PRODUKSI ASAM SITRAT OLEH ASPERGILLUS NIGER L-51
I. TUJUAN
Ø Diharapkan agar mahasiswa dapat mengetahui bahwa Aspergillus niger L-51 dapat memproduksi asam sitrat.
II. PERINCIAN KERJA
Ø Peremajaan
Ø Membuat media inokulum
Ø Membuat media produksi
Ø Pemisahan hasil
III. ALAT DAN BAHAN
a. Alat
Ø Gelas kimia
Ø Erlenmeyer
Ø Pengaduk
Ø Hot plate
Ø Spatula
Ø Labu semprot
Ø Corong
Ø Autoklaf
Ø Shaker incubator
Ø Tutup Erlenmeyer
Ø Alumunium foil
Ø pH meter
b. Bahan
- Toge
- Glukosa
- KH2PO4
- NH4NO3
- FeSO4.7H2O
- Pepton
- Aquadest
- Ca(OH)2
- Kultur murni Aspergillus niger L-51
IV. DASAR TEORI
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.
Asam sitrat juga merupakan suatu asam trikarboksilat, digunakan dalam industri farmasi, makanan dan minuman sebagai “acidifying and flavour agent”. Asam sitrat diproduksi dari beet dan molase dengan cara fermentasi menggunakan Aspergillus niger L – 51.Produksi asam sitrat yang menggunakan bahan baku jeruk dan sebagainya, sejak berkembangnya proses fermentasi dari larutan yang mengandung karbohidrat (gula), secara berangsur-angsur mulai berkurang.
Wehmwr (1983) menguraikan cara produksi asam sitrat dengan fermentasi oleh sejenis fungi, yang disebut Citromyces dan selanjutnya dilaporkan bahwa Penicillum dan Mucor pun dapat menghasilkan produk tersebut. Tahun 1917 Curle menegaskan bahwa strain-strain dari Aspergillus niger merupakan fungi yang paling baik untuk digunakan dalam produksi asam sitrat.
Mikroba yang dapat menghasilkan asam sitrat cukup banyak. Diantar mikroba tersebut adalah Aspergillus niger, A. wentii, A. ciavatus, Penicillum luteum, P. citrinum, Mucor priformis, Paeocilomyces dicaricatum, Citromeaces prefferianus, Candida guillermondii, Sacharaecopsis lipolytica, Trichoderma viride, Arthroacter paraffimeaus dan Corynebacterium sp. Diantar mikroba tersebut yang dipakai untuk produksi asam sitrat adalah Aspergillus niger dan A. wentii yang merupakan galur yang paling produktif.
Dalam memilih suatu species mikroba perlu dipertimbangkan suatu kenyataan bahwa suatu galur mikroba seringkali dikembangkan berdasarkan jenis sumber karbonnya. Suatu galur yang memberikan hasil optimum pada media yang mengandung sumber karbon tertentu, umumnya akan menurunkan produktivitas bila ditumbuhkan pada media yang mengandung sumber karbon lain.
Asam sitrat biasanya diproduksi dalam bentuk kristal monohidrat (C6H8O7.H2O), yang tak berwarna, tak berbau dan rasanya asam. Mudah larut dalam air dingin daripada dalam air panas.
Sejarah
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.
Sifat fisika dan kimia
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.
Pembuatan
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.
Kegunaan
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.
Keamanan
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.
Asam sitrat merupakan asam organic yang larut dalam air dengan citarasa yang menyenangkan dan banyak digunakan dalam industry pangan. Kebutuhan dunia akan asam sitrta terus meningkat dari tahun ke tahun dan produksi asam sitrat tiap tahun meningkat 2 – 3%. Hingga sampai tahun 1920, semua asam sitrat dihasilkan dari lemon dan jus jeruk. Namun kini asam sitrat juga dapat dihasilkan melalui fermentasi menggunakan mikroorganisme Aspergillus niger, yaitu jamur yang digunakan secara komersial pertama kali pada tahun 1923. Guna memenuhi permintaan yang terus meningkat, maka efisiensi proses ferementasi terus dipelajari. Pengukuran kesetimbangan massa dipelajari agar dpat ditentukan banyaknya substrat yang digunakan dan jumlah produk yang dihasilkan.
