LAPORAN
PRAKTIKUM BIOPROSES
Materi : Asam Sitrat
Group : 6 – Rabu
Anggota :1. Alfredo D.A.T.B (NIM. 21030122140152)
2. Natalia Lydia Efrata Simbolon (NIM. 21030122140159) 3. Rachel Salwa Fatimah (NIM. 21030122120031)
LABORATORIUM BIOPROSES
DEPARTEMEN TEKNIK KIMIA FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS DIPONEGORO
SEMARANG
2024
HALAMAN PENGESAHAN LABORATORIUM BIOPROSES
TEKNIK KIMIA UNIVERSITAS DIPONEGORO Laporan praktikum Asam sitrat yang disusun oleh :
Kelompok : 6 – Rabu
Anggota : 1. Alfredo D.A.T.B NIM. 21030122140152
2. Natalia Lydia Efrata Simbolon NIM. 21030122140159 3. Rachel Salwa Fatimah NIM. 21030122120031
Telah diterima dan disetujui oleh Prof. Dr. Aprilina Purbasari, S.T., M.T. selaku dosen pengampu pada
Hari :
Tanggal :
Semarang,
Mengetahui, Dosen Pengampu
Prof. Dr. Aprilina Purbasari, S.T., M.T.
NIP. 19760416999032002
RINGKASAN
Asam sitrat adalah asam organik lemah dengan rumus kimia C4H6O4. Produksi asam sitrat dengan proses fermentasi terdiri dari 2 tahap, fasa pertumbuhan miselium dan fasa pembentukan produk. Proses fermentasi ini dipengaruhi oleh pH, suhu, kecepatan pengadukan, dan aerasi. Proses fermentasi pembuatan asam sitrat dapat dibedakan menjadi dua, yaitu proses surface fermentation (fermentasi permukaan) dan proses submerged fermentation (fermentasi terendam).
Aspergillus niger merupakan jamur yang dapat menghasilkan enzim, seperti α-amilase, β-amilase, dan selulase, sehingga A. niger dapat digunakan sebagai biokatalis dalam produksi asam sitrat secara fermentasi. Pada umumnya fermentasi asam sitrat melibatkan pati sebagai sumber karbohidrat
Bahan yang digunakan adalah sari tebu, bekatul, sekam padi, urea, KH2PO4, MgSO4.7H2O, Aspergillus niger, Ca(OH)2, NaOH, aquadest, H2SO4.
Alat yang diperlukan meliputi petridish, beaker glass, Erlenmeyer, gelas ukur, buret, statif, klem, pipet, incubator dan oven. Prosedur praktikum meliputi sterilisasi alat, penyiapan media, penanaman suspensi spora, dan analisis hasil.
PRAKATA
Puji syukur kami panjatkan kepada Tuhan Yang Maha Esa yang telah memberikan rahmat-Nya sehingga Laporan Praktikum Bioproses ini dapat diselesaikan dengan lancar dan sesuai harapan. Laporan ini dibuat guna memenuhi salah satu tugas mata kuliah Praktikum Bioproses.
Adapun isi laporan ini adalah pembahasan mengenai hasil percobaan dari praktikum “Asam Sitrat Berbagai dukungan dan doa kami peroleh sehingga penyusun dapat menyelesaikan laporan ini. Untuk itu, penyusun mengucapkan terima kasih kepada:
1. Prof. Dr. Aprilina Purbasari, S.T., M.T. selaku penanggung jawab Laboratorium Bioproses Universitas Diponegoro,
2. x selaku dosen pengampu materi “Asam Sitrat”.
3. Ibu Jufriyah, S.T. selaku pranata laboratorium pada Laboratorium Bioproses Universitas Diponegoro.
4. Raissa Nur Diana selaku koordinator asisten Laboratorium Bioproses.
5. x sebagai asisten pengampu materi “Asam sitrat”
6. Teman-teman yang telah membantu baik secara langsung maupun tidak langsung.
Dalam penulisan laporan ini, tentunya masih terdapat banyak kekurangan yang masih perlu diperbaiki. Oleh karena itu, kritik dan masukan dari pembaca sangat diharapkan untuk penyempurnaan laporan ini. Akhir kata, semoga laporan ini dapat bermanfaat dan berguna sebagai bahan penambah ilmu pengetahuan.
