MATAKULIAH TEKNOLOGI PENGOLAHAN PANGAN FUNGSIONAL

MAKALAH LIPIDA BIOAKTIF

Butyric Acid

Disusun oleh :

Kelompok 1 THP B

Intan Marta Sari 131710101005

Anis Shabrina Hanifa 131710101056

Furqoni Nurul Ummah 131710101093

JURUSAN TEKNOLOGI HASIL PERTANIAN

FAKULTAS TEKNOLOGI PERTANIAN

UNIVERSITAS JEMBER

2015

BAB 1

PENDAHULUAN

Asam butirat memiliki banyak diaplikasikan dalam industry

kimia dan digunakan dalam teknologi pangan seperti mentega

dalam rasa makanan. Ester asam ini digunakan dalam komponen

rasa buah. Ada sebuah cara baru yang bermanfaat untuk

menghasilkan asam butirat alami yang lebih disukai saat ini oleh

produsen makanan yaitu produksi asam butirat dengan cara

fermentasi. Ada beberapa strain bakteri yang dapat

menghasilkan asam butirat yaitu mikroorganisme anaerobik

seperti Clostridium, Butyrivibrio, Butyribacterium, Sarcina,

Eubacterium, Fusobacterium and Megasphaera.

Untuk tujuan komersial, spesies Clostridium menjadi

rekomendasi untuk memproduksi asam butirat atau butanol.

Clostridium memiliki karakteristik yaitu bakteri gram positif,

chemo-organotrophy, ketat terhadap keadaan anaerobik, strain

ini dapat diisolasi dari tanah, air limbah, system pencernaan

hewan, dan produk susu yang terkontaminasi. Suhu 35-37oC, pH

pada kisaran 4,5-7,0 dengan keadaan lingkungan CO2 atau N2

merupakan kondisi optimal untuk membudidayakan atau

menumbuhkan C.butyricum. sumber karbon yang umum

digunakan adalah glukosa, laktosa dari dadih, sukrosa dari tetes,

pati, limbah kentang, tepung terigu, selulosa atau dextrose.

Jalur metabolisme glukosa dalam Clostridium memiliki

beberapa kemungkinan produk akhir termasuk butirat dan

butanol, sementara asetat dan aseton adalah produk

sampingnya. Pelarut yang dihasilkan selama solventogenesis di

pHB5 dan asam yang dihasilkan selama asidogenesa di pH

tinggi. Beberapa pendekatan bioteknologi diteliti untuk

meningkatkan selektivias dan produktivitas akhir asam butirat

pada konsentrasi asam. Karena dalam beberapa kasus,

konsentrasi produk asam butirat rendah akibat efek

penghambatan. Produksi asam butirat dengan model fermentasi

seperti ini telah banyak diteliti dibeberapa penelitian.

Beberapa teknik pemisahan yang terintegritas dengan

proses fermentasi telah diteliti untuk menghindari efek

penghambatan akhir atau produk akhir untuk menghilangkan

langkah pemisahan setelah proses fermentasi. Proses destilasi

dan evaporasi digunakan untuk memisahkan produk yang mudah

menguap dengan menggunakan aseton-butanol. Integrasi mikro

atau ultra-filtrasi untuk pemisahan biomassa pada proses

fermentasi dan elektrodialisis sering diterapkan untuk pemisahan

asam yang tidak sesuai dengan mudah.

Dua faktor penting ketika memilih fase organik yang cocok,

koefisien distribusi asam butirat dan selektivitas proses ekstraksi

dan biokompabilitas pelarut dengan mikroorganisme. Dari hasil

penelitian sebelumnya telah disimpulkan bahwa fase organic

yang paling cocock untuk ekstraktif produksi bioteknologi dari

asam butirat oleh C. butyricum adalah Hostarex A327 (20% w:w)

di oleil alkohol. Adapun tujuan dari penyusunan makalah ini adalah untuk

mengetahu cara produksi asam butirat dengan fermentasi oleh Clostridium

butyricum.

BAB 2

BAHAN DAN METODE

2.1Mikroorganisme

Clostridium butyricum merupakan bakteri anaerob, memproduksi asam

butirat melalui proses fermentasi. Substrat yang digunakan dapat berupa

bahan-bahan yang mengandung amilopektin.