Proses fermentasi asam sitrat terdiri dari dua tahap. Pertma fase pertumbuhan miselium dan kedua fase fermentasi pembentukan produk. Keduanya dikarakteristikkan oleh laju penyerapan karbohidrat. Pada fase pertama digunakan untuk pembentukan miselium dan pada tahap kedua karbohidrat diubah menjadi asam sitrat.
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.
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.
Faktor-faktor yang mempengaruhi produksi asam sitrat secara fermentasi
Selain mikrobia sebagai komponen utama dalam fermentasi, factor-faktor pendukung yang perlu diperhatikan adalah komposisi nutrisi media, Mangan dan logam lainnya, pH, kondisi lingkungan, tipe dan konsentrasi gula, pengaruh senyawa pengkhelat terhadap ion logam, ammonium nitrat dan aerasi.
1. Mikrobia
Saat ini produksi asam sitrat secara komersial menggunakan mutan Aspergillus niger, dan ada pula yang menggunakan Saccharomyces lipolytica, Penicillium simplicissimum, dan A. foeitidus.
Untuk meningkatkan kemampuan produksi sering dilakukan proses mutasi. Mutasi yang umum dilakukan adalah dengan iradiasi ultraviolet (1,6 X 102 J/m2/dt) dan nitrosamine (100 mg/ml) selama 5 – 45 menit. Kultur dipelihara dalam medium PDA.
2. Komposisi Nutrisi Media
Media fermentasi untuk biosintesis asam sitrat terdiri dari substrat yang dibutuhkan untuk pertumbuhan mikroorganisme, terutama terdiri dari substrat yang dibutuhkan untuk pertumbuhan mikroorgaisme terutama sumber karbon, nitrogen dan fosfor. Selain itu air dan udara dapat pula dimasukkan sebagai substrat fermentasi
a. Sumber Karbon
Media yang sering digunakan sebagai sumber karbon adalah berbagai karbohidrat dan limbah selulosa, inulin, kurma, molase tebu (digunakan dalam fermentasi kultur cair teraduk), whey kedelai, whey keju, sukrosa, glukosa, fruktosa, methanol.
Whey dari industry pengolahan susu sering digunakan sebagai medium dasar. Whey dapat ditambah sukrosa, glukosa atau fruktosa sekitar 5 – 10 % (b/v). Jika ditambah methanol berkisar 1 – 5 %. Riboflavin dapat ditambahkan sebesar 10 – 50 mg/L.
Molase yang digunakan untuk substrat fermentasi biasanya mengandung air 20%, gula 62 %, non-gula 10 % dan garam an-organik (abu) 8 %. Abu mengandung ion-ion seperti Mg, Mn, Al, Fe dan Zn dalam jumlah yang bervariasi. Karena kandungan gula cukup tinggi maka perlu diencerkan sehingga mengandung gula 25%. Larutan molase kemudian ditambah H2SO4 1N sebanyak 35 ml/L dan direbus selama ½ jam kemudian didinginkan, dinetralkan dengan air kapur (CaO) dan dijernihkan semalam. Cairan supernatant yang jernih diencerkan hingga kdar gula mencapai 15%. Selama fermentasi 144 jam dihasilkan asam sitrat sekitar 85 g/l, berat sel kering 20 g/l dan gula yang dikonsumsi 91 g/l.
b. Sumber Nitrogen
Nitrogen jug mempengaruhi pembentukan asam sitrat karena nitrogen tidak hanya penting untuk laju metabolit dalam sel tetapi jug bagi pembentukan protein sel. Jumlah produksi asam sitrat mencapai maksimum jika konsentrasi ammonium nitrat sebesar 0,2%. Peningkatan konsentrasi justru menurunkan jumlah asam yang dihasilkan dan jamur tumbuh menyebar.
c. Sumber Fofor
Sumber fosfat yang digunakan adalah triklasium fosfat.
d. Konsentrasi ion Ferosianida
Konsentrasi ferosianida berpengaruh terhadap produksi asam sitrat. Penambahan ferosianida dilakukan 24 jam setelah inokulasi sebanyak 200 ppm. Jumlah sel yang dihasilkan berkurang dengan naikknya jumlah ferosianida.
e. Vitamin
Vitamin yang sering ditambahkan adalah riboflavin.