Semarang, 26 Februari 2024 Penyusun
DAFTAR ISI
HALAMAN PENGESAHAN ...2
RINGKASAN... 3
PRAKATA...4
DAFTAR ISI...5
DAFTAR TABEL... 6
DAFTAR GAMBAR ...7
DAFTAR LAMPIRAN ...8
BAB I PENDAHULUAN ...9
1.1 Latar Belakang...9
1.2 Rumusan Masalah...11
1.3 Tujuan Percobaan...11
1.4 Manfaat Percobaan...11
BAB II TINJAUAN PUSTAKA...12
2.1 Pengertian Asam Sitrat...12
2.2 Aspergillus Niger... 14
2.3 Reaksi Pembuatan Asam Sitrat dan Permunianya... 15
2.4 Fungsi Nutrient...16
2.5 Hal-Hal yang Berpengaruh...18
2.6 Kandungan Nutrisi pada Sari Tebu... 19
2.7 Media Semi-Padat & Cair dalam Pembuatan Asam Sitrat...20
BAB III METODE PENELITIAN... 21
3.1 Rancangan Praktikum... 21
3.2 Bahan dan Alat yang Digunakan...23
3.3 Gambar Alat...23
3.4 Prosedur Praktikum...24
DAFTAR PUSTAKA... 27
DAFTAR TABEL Tabel 3.1 Gambar alat...23
DAFTAR GAMBAR
Gambar 2.1 Struktur Molekul Asam Sitrat... 13 Gambar 2.2 Skema Produksi Asam Sitrat denganAspergillus niger... 15 Gambar 3.1 Skema rancangan percobaan... 22
DAFTAR LAMPIRAN
REFERENSI... 30
BAB I PENDAHULUAN
1.1 Latar Belakang
Asam sitrat adalah asam organik lemah dengan rumus kimia C4H6O4. Asam sitrat secara alami ditemukan dalam buah jeruk seperti lemon dan jeruk clementin, dan tidak berbau dengan rasa asam yang kuat. Asam sitrat digunakan di berbagai industri, termasuk produksi makanan, digunakan sebagai penambah rasa, pengawet, dan untuk memfasilitasi proses pematangan. Senyawa ini juga digunakan dalam industri farmasi, kosmetik, dan produk pembersih. Asam sitrat merupakan perantara dalam siklus asam sitrat, yang terjadi dalam metabolisme semua organisme aerobi. Asam sitrat digunakan dalam berbagai aplikasi, termasuk resep roti asam, limun, produksi keju, selai raspberry, larutan vas bunga, dan minuman bunga elder (NCBI, 2024).
Asam sitrat dalam diproduksi dengan beberapa cara, salah satunya adalah proses fermentasi. Produksi asam sitrat dengan proses fermentasi terdiri dari 2 tahap, fasa pertumbuhan miselium dan fasa pembentukan produk. Tahapan ini dibedakan atas laju penyerapan karbohidrat. Sedangkan media fermentasi yang
digunakan terdiri dari nutrien untuk menyokong pertumbuhan mikroba yang mengandung sumber karbon, nitrogen, fosfor, air dan udara. Proses fermentasi ini dipengaruhi oleh pH, suhu, kecepatan pengadukan, dan aerasi. Proses fermentasi pembuatan asam sitrat dapat dibedakan menjadi dua, yaitu proses surface fermentation (fermentasi permukaan) dan proses submerged fermentation(fermentasi terendam).
Dalam proses fermentasi, mikroorganisme yang digunakan adalah A.
niger. Aspergillus nigeradalah fungi yang diklasifikasikan dalam bagian Nigri dari genus Aspergillus. Merupakan jamur mesofilik dengan suhu pertumbuhan optimal 20-40°C, dan dapat bertahan hidup pada suhu 60°C.Aspergillus niger penting dalam bioteknologi karena produksi enzim dan asam organik melalui fermentasi. Jamur berserabut ini banyak digunakan dalam bioteknologi untuk produksi bahan makanan, obat-obatan, dan enzim industri. Jamur ini dikenal karena kapasitas sekretoriknya yang tinggi, yang dimanfaatkan baik dalam fermentasi padat maupun terendam.Aspergillus niger memiliki tradisi panjang dalam penggunaan yang aman dalam produksi enzim dan asam organik, dan umumnya dianggap aman. Aspergillus niger dikenal dengan metabolismenya yang serbaguna, yang memungkinkan pertumbuhan pada berbagai substrat dalam berbagai kondisi lingkungan (Cairns et al., 2021). Aspergillus niger dipilih dalam fermentasi pembuatan asam sitrat karena mampu meminimalkan produk samping yang tidak diinginkan, seperti asam oksalat, asam isositrat, dan asam glukonat. Jamur ini digunakan karena mampu menghasilkanyieldhingga sebesar 80%, proses inokulasinya mudah, dan pertumbuhannya cukup cepat sehingga cukup menguntungkan untuk proses pembuatan asam sitrat ini (Amaliaet al., 2019).
