1 BAB I PENDAHULUAN A. Latar Belakang
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 makalah ini kami akan menjelaskan tentang senyawa asam sitrat, apa itu asam sitrat, sifat fisika dan kimianya, sejarahnya proses produksinya, kegunaan dan efek berbahaya dari asam sitrat. Sehingga kita lebih mengenal kegunaan dari asam sitrat.
B. Rumusan Masalah 1. Apa itu asam sitrat?
2. Bagaimana sifat fisika dan kimia dari asam sitrat? 3. Bagaimana sejarah ditemukannya asam sitrat? 4. Bagaimana proses produksi asam sitrat?
5. Apa saja kegunaan dan efek berbahaya dari senyawa asam sitrat? C. Tujuan
Adapun tujuan dari penulisan makalah ini adalah : 1. Untuk mengetahui apa itu asam sitrat.
2. Untuk mengetahui sifat fisika dan kimia asam sitrat. 3. Untuk mengetahui sejarah penemuan asam sitrat. 4. Untuk mengetahui proses produksi asam sitrat.
2 BAB II PEMBAHASAN A. Pengertian Asam Sitrat
Asam sitrat (C6H8O7) merupakan asam organik lemah yang ditemukan pada daun
dan buah tumbuhan genus Citrus (jeruk-jerukan). Asam lemah adalah asam yang
tidak terionisasi secara signifikan dalam larutan. Asam organik adalah senyawa
organik yang mempunyai derajat keasaman.
Asam sitrat 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).
B. Sejarah Penemuan 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 nigerdapat menghasilkan asam sitrat secara efisien, dan
3
perusahaan kimia Pfizer memulai produksi asam sitrat skala industri dengan cara tersebut dua tahun kemudian.
C. Sifat Fisika Dan Kimia 1. Sifat fisika
a. Sifat umum
Nama : Asama Sitrat
Rumus Kimia : C6H8O7 atau CH2(COOH)•COH(COOH)•CH2(COOH)
Bobot Rumus : 192,13 u
Nama Lain : Asam 2-Hidroksi-1,2,3-Propanatrikarboksilat b. Sifat perubahan fase
Titik Lebur : 426 K (153 °C)
Temperature Penguraian Termal : 448 K (175 °C) c. Sifat Asam-Basa PKa1 : 3,15 PKa2 : 4,77 PKa3 : 6,40 d. 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
Asam sitrat memiliki titik didih 219 F dengan ph 0,6. Keasaman asam sitrat didapatkan dari tiga gugus karboksilCOOH 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
4
dapat mengikat ion-ion logam dengan pengkelatan, sehingga digunakan sebagaipengawet dan penghilang kesadahan air.
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.
2. Sifat kimia
Secara kimia, asam sitrat bersifat seperti asam karboksilat lainnya. Jika dipanaskan di atas 175 °C, asam sitrat terurai dengan melepaskan karbon dioksida dan air.
D. Proses Produksi Asam Sitrat
Ada tiga metode yang dapat digunakan untuk proses produksi asam sitrat, yaitu proses ekstraksi sederhana, proses fermentasi, dan proses sintesa secara kimia.
1. Pada proses ekstraksi sederhana, proses atau metode ini dilakukan dengan ekstraksi buah seperti lemon, jeruk dan nanas. Namun proses ini sudah tidak pernah dilakukan lagi seiring dengan pengembangan metode fermentasi.
2. Proses fermentasi terbagi menjadi dua macam, yaitu surface fermentation (fermentasi permukaan) dan submerged fermentation (fermentasi terendam).
a. Pada proses surface fermentation digunakan kapang Aspergillus niger . Proses fermentasi permukaan ini diterapkan dalam dunia industri sejak tahun 1920-an. Sebelum mengalami proses fermentasi bahan baku diencerkan terlebih dahulu hingga konsentrasi gula 30% dalam mixer. Setelah itu ditambahkan asam sulfat, pospor, potassium dan nitrogen dalam bentuk asam atau garam sebagai nutrient. Campuran ini kemudian disterilkan lalu diencerkan kembali hingga konsentrasi gula mencapai 15% dan selanjutnya difermentasikan.
5
Proses fermentasi dilakukan didalam tangki-tangki yang terbuat dari alumunium. Inokulum (Aspergillus niger ) disemburkan bersama-sama dengan udara. Waktu inkubasi selama 9 – 11 hari. Lapisan lendir yang terbentuk dipermukaan medium diambil dan diekstraksi, sedangkan cairan hasil fermentasi diberi perlakuan panas dan penambahan kalsium hidroksida (ph 8,5) sehingga dihasilkan kalsium sitrat. Kebutuhan energi untuk surface fermentation tidak banyak karena proses aerasi menggunakan peralatan yang sederhana yaitu berupa kipas yang menghasilkan udara dan digerakkan oleh motor elektrik, energi yang dibutuhkan 1,3 – 2,6 mJ/m3. Berikut ini adalah gambar surface fermentation.
Gambar Surface Fermentation (Sumber : Kirk Othmer 1945)
b. Pada proses submerged fermentation, proses fermentasi ini terbagi dua macam berdasarkan mikroorganisme yang digunakan diantaranya adalah submerged fermentation menggunakan kapang Apergillus niger dan submerged fermentation menggunakan yeast dalam hal ini adalah Candida guilliermondii. Pada proses fermentasi menggunakan kapang, mikroorganisme Aspergillus niger ditumbuhkan dengan mendispersikannya dalam media cair. Bejana fermentasi tersusun atas tangki - tangki steril yang berkapasitas beberapa ratus kubik meter (1000 galon) dengan dilengkapi pengaduk mekanik serta pemasukan sejumlah udara steril. Sesuai dengan penelitian yang dilakukan oleh amelung-perquin, dimana produksi asam sitrat dengan proses biakan celup mempertimbangkan penggunaan phospat yang terbatas. Proses fermentasi asam sitrat terdiri dari dua tahap. Pertama fase pertumbuhan miselium dan kedua fase fermentasi pembentukan produk. Keduanya dikarakteristikkan oleh laju penyerapan karbohidrat. Pada fase pertama digunakan
6
untuk pembentukan miselium dan pada tahap kedua karbohidrat diubah menjadi asam sitrat. 80% produksi asam sitrat dunia menggunakan metode ini.