3. Proses Fermentasi
a. Fermentor
Dalam percobaan skala laboratorium sebaiknya digunakan Erlenmeyer 500 ml yang diisi 100 ml medium. Masing-masing Erlenmeyer diinokulasi dengan suspensi spora dan diinkubasi selama 20 hari pada suhu 300C.
Fermentor stainless stell berkapasitas 15 liter diisi medium 9 liter untuk pembuatan asam sitrat.
b. Persiapan Kultur
Jika digunakan kultur stok A. niger maka kultur harus direaktivasi dan dikultivasi dengan cara goresan pada petridish menggunakan mediam padat PDA (Potato Dextrose Agar) yang telah diasamkan dengan asam tartart 10% dan diinkubasi selama 5 hari pada suhu 250C. Konidia yang dibentuk kemudian dicuci dua kali dengan air destilat steril. Suspensi konidia yang akan digunakan sebagai inokulum dalam proses fermentasi harus mengandung 108 spora/ml.
Untuk menumbuhkan konidia Aspergillus digunakan medium molase 100 ml (gula 15%, pH 6,0) dalam Erlenmeyer 1 liter yang bersisi glass bads dan telah disterilkan. 1 ml suspensi konidia dari agar miring dipindahkan secara aseptis, kemudian diinkubasi pada 300 + 10C dalam incubator dengan kecepatan gojogan 200 rpm selama 24 jam.
c. Jumlah Inokulum
Jumlah inokulum yang digunakan juga merupakan factor yang penting untuk diperhatikan. Jumlah inokulum sebesar 1% cukup baik untuk fermentasi dalam fermentor teraduk.
d. Fermentasi
Inokulum yang telah dibuat dimaukkan dalam fermentor produksi sebanyak 5% (v/v). inkubasi dilakukan pada suhu 300 + 10C selama 144 jam. Kecepatan agitasi adalah 200 rpm dengan laju aerasi 1,0 – 4,0 vvm. Untuk mengendalikan terbentuknya buih secara berkala dilakukan penambahan minyak silikom steril.
e. Waktu Fermentasi
Waktu fermentasi yang maksimum untuk fermentasi asam sitrat tergantung kondisi fermentasi dan organism yang digunakan. Penggunaan A. niger dengan substrat molase embutuhkan waktu 144 jam setelah inokulasi.
f. Suhu
Suhu medium fermentasi merupakan salad satu factor yang penting dalam produksi asam sitrat. Suhu 300C adalah suhu yang paling baik. Jika suhu medium rendah, aktivitas enzim jug rendah sehingga mempengaruhi produksi asam tetapi jika suhu meningkat di atas 300C, biosintesis asam sitrat akan menurun dan terjadi akumulasi produk samping seperti asam oksalat.
g. pH
Pengaturan pH penting bagi keberhasilan proses fermentasi. Untuk fermentasi asam sitrat pH optimum adalah 6,0. Penurunan pH menyebabkan produksi asam sitrat berkurang. Hal ini disebabkan pada pH rendah ion ferosinida lebih toksik bagi pertumbuhan miselium. Pada pH yang tinggi terjadi akumulasi asam oksalat.
Proses fermentasinya:
Larutan gula dari berbagai sumber telah digunakan sebagai bahan baku untuk pembuatan asam sitrat dalam skala industri, tetapi sukrosa dan glukosa tetap merupakan bahan baku yang paling mudaj dan paling baik kemudian diikuti oleh maltosa dan molase (tetes).
Mekanisme pembentukan asam sitrat seperti dinyatakan dengan siklus Krebs atau siklus asam trikarboksilat, yaitu bahwa asam piruvat yang diperoleh dari glukosa menghasilkan Acetil CoA yang berkondensasi dengan asam oxalo-asetat yang telah terbentuk dalam siklus menghasilkan asam sitrat.
Asam sitrat merupakan senyawa antara pada siklus krebs. Lintasan reaksi karbolik yang mendahului pembentukan asam sitrat ini diantaranya adalah lintasan glikolisis (Embden-Meyerhoff parnas) dan lintasan Entner Doudoroff yang menyediakan senyawa antara asam piruvat yang merupakan senyawa kunci dalam metabolisme sel. Sebagian besar (80%) dari glukosa diubah menjadi piruvat melalui lintasan glikolisis. Piruvat akan mengalami dekarboksilasi dan berkaitan dengan koenzim A membentuk asetil KoA dan selanjutnya masuk ke dalam siklus krebs dengan bantuan enzim piruvat karboksilase yang mengubah piruvat menjadi oksaloasetat.