Asam sitrat adalah salah satu jenis asam organik yang banyak digunakan dalam dunia industri. Komposisi industri yang menggunaakan asam sitrat terdiri dari 65% industri makanan dan minuman, 20% industri detergen rumah tangga, dan 15% industri tekstil, farmasi, kosmetik, dan lain-lain (Amaliaet al., 2019) Besarnya pemanfaatan asam sitrat pada industri makanan dan minuman
karena sifat asam sitrat menguntungkan dalam pencampuran, yaitu kelarutan relatif tinggi, tak beracun dan menghasilkan rasa asam yang disukai. Kegunaan lain, yaitu sebagai pengawet, pencegah kerusakan warna dan aroma, menjaga turbiditas, penghambat oksidasi, penginvert sukrosa, penghasil warna gelap pada kembang gula, jam dan jelly, pengatur pH.
1.2 Rumusan Masalah
Asam sitrat adalah bahan baku yang banyak digunakan dalam berbagai industri, termasuk makanan dan minuman, farmasi, kosmetik, dan industri kimia. Namun, produksi asam sitrat di Indonesia masih terbatas pada proses fermentasi permukaan pada media semi padat. Karena tingginya permintaannya di dunia industri, diperlukan lebih banyak asam sitrat yang diproduksi.
Akibatnya, praktikan dapat menganalisis proses fermentasi asam sitrat dari karbohidrat, bagaimana pengaruh waktu fermentasi terhadap pH dan volume titran larutan NaOH.
1.3 Tujuan Percobaan
1. Untuk membuat asam sitrat dari karbohidrat dengan cara fermentasi.
2. Untuk mempelajari pengaruh perbedaan variabel terhadap asam sitrat yang dihasilkan.
3. Untuk mempelajari pengaruh waktu fermentasi terhadap pH dan volume titran larutan NaOH.
1.4 Manfaat Percobaan
1. Praktikan dapat mengetahui dan memahami proses pembuatan asam sitrat melalui fermentasi.
2. Praktikan dapat mempelajari pengaruh perbedaan variabel terhadap asam sitrat yang dihasilkan.
3. Praktikan dapat mempelajari pengaruh waktu fermentasi terhadap pH dan volume titran larutan NaOH
BAB II TINJAUAN PUSTAKA
2.1 Pengertian Asam Sitrat
Asam sitrat merupakan asam organik lemah yang larut dalam air. Asam sitrat dapat ditemukan pada daun dan buah tumbuhan genusCitrus. Asam sitrat merupakan asam trikarboksilat yang memiliki peranan sentral dalam metabolism
semua organisme aerobic. Asam sitrat (2-hydroxy-1,2,3- propanetricarboxylic acid, C6H8O7) juga berperan sebagai pengasam, pengawet, pengemulsi, dan buffering agentyang banyak digunakan dalam industri terutama industri pangan.
(Ciriminnaet al.,2017).
Dalam proses fermentasi, asam sitrat merupakan produk metabolit primer yang terbentuk dari siklus TCA (Tricarboxylic Acid Cycle). Sumber karbon utamanya berasal dari glukosa, dimana 80% glukosa dipecah melalui beberapa reaksi dalam lintasan Embden Meyerhof Parnas (EMP). Produk akhir dari lintasan EMP adalah asam piruvat, yang kemudian dioksidasi lebih lanjut dan
dengan bantuan enzim dekarboksilase akan membentuk asetat (dekarboksilasi).
Melalui ikatan dengan koenzim-A akan dihasilkanAcetyl-CoAdan selanjutnya bersama oksaloasetat yang merupakan salah satu senyawa antara siklus TCA terkondensasi akan membentuk asam sitrat dengan bantuan enzim pengoksidasi nitrat sintase (Puspadewiet al., 2017).
Asam sitrat pertama kali diisolasi dari ekstrak buah lemon dan dikristalisasi oleh Scheele pada Tahun 1784. Kemudian pada Tahun 1826, asam sitrat pertama kali diproduksi secara massal.Pada Tahun 1880, produksi asam sitrat dari gliserol pertama kali dilakukan. Kemudian produksi asam sitrat dari bahan sintetik lainnya dan dengan metode yang berbeda mulai dilakukan.
Namun, semua metode sintetik ini terbukti idak kompetitif karena bahan baku yang mahal atau berbahaya, atau mekanisme reaksi dan reaksi samping yang terlalu banyak sehingga menyebabkan rendahnya asam sitrat yang dihasilkan
(Astrinia, 2022).