Adapun perbandingan proses produksi asam sitrat secara surface fermentation atau submerged fermentation dapat dilihat pada tabel berikut.
3. Proses produksi dengan sintesis kimia, Jalannya reaksi didasarkan pada reaksi antara gliseroldevirat 1,3-dichloroaceton dengan sianida. Secara umum proses ini belum bisa diterima dalam industri kimia. Metode yang dapat digunakan antara lain dengan proses reaksi reformatsky reaksi Wiley, Karboksilasi aseton menggunakan katalis alkali metal phenolate dalam solvent dan epoksidasi itaconate, reaksi dengan sianida dan hidrolisa. E. Kegunaan Dan Efek Berbahaya Dari Asam Sitrat
1. Keguanaan 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
7
dengan menghilangkan ion-ion logam yang terakumulasi pada bahan penukar ion tersebut sebagai kompleks sitrat.
Asam sitrat juga 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 juga dapat digunakan sebagai pengganti sari jeruk.
2. Efek Berbahaya dari 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.
Tetapi paparan terhadap asam sitrat kering ataupun larutan asam sitrat pekat dapat menyebabkan :
a. Potensi Efek Kesehatan Akut
Berbahaya dalam kasus kontak mata (iritan), inhalasi (iritasi paru-paru). Sedikit berbahaya dalam kasus kontak kulit (iritan, sensitizer), of ingestion. sensitizer), menelan. Jumlah kerusakan jaringan tergantung pada panjang kontak. Kontak mata bisa menyebabkan kornea, kerusakan atau kebutaan. Jika kontak langsung dengan kulit dapat menghasilkan peradangan. Yang paling parah dapat menghasilkan kerusakan paru-paru, atau kematian.
b. Potensi Efek Kesehatan Kronis
Sedikit berbahaya dalam kasus kontak kulit (sensitizer), dapat menjadi racun pada gigi. Jika terlalu lama terkena asam sitrat terkena zat tersebut dapat menghasilkan kerusakan organ, dapat menghasilkan iritasi mata, iritasi pernapasan dan kerusakan paru-paru.
8 BAB III PENUTUP A. Kesimpulan
Asam sitrat (C6H8O7) merupakan asam organik lemah yang ditemukan pada daun
dan buah tumbuhan genus Citrus (jeruk-jerukan). Asam lemah adalah asam yang
tidak terionisasi secara signifikan dalam larutan. Asam organik adalah senyawa
organik yang mempunyai derajat keasaman.
Asam sitrat diyakini ditemukan oleh alkimiawan Arab-Yemen (kelahiran Iran) yang hidup pada abad ke-8, Jabir Ibn Hayyan. Pembuatan asam sitrat skala industri dimulai pada tahun 1860, terutama mengandalkan produksi jeruk dari Italia. Pada tahun 1917, kimiawan pangan Amerika, James Currie menemukan bahwa galur tertentu kapang Aspergillus nigerdapat menghasilkan asam sitrat secara efisien, dan perusahaan kimia Pfizer memulai produksi asam sitrat skala industri dengan cara tersebut dua tahun kemudian.
Terdapat tiga metode yang dapat digunakan untuk proses produksi asam sitrat, yaitu proses ekstraksi sederhana, proses fermentasi, dan proses sintesa secara kimia. Proses fermentasi terbagi menjadi dua macam, yaitu surface fermentation (fermentasi permukaan) dan submerged fermentation (fermentasi terendam). Pada proses surface fermentation digunakan kapang Aspergillus niger . Proses fermentasi ini dilakukan di dalam tangki-tangki yang terbuat dari alumunium. Kebutuhan energi untuk surface fermentation tidak banyak karena proses aerasi menggunakan peralatan yang sederhana. Pada proses submerged fermentation, proses fermentasi ini terbagi dua macam berdasarkan mikroorganisme yang digunakan diantaranya adalah submerged fermentation menggunakan kapang Apergillus niger dan submerged fermentation menggunakan yeast dalam hal ini adalah Candida guilliermondii.
Penggunaan utama asam sitrat saat ini adalah sebagai zat pemberi cita rasa dan pengawet makanan dan minuman. Asam sitrat juga digunakan di dalam industri bioteknologi dan obat-obatan untuk melapisi (passivate) pipa mesin dalam proses kemurnian tinggi sebagai ganti asam nitrat. Asam sitrat dapat pula ditambahkan pada es krim untuk menjaga terpisahnya gelembung-gelembung lemak. Dalam resep makanan, asam sitrat juga dapat digunakan sebagai pengganti sari jeruk.
9
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. Kontak mata bisa menyebabkan kerusakan kornea atau kebutaan. Jika kontak langsung dengan kulit dapat menyebabkan peradangan. Jika terlalu lama terkena asam sitrat dapat menghasilkan kerusakan organ, dapat menghasilkan iritasi mata, iritasi pernapasan dan kerusakan paru-paru.
B. Saran
Disarankan bagi pembaca saat melakukan praktik dianjurkan mengunakan alat protektif (seperti sarung tangan atau kaca mata pelindung) saat menangani bahan-bahan asam sitrat kering maupun pekat.
10