Pada Aspergillus niger fosfoenol piruvat dapat diubah langsung menjadi oksaloasetat (tanpa melalui piruvat) oleh enzim fosfenol piruvat karboksilase. Reaksi tersebut membutuhkan ATP sebagai sumber energi, Mg2+ atau Mn2+ dan K+ atau NH4+.
Apabila sumber karbon bukan glukosa, tapi misalnya asam asetat atau senyawa alifatik berantai panjang (C-9, C-23), maka isositrat liase terinduksi sehingga siositrat diubah menjadi malat oleh malat oleh malat sintesa. Rangkaian reaksi melalui glioksilat. Bila glukosa ditambahkan glukosa, siklus tersebut terhambat.
Diduga bahwa terjadinya akumulasi asam sitrat ini adalah sebagai akibat dari adanya kekurangan enzim disebabkan kurangnya unsure-unsur nutrisi. Kekurangan-kekurangan nitrogen, fosfat, mangan, besi dan seng adalah unsure-unsur yang sering disebut-sebut. Apabila kadar logamnya tinggi, maka untuk mengurainya biasanya tetesnya mengalami pengolahan pendahuluan terlebih dahulu, yaitu dengan penambahan Kalium ferrosianida atau dengan cara pertukaran ion. Media untuk produksi asam sitrat harus menyediakan semua kebutuhan zat gizi mikroba, yaitu meliputi sumber karbon, nitrogen dan mineral.
V. PROSEDUR KERJA
Ø Peremajaan
- Menimbang glukosa 2 gram dan agar 1,5 – 2 gram.
- Menimbang toge sebanyak 10 gram dan dimasak dalam 100 ml air sampai mendidih. Kemudian ditambahkan glukosa dan agar dan dimasukkan ke dalam tabung reaksi.
- Sterilkan selama 15 - 20 menit pada tekanan 20 psi 1210C. Diamkan dan miringkan sampai membeku.
- Media agar miring tersebut kemudian digunakan untuk meremajakan kultur murni Aspergillus niger L – 51. Kemudian di inkubasikan selama 2 x 24 jam.
Ø Membuat media inokulum
- Membuat ekstrak toge dengan menggunakan 10 gram toge yang dimasak dengan 100 ml air.
- Menimbang 5 g glukosa, 0,2 g KH2PO4, 0,5 g NH4NO3, 0,3 pepton dan 0,01 g FeSO4.7H2O. Kemudian dilarutkan dalam ekstrak toge dan usahakan agar pH larutan 6.
- Larutan tersebut dimasukkan ke dalam Erlenmeyer dan ditutup dengan kapas dan alumunium foil dan sterilkan.
- Masukkan hasil peremajaan (kultur murni Aspergillus niger L – 51) kedalam Erlenmeyer tersebut dan di shaker selama 24 jam dalam shaker incubator.
Ø Membuat media produksi
- Membuat ekstrak toge dengan menggunakan 10 gram toge yang dimasak dengan 100 ml air.
- Menimbang 10 g glukosa, 0,1 g KH2PO4, 0,5 g NH4NO3, 0,3 pepton dan 0,01 g FeSO4.7H2O. Kemudian dilarutkan dalam ekstrak toge dan usahakan agar pH larutan 6.
- Larutan tersebut dimasukkan ke dalam Erlenmeyer dan ditutup dengan kapas dan alumunium foil dan disterilkan.
- Dengan menggunakan gelas ukur yang telah disterilkan, media inokulum dipipet sebanyak 10 ml kemudian dimasukkan ke dalam media produksi. Shaker selama 144 jam dalam shaker incubator.
Ø Pemisahan hasil
- Setelah di shaker kemudian disaring dengan kertas saring wheatman 41 dan diukur pH nya dengan menambahkan Ca(OH)2 sampai pH 5,8..
- Diamkan selama beberapa hari (jika terbentu endapan putih berarti mengandung sitrat).
VI. DATA PENGAMATAN
| MEDIA | WAKTU | PENGAMATAN | ||
| ENDAPAN | WARNA | KEKERUHAN | ||
| Inokulum | 24 jam | Tidak ada | Kuning kecokelatan | Ada |
| Fermentasi | 144 jam | Ada | Kuning kecokelatan | Tidak ada |
VII. PEMBAHASAN
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.