Gambar 2.1 Struktur Molekul Asam Sitrat
(Astrinia, 2022) Dalam proses pembuatan asam sitrat ini terdapat tiga proses yang sering digunakan, yaitu ekstraksi sederhana, proses sintesa secara kimia, dan proses Fermentasi menggunakan mikroorganisme. Dari tiga proses diatas terdapat beberapa perbedaan yang cukup menonjol seperti dari segi teknologinya dan
bahan – bahan yang digunakan. Oleh karena itu akan dijabarkan masing-masing proses sebagai berikut :
1. Ekstraksi Sederhana
Ekstraksi sederhana merupakan proses produksi asam sitrat yang masih konvensional, dengan bahan baku jeruk, nanas, pir dan buah dengan rasa masam lainnya. Metode ini telah lama ditinggalkan, karena metode baru yang telah dikembangkan (Amaliaet al., 2019)
2. Proses Sintesis secara Kimia
Proses sintesa secara kimia masih belum sepenuhnya diterima konsumen karena menggunakan bahan-bahan kimia yang dinilai kurang aman bagi produk pangan yang dihasilkan (Amaliaet al., 2019)
3. Proses Fermentasi menggunakan Mikrooganisme
Produksi asam sitrat melalui fermentasi menggunakan mikroorganisme dinilai prospektif untuk diterapkan pada skala industri . Proses fermentasi terdiri dari 2 tahap, fasa pertumbuhan miselium dan fasa pembentukan produk. Tahapan ini dibedakan atas laju penyerapan karbohidrat. Sedangkan media fermentasi yang digunakan terdiri dari nutrien untuk menyokong pertumbuhan mikroba yang mengandung sumber karbon, nitrogen, fosfor, air dan udara. Proses fermentasi ini dipengaruhi oleh pH, suhu, kecepatan pengadukan, dan aerasi. Proses fermentasi pembuatan asam sitrat dapat dibedakan menjadi dua, yaitu proses surface fermentation (fermentasi permukaan) dan proses submerged fermentation (fermentasi terendam) (Amaliaet al., 2019)
2.2 Aspergillus Niger
Aspergillus niger merupakan salah satu mikroorganisme yang paling sering digunakan pada sintesis komersial asam sitrat, karena hasil produksinya yang baik, mudah ditangani, dapat memfermentasi berbagai bahan baku, dan menghasilkan yield yang tinggi (Ozdal et al., 2019). Aspergillus niger merupakan jamur yang dapat menghasilkan enzim, seperti α-amilase, β-amilase,
dan selulase, sehingga A. niger dapat digunakan sebagai biokatalis dalam produksi asam sitrat secara fermentasi. Pada umumnya fermentasi asam sitrat melibatkan pati sebagai sumber karbohidrat. Pati dihidrolisis menjadi gula oleh amilase yang diproduksi oleh jamur atau ditambahkan ke dalam broth fermentasi. Katabolisme aerobik dari sumber karbon seperti sukrosa atau glukosa dalam produksi asam sitrat terdiri dari dua tahap yaitu tahap glikolisis yang mengkonversi glukosa menjadi asam piruvat dan tahap konversi piruvat
menjadi asam sitrat melalui siklus krebs (Astrinia, 2022)
Gambar 2.2 Skema Produksi Asam Sitrat denganAspergillus niger
2.3 Reaksi Pembuatan Asam Sitrat dan Permunianya a. Reaksi Pembentukan
(C6H10O5)n(s)+ n(H2O)(I)→ (C12H22O11)(s)
Karbohidrat Air Sukrosa
(C12H22O11)(s)+ (H2O)(I)→ (C6H12O6)(s)+ (C6H12O5)(I)
Sukrosa Air Glukosa Fruktosa
(C6H12O6)(s)+ O2(g)→ (C6H8O7)(s)+ 2(H2O)(I)
Glukosa Oksigen As.Sitrat Air
(Amaliaet al., 2019)
b. Reaksi Pemurnian
(C6H8O7)(s)+ 3(Ca(OH)2)(I)→ (Ca3(C6H5O7)2)(s)+ 6(H2O)(I)
As.Sitrat Ca. Hidroksida Ca. Sitrat Air (Ca3(C6H5O7)2)(s)+ 3(H2SO4)(I)→ 3(CaSO4)(s)+ 2(C6H8O7)(I)
Ca. Sitrat As. Sulfat Ca. Sulfat As. Sitrat (C6H8O7)(I)+ 3(NaOH)(I)→ (Na3(C6H8O7))(s)+ 3(H2O)(I)
As. Sitrat Na. Hidroksida Na. Sitrat Air
(Moreset al.,2021)
2.4 Fungsi Nutrient a. Urea
Urea menjadi sumber nitrogen dalam produksi asam sitrat. Kadar optimum penambahan urea pada fermentasi asam sitrat adalah 0,1 − 0,4 gram/liter.
Penambahan urea dengan konsentrasi yang tinggi, dapat meningkatkan pertumbuhan jamur dan konsumsi gula sehingga dapat menurunkan produksi asam sitrat. Jika diinginkan produksi asam sitrat yang tinggi, maka dilakukan penambahan urea dengan kadar yang rendah atau sesuai kadar optimumnya (Astrinia, 2022).
b. MgSO4. 7H2O
Penambahan nutrient magnesium dari senyawa magnesium sulfat yang semakin banyak maka dihasilkan asam sitrat yang baik juga setelah penambahan nutrient nitrogen dari senyawa ammonium nitrat. Hal ini disebabkan magnesium dapat mengubah glukosa menjadi asam piruvat yang menyebabkan pembentukan asam sitrat menjadi lebih cepat. Sumber magnesium dalam pembuatan asam sitrat ini yang akan mengubah glukosa menjadi asam piruvat yang menyebabkan pembentukan asam sitrat menjadi lebih cepat (Yummaet al.,2016).
