutkan dalam air sebanyak 7 liter. Setelah itu, sukrosa yang telah larut dan media berisi inokulum dimasukkan ke dalam fermentor secara aseptis.

Kemudian kami melakukan sampling setiap 24 jam sekali. Hal ini dilakukan agar produksi asam sitrat yang dihasilkan lebih maksimal. Pada saat sampling, kami mengukur nilai indeks bias dan pHnya. Alat yang kami gunakan untuk mengukur indek bias adalah refraktometer sedangkan untuk mengukur pH adalah pH meter. Namun pH meter yang kami gunakan error sehingga pengukurannya kurang tepat. Oleh karena itu, kami menggunakan indikator universal untuk mengukur pH. Adapun nilai indeks bias dan pH yang diperoleh adalah:

No Indeks Bias pH Waktu (jam) 1 - 7 0 2 1,358 4,8 24 3 1,358 4,8 48 4 1,362 4,4 72 5 1,364 4,2 96 6 1,373 3,7 120 7 1,362 2 144 8 1,362 2 168

Kemudian dari data tersebut, dibuat kurva pH terhadap indeks bias dan pH terhadap waktu. Adapun produk asam sitrat setelah fermentai berlangsung selama 7 hari memiliki pH 2 dan indeks bias 1,362.

BAB VI

KESIMPULAN

Adapun dari percobaan yang telah kami lakukan dapat disimpulkan beberapa hal, diantaranya sebagai berikut:

 Asam sitrat dapat diproduksi melalui proses fermentasi sukrosa dengan bantuan jamur Apergillus niger.

 Fermentasi asam sitrat dilakukan dalam sebuah fermentor dalam kondisi aerobik.

 Fermentasi asam sitrat berlangsung selama 7 hari dengan konversi sekitar 60%

DAFTAR PUSTAKA

Manfaati, Rintis. 2011. “Pembuatan Asam Sitrat”. Politeknik Negeri Bandung.

www.wikipedia.org/wiki/fermentasi www.wikipedia.org/wiki/Apergillusniger www.wikipedia.org/wiki/asamsitrat