Dalam melakukan praktikum ini hal – hal yang perlu diperhatikan adalah sebagai berikut.
1. Nutrisi
Glukosa sebagai sumber C, NaNO3 sebagai sumber Na, NH4NO3 sebagai sumber N ( N untuk laju metabolit dalam sel, juga bagi pembentukan protein sel. Jumlah produksi asam sitrat mencapai maksimum jika konsentrasi ammonium nitrat sebesar 0,2%. Peningkatan konsentrasi justru menurunkan jumlah asam yang dihasilkan dan jamur tumbuh menyebar), KH2PO4, pepton, FeSO4.7H2O dan ekstrak toge sebagai sumber vitamin dan mineral.
2. Suhu
Suhu medium fermentasi merupakan salah satu factor yang penting dalam produksi asam sitrat. Suhu 300C adalah suhu yang paling baik. Jika suhu medium rendah, aktivitas enzim juga rendah sehingga mempengaruhi produksi asam tetapi jika suhu meningkat di atas 300C, biosintesis asam sitrat akan menurun dan terjadi akumulasi produk samping seperti asam oksalat.
3. pH
Pengaturan pH penting bagi keberhasilan proses fermentasi. Untuk fermentasi asam sitrat pH optimum adalah 6,0. Penurunan pH menyebabkan produksi asam sitrat berkurang. Hal ini disebabkan pada pH rendah ion ferosinida lebih toksik bagi pertumbuhan miselium. Pada pH yang tinggi terjadi akumulasi asam oksalat.
Selain itu kesterilan dalam melakukan praktikum ini sangat berpengaruh dalam pembentukan produk. Dalam praktikum ini, produk asam sitrat diperoleh setelah fermentasi 194 jam. Produk ini diketahui dengan penambahan Ca(OH)2 sehingga terjadi pengendapan asam sitrat.
Pada percobaan produksi asam sitrat digunakan Aspergillus niger L-51 yang berfungsi sebagai biokatalisator dimulai dengan membuat media inokulum dengan menggunakan glukosa, KH2PO4, NH4NO3, pepton dan FeSO4.7H2O. Setelah di shaker selama 24 jam terdapat bulatan-bulatan kecil atau miselium yang berwarna putih. Kemudian media inokulum tersebut dimasukkan ke dalam media produksi. Usahakan miselium tersebut juga dimasukkan ke dalam media produksi. Kemudian dishaker selama 144 jam. Pada dinding erlenmeyer terdapat kapang yang berwarna kehitaman. Hasil fermentasi tersebut disaring dengan kertas wheatman 41 dan ditambahkan Ca(OH)2 sehingga terbentuk endapan putih. Hal ini menandakan bahwa terdapat asam sitrat.
As. sitrat + Ca(OH)2 Ca sitrat putih
Aspergillus niger L-51 merupakan organisme aerob karena pada proses fermentasi erlenmeyer hanya ditutup dengan kapas sehingga memudahkan suplai udara terhadap bakteri tersebut. Pada percobaan ini kami terlambat membuka penutup alumunium foilnya sehingga miselium yang diperoleh tidak terlalu banyak.
VIII. KESIMPULAN
Ø Dari percobaan produksi asam sitrat dapat disimpulkan bahwa asam sitrat dapat diproduksi dari Aspergillus niger L–51 dengan melalui beberapa tahap yaitu membuat media inokulum, media fermentasi dan pemisaha hasil. Dimana terbentuknya asam sitrat dapat diketahui dengan adanya endapan putih setelah penambahan Ca(OH)2.
Ø Dari hasil fermentasi 100 ml ekstrak toge, dihasilkan asam sitrat ± 50 ml.
DAFTAR PUSTAKA
Petunjuk Praktikum Teknologi Bioproses, Jurusan Teknik Kimia, Politeknik Negeri Ujung Pandang, Makassar.2005
Tim Penyusun, Teknologi Bioproses, Jursan Teknik Kimia, Politeknik Negeri Ujung Pandang, Makassar.
Buku petunjuk praktikum Laboratorium Teknologi Bioproses.Jurusan Teknik Kimia.PNUP
Tidak ada komentar:
Posting Komentar