c. KH2PO4
Penambahan fosfat dari senyawa kalium fosfat yang semakin banyak akan menghasilkan asam sitrat yang kurang optimal. Penambahan nutrient
KH2PO4 adalah sebagai sumber fosfat pada media fermentasi, tetapi penambahan KH2PO4 yang terlalu berlebihan dapat mengakibatkan asam sitrat menjadi kurang optimal (Yumnaet al.,2016).
d. H2SO4
Penambahan H2SO4 pada media fermentasi sangat berpengaruh pada kadar glukosa awal, yaitu menurunkan kadar glukosa awal. Hal ini disebabkan oleh hidrolisis karbohidrat yang berkelanjutan. Hidrolisis karbohidrat dalam proses fermentasi yang umum digunakan adalah hidrolisis dengan larutan asam atau asam pekat ataupun hidrolisis dengan enzim (Ferdauset al.,2017).
e. Ca(OH)2
Ca-sitrat dapat dihasilkan dengan menambahkan kalsium karbonat atau kalsium hidroksida ke dalam supernatant hasil fermentasi asam sitrat. Ca- sitrat umumnya digunakan dalam industri makanan sebagai zat aditif makanan, pengawet, dan meningkatkan rasa. Produksi Ca-sitrat didahului dengan proses fermentasi produksi asam sitrat. Semakin tinggi asam sitrat hasil fermentasi, maka Ca-sitrat yang dihasilkan juga semakin tinggi (Wagestu, 2016).
f. NaOH
Penambahan NaOH berfungsi untuk membuat suasana menjadi basa sehingga endapan kristal kalsium sitrat lebih terlihat jelas atau berbentuk amorf (Puspadewi et al., 2017). Hasil pengendapan kalsium sitrat dan kalsium fosfat dipisahkan dengan filtrasi. Filtrat akhir yang didapat adalah asam sitrat yang telah diisolasi dan akan digunakan untuk pengujian kuantitatif asam sitrat (Puspadewiet al.,2017).
g. Bekatul
Bekatul mempunyai sumber karbon dan nitrogen kompleks. Dalam bekatul dapat ditemukan nutrient yang mengandung karbohidrat tinggi, protein, lemak, vitamin, dan serat kasar. Bekatul mempunyai kandungan vitamin B yang merupakan faktor penting untuk pertumbuhan jamur, seperti
Aspergillus niger. Dengan kata lain, bekatul dapat digunakan sebagai substrat untuk menghasilkan enzim. (Basarang & Rianto, 2018)
h. Sekam Padi
Semakin banyak penambahan sekam, maka hasil asam sitrat yang dihasilkan semakin banyak. Penambahan sekam berfungsi membentuk rongga udara dalam media fermentasi agar fermentasi semakin banyak dan merata ke semua bagian, sehingga oksigen juga semakin banyak dan merata. Hal ini berpengaruh dengan pertumbuhan Aspergillus niger yang semakin baik dengan adanya oksigen yang banyak dan merata sehingga asam sitrat yang dihasilkan pun semakin banyak (Yumnaet al.,2016).
2.5 Hal-Hal yang Berpengaruh a. Waktu
Produksi asam sitrat meningkat selama proses fermentasi dan maksimum umumnya pada hari ke 4 atau 5. Hari berikutnya, produksi asam sitrat mengalami penurunan. Penurunan tersebut disebabkan karena berkurangnya substrat dan nutrient yang diperlukan mikroba dalam memproduksi asam sitrat. Sehingga mikroba mengalami fase penurunan atau kematian (Sasmitaloka, 2017).
b. Mikroba
Pada praktikum ini, digunakan mikroba berupa jamur Aspergillus niger.
Jamur ini digunakan karena mampu menghasilkan yield hingga sebesar 80%, proses inokulasinya mudah, dan pertumbuhannya cukup cepat sehingga menguntungkan untuk proses pembuatan asam sitrat (Amaliaet al.,2019).
c. Konsentrasi gula awal
Konsentrasi gula awal menentukan yield asam sitrat dan asam organik lain.
Produksi asam sitrat akan cenderung meningkat seiring dengan penambahan konsentrasi substrat. Hal ini disebabkan oleh penambahan vitamin, asam amino, dan mineral akan menstimulasi pertumbuhan dan biosintesis beberapa jenis produk metabolit. Akan tetapi, dalam setiap substrat terdapat
faktor pembatas bagi Aspergillus niger dalam merangsang pembentukan asam sitrat, sehingga pada penambahan substrat yang berlebih diperoleh penurunan asam sitrat (Darmatabaet al.,2017)
d. pH
pH medium memiliki peranan penting dalam proses fermentasi karena penurunan pH menunjukkan terbentuknya asam sitrat dan beberapa enzim yang berperan dalam siklus tricarboxylic acid (TCA) sensitif terhadap pH.
Nilai pH yang lebih tinggi cenderung meningkatkan akumulasi asam oksalat, namun bila substrat yang digunakan tetes yang kurang murni dianjurkan menggunakan pH lebih tinggi, karena pH rendah menghambat pertumbuhan mikroba Aspergillus niger (Wagestuet al.,2016).
e. Pemberian Oksigen
Kondisi nutrisi secara sinergis mempengaruhi hasil produksi asam sitrat, termasuk oksigen terlarut. Sifat produksi asam sitrat yang sangat aerobik membuat jumlah oksigen yang disuplai menjadi faktor penting. Oleh karena itu, tingkat aerasi yang bervariasi dapat memiliki efek buruk pada kinerja dan hasil fermentasi. Peran aerasi rendah dimaksudkan untuk membatasi aktivitas pernapasan Aspergillus niger, sehingga menggeser metabolisme dari produksi biomassa ke sintesis asam sitrat. Diketahui juga bahwa aerasi yang lebih kuat menghasilkan peningkatan sporulasi dan penurunan akumulasi asam sitrat (Showet al.,2015).
f. Suhu
Suhu yang baik untuk pertumbuhan mikroba pada fermentasi asam sitrat yaitu pada suhu 26–28oC. Apabila suhu diatur pada 30℃ atau lebih, keasaman akan naik dan mengakibatkan adanya asam oksalat (Rahmadini, 2020).
2.6 Kandungan Nutrisi pada Sari Tebu
Sari tebu merupakan salah satu minuman yang disukai oleh masyarakat untuk dikonsumsi sebagai penghilang dahaga. Selain manis dan lezat, ternyata
sari tebu memiliki khasiat yaitu untuk mengobati sakit panas, meredakan batuk, mengobati kanker, dan juga membantu ginjal untuk melakukan fungsinya dengan baik. Sari tebu mengandung zat-zat yang diperlukan oleh tubuh antara lain sukrosa, protein, kalsium, lemak, vitamin B1, vitamin B2, vitamin B6, vitamin C dan asam amino. Sari tebu memiliki kandungan karbohidrat lebih tiggi di bandingkan minuman berkarbohidrat pabrikan yang pada umumnya hanya mengandung 6–8 % karbohidrat. Sari tebu memiliki kandungan karohidrat hingga 9% , jumlah tersebut sesuai dengan kebutuhan asupan karbohidrat atlet setelah latihan yaitu 5-10 % kandungan karbohidrat terbesar pada sari tebu sama dengan kandungan terbesar pada minuman berkarbohidrat pabrikan yaitu sukrosa (Hermawati, 2018).
2.7 Media Semi-Padat & Cair dalam Pembuatan Asam Sitrat 2.7.1 Kelebihan & Kekurangan Media Semi-Padat & Cair
Kelebihan pada media cair dalam pembuatan asam sitrat yaitu endemen yang dihasilkan tinggi, waktu fermentasi lebih singkat, biaya perawatan murah, dan resiko kontaminasi yang lebih kecil (Sasmitaloka, 2017), sedangkan untuk kelemahannya berupa biaya operasional dan alat yang digunakan lebih mahal (Sunaryanto & Marasabessy, 2016). Untuk kelebihan pada media semi-padat adalah proses pengamatan pada pembuatan asam sitrat lebih mudah, mencegah difusi oksigen, pertumbuhan mikroba pada asam sitrat lebih tidak mudah hancur daripada media cair (Atmanto dkk., 2022).Kekurangan pada media semi padat adalah konsistensinya lebih rendah dan oksigen lebih sedikit daripada media cair (Nur, 2014).
2.7.2 Perbedaan Media Semi-Padat & Cair
Perbedaan media semi-padat mengandung agar sebesar 0,3-0,4%
sedangkan media cair tidak mengandung agar. Pada media cair lebih banyak kebutuhan oksigen daripada media semi-padat. Terakhir, pada
media cair mengalami pertumbuhan mikrooganisme lebih baik daripada media semi padat (Nur, 2014).
BAB III METODE PENELITIAN 3.1 Rancangan Praktikum
3.1.1 Skema Rancangan Praktikum
Gambar 3.1 Skema rancangan percobaan
3.1.2 Variabel Operasi
• Variabel tetap KH2PO4 Bekatul Sekam padi pH
Waktu
• Variabel bebas MgSO4.7H2O Urea
• Variabel terikat Volume titran pH
3.2 Bahan dan Alat yang Digunakan 3.2.1 Bahan
1. Sumber karbohidrat 8. Aspergillus Niger
2. Bekatul 9. Ca(OH)2
3. Sekam padi 10. H2SO4
4. Urea 11. NaOH
5. KH2PO4 12. Aquadest
6. MgSO4.7H2O 13. CH3COOH
7. HCl 14. Alkohol
3.2.2 Alat
1. Petridish 5. Pipet
2. Beaker glass 6. Buret, statif, dan klem
3. Erlenmeyer 7. Inkubator
4. Gelas ukur 8. Oven
3.3 Gambar Alat
Tabel 3.1 Gambar alat
No Nama Gambar
1 Petridish
2 Beaker glass
3 Erlenmeyer
4 Gelas ukur
5 Bure, statif dan klem
6 Pipet tetes
7 Incubator fase cair
8 Oven
3.4 Prosedur Praktikum 1. Sterilisasi Alat
a. Cuci erlenmeyer sampai bersih dan keringkan.
b. Bungkus erlenmeyer dengan kertas koran dan sterilisasi alat pada suhu 120- 121oC menggunakan autoclave selama ± 15 menit.
2. Penyiapan Media
Pada percobaan ini dilakukan fermentasi pada dua media : 1) Fermentasi pada media semi padat
a. Siapkan sumber karbohidrat yang akan digunakan. Bila sumber karbohidrat berupa buah, kupas dan haluskan terlebih dahulu lalu airnya dibuang/dituang dengan cara diperas sampai sedikit kering.
b. Setelah agak kering, timbang sumber karbohidrat sesuai variabel dan kedalamnya ditambahkan nutrient – nutrient (urea, sekam padi, bekatul, MgSO4.7H2O, dan KH2PO4) sesuai variabel. Aduk sampai homogen di dalam erlenmeyer.
c. Tambahkan aquades hingga media menjadi lembab (sampai becek).
d. Atur pH sesuai variabel (menggunakan CH3COOH dan NaOH).
e. Tutup menggunakan alumunium foil dan panaskan hingga mencapai suhu 70oC
f. Biarkan dingin pada suhu kamar. Setelah dingin tanami media dengan suspensi spora di dalam ruang aseptik. Aduk dengan baik agar suspensi spora dapat tersebar merata dalam media, lalu tutup kembali alam aluminium foil.
g. Cara penanaman suspensi spora : ● Menyiapkan kawat osse, bunsen, alkohol, dan HCl ● Semprot ruang aseptik dengan menggunakan alkohol dan diamkan selama ± 1 menit. Lalu bisa dilakukan penanaman suspensi spora. ● Penanaman suspensi spora dilakukan dengan cara mensterilkan kawat osse: Panaskan kawat osse menggunakan bunsen, kemudian memasukkan ke larutan HCl, kemudian panaskan kawat osse lagi. ● Ambil beberapa kawat osse Aspergillus niger dari biakan murni yang telah disediakan dan masukkan ke dalam sampel yang sudah di autoclave, lalu siap diinkubasikan.
h. Inkubasikan selama x hari pada 28 – 30oC (dalam inkubator untuk media semi padat).
i. Setelah selesai inkubasi, tambahkan aquades ke dalam erlenmeyer sedikit demi sedikit dan lumat semua isi erlenmeyer hingga tercampur merata. Volume aquadest yang ditambahkan maksimal 50 mL.
j. Saring dengan kertas saring atau pompa vakum dan filtratnya di test untuk analisis asam sitratnya.
2) Fermentasi pada media cair
a. Siapkan sumber karbohidrat yang akan digunakan, timbang sumber karbohidrat sesuai variabel lalu tambahkan nutrient – nutrien dan aquades hingga volume menjadi 100 mL dalam erlenmeyer lalu atur pH b. Tutup menggunakan alumunium foil dan panaskan hingga mencapai
suhu 70oC. Biarkan dingin pada suhu kamar.
c. Setelah dingin, tanami dengan suspensi Aspergillus niger secara aseptik di ruang aseptik.
d. Cara penanaman suspensi spora
● Menyiapkan kawat osse, bunsen, alkohol, dan HCl
● Semprot ruang aseptik dengan menggunakan alkohol dan diamkan selama ± 1 menit. Lalu bisa dilakukan penanaman suspensi spora.
● Penanaman suspensi spora dilakukan dengan cara mensterilkan kawat osse: Panaskan kawat osse menggunakan bunsen, kemudian memasukkan ke larutan HCl, kemudian panaskan kawat osse lagi.
● Ambil beberapa kawat osse Aspergillus niger dari biakan murni yang telah disediakan dan masukkan ke dalam sampel yang sudah di autoclave, lalu siap diinkubasikan.
e. Inkubasikan selama x hari sesuai variabel pada 28 - 30oC (dalam inkubator fase cair).
f. Setelah selesai inkubasi, saring dengan kertas saring atau pompa vakum dan filtratnya dites untuk asam sitratnya.
3. Analisa Hasil
a. Panaskan filtrat yang diperoleh dari percobaan di atas sampai 70oC.
Tambahkan larutan Ca(OH)2 sebanyak 10 mL. Buat larutan Ca(OH)2 dengan melarutkan 5 gr Ca(OH)2 dengan aquades sampai 50 mL (jaga temperatur konstan).
b. Endapan yang timbul cepat-cepat disaring (dalam keadaan panas 70oC).
Endapan tersebut adalah kalsium sitrat.
c. Keringkan endapan di oven kemudian timbang beratnya. Catat beratnya.
d. Endapan tersebut dilarutkan dengan H2SO4 encer, sesuai perhitungan, saring dengan kertas saring. Filtratnya merupakan asam sitrat dan endapannya adalah kalsium sulfat.
e. Untuk mengetahui berat asam sitrat yang diperoleh pada percobaan, encerkan 1 mL filtrat menjadi 10 mL dengan aquadest, lalu titrasi dengan NaOH 0,1 N. Catat kebutuhan titran.
DAFTAR PUSTAKA
Amalia, I. W., Nurnanda, D., Herdianie, N., & Darmawan R. (2019). Proses pembuatan asam sitrat dari molasses dengan metode submerged fermentation.
JURNAL TEKNIK ITS, 8(2), pp. 145-149.
Astrinia, S. D. (2022) Produksi asam sitrat dari ekstrak buah nanas (Ananas comosus L. Merr) sebagai diversifikasi produk agroindustry di kabupaten semarang.
Media Informasi Penelitian Semarang (SINOV),4, 2.
Basarang, M., & Rianto, R., M. (2018). Pertumbuhan Candida sp dan Aspergillus sp dari bilasan bronkus penderita tuberkulosis paru pada media bekatul. Jurnal Ilmu Alam dan Lingkungan, 9(18), 74-82.
Cairns, T. C., Barthel, L., & Meyer, C. (2021). Something old, something new:
challenges and developments in Aspergillus niger biotechnology.Biochemistry, 65213–224.
Darmataba, G. P. A., Antara, N. S., & Putra, G. G. (2017). Pengaruh konsentrasi substrat tepung limbah brem dan lama fermentasi terhadap produksi kalsium sitrat dengan menggunakan Aspergillus niger ATCC 16404. Jurnal Rekayasa dan Manajemen Argoindustri, 5(1), 50-59.
Hafsan. (2014). Mikrobiologi analitik. Aladdin University Press.
Hermawati. (2018). Pengaruh pemberian air tebu sebelum latihan terhadap kadar glukosa darah pada atlet bulutangkis BEM FIKUNM. Fakultas Ilmu Keolahragaan, Universitas Negeri Makassar, 1-9.
Sasmitaloka, K. S. (2017). Produksi asam sitrat oleh Aspergillus nigerpada kultivitas media cair.Jurnal Integrasi Proses,6(3), 116-122.
Sunaryanto, R., & Marasabessy, A. (2016). Optimalisasi media produksi amiglukosidase menggunakan fermentasi media padat
Ferdaus, F., Wijayanti, M. O., Retnonigtyas, E. S., & Irawati, W. (2017). Pengaruh pH, konsentrasi substrat, penambahan kalsium karbonat dan waktu fermentasi terhadap perolehan asam laktat dari kulit pisang.Widya Teknik, 7(1), 1-14.
National Center for Biotechnology Information. (2024). PubChem Compound Summary for CID 311, Citric Acid. Retrieved March 23, 2024 from https://pubchem.ncbi.nlm.nih.gov/compound/Citric-Acid
Puspadewi, Ririn, Rina A., & Della S. (2017). Kemampuan Aspergillus wentii dalam menghasilkan asam sitrat.Kartika: Jurnal Ilmiah Farmasi, 5(1), 15-20.
Rahmadini, F. (2020). Pembuatan Asam Sitrat dari Asam Gelugur (Garcinia atroviridis) dengan Metode Fermentasi.Skripsi. Fakultas Pertanian. Universitas Sumatera Utara, Medan.
Sasmitaloka, K. S. (2017). Produksi asam sitrat olehAspergillus niger pada kultivasi media cair.Jurnal Integrasi Proses, 6(3), 116-122.
Wagestu, I. W. A., Antara, N. S., & Putra, G. P. G. (2016). Pengaruh pH awal media dan lama fermentasi terhadap produksi kalsium asam sitrat dari limbah brem 26 dengan menggunakan Aspergillus niger ATCC 16404. Jurnal Rekayasa dan Manajemen Agroindustri, 4(4), 70-79.
Yumna, F., M., Ulya, H., R., & Vanessa, S. (2016). Pengaruh perbedaan dan penambahan MgSO4 dan KH2PO4 terhadap pembentukan asam sitrat dari sari jeruk denganAspergillus niger.Jurnal Mikrobiologi Industri Teknik Kimia.
REFERENSI