2.2Media

Semua percobaan dilakukan dengan modifikasi media Savin,

yang berisi (dalam g 1-1): (NH4)2SO4, 4; KH2PO4, 3; MgSO4.7H2O, 0.6;

FeSO4.7H2O, 0.03; MnSO4.7H2O, 0.01 (semua dari LACHEMA, Brno,

Republik Ceko); ekstrak ragi, 5 (Serva, Heidelberg, D) dalam air

suling. Glukosa atau sukrosa digunakan sebagai sumber karbon

tunggal pada berbagai konsentrasi.

2.3Persiapan Inokulum

Tabung reaksi berisi 10 ml media steril diinokulasi dengan C.

butyricum (5% v /v), CaCO3 steril (20 g/L) ditambahkan untuk

menjaga pH dan inkubasi selama 20 jam pada 37oC

2.4Produksi dan Isolasi Asam Butirat

Gambar 1. Produksi dan isolasi asam butirat

Asam butirat

Asam butirat, butanol, asam asetat, dll

destilasi

Pemurnian dengan kromatografi

Media cair

Pelarut + asam butirat

+ oleil alkohol

rafinat

filtrat

sentrifugasi

pemanenan

+ sukrosa Penumbuhan pada media savin

Clostridium butyricum

BAB 3

PEMBAHASAN

3.1 Properti

Butirat saat ini diproduksi secara komersial melalui petrokimia

melalui oksidasi butyraldehyde yaitu dari propilena oleh oxosynthesis.

Bioteknologi produksi asam butirat secara komersial tidak kompetitif, karena

produktivitas rendah. Namun, produsen makanan dan farmasi lebih memilih

makanan tambahan atau produk farmasi yang diproduksi secara biologis.

Akibatnya, efisiensi proses fermentasi butirat diperlukan. Jika proses

fermentasi dapat menggunakan biomassa kelas rendah sebagai bahan baku,

produksi kompetitif secara komersial dari asam butirat dari proses fermentasi

akan diperoleh dengan potensi pasar yang besar.

3.2 Penggunaan

Asam butirat memiliki banyak aplikasi penting dalam industri kimia,

makanan, dan farmasi. Konsumsi asam butirat untuk menghasilkan

termoplastik selulosa asetat butirat adalah penggunaan utama dalam industri

kimia. Gliserol tributyrate dan ester lainnya juga memainkan peran penting

dalam bahan plastik. Asam butirat digunakan untuk memasok catatan

mentega-seperti dalam rasa makanan dan ester yang secara luas digunakan

sebagai aditif untuk meningkatkan aroma buah dalam industri makanan.

Sebagai salah satu asam lemak rantai pendek yang dihasilkan oleh fermentasi

bakteri dari serat makanan dalam usus besar, asam butirat merupakan sumber

energi utama bagi tubuh manusia dan juga ditandai sebagai penekan kanker

usus besar. Efek biologis telah banyak diteliti, yang meliputi efek terapi untuk

hemoglobinopathies, kanker, dan penyakit gastrointestinal. Sebuah keluarga

prodrugs butirat acyloxyalkyl saat ini dalam pengembangan klinis. Turunan

asam butirat juga telah dikembangkan untuk menghasilkan antitiroid dan

vasokonstriktor obat dan digunakan dalam anestesi.

3.3 Fermentasi

Bioteknologi produksi asam butirat tidak memiliki daya saing secara

komersial dibandingkan dengan pendekatan kimia. Faktor utama yang

menyebabkan penurunan ekonomi karena produktivitas bioreaktor yang

rendah, selektivitas dalam proses produksi asam butirat rendah. Konsentrasi

produk yang rendah mengakibatkan biaya produksi yang tinggi pada proses

pemulihan produk selanjutnya dan rendahnya efisiensi dalam proses

fermentasi.

Tabel 1. Karakteristik Fisik Asam Butirat

Secara umum, batch fermentation, fed-batch fermentation, continous

fermentation, dan perfusion fermentation semuanya telah dieksplorasi untuk

memproduksi asam butirat. Lambatnya pertumbuhan sel kemungkinan

ditimbulkan karna ketersediaan karbon yang sedikit dalam proses produksi

yang dilakukan secara terus menerus atau fed-batch fermentation, memiliki

efek positif pada produktivitas dan selektivitas asam butirat. Konsentrasi

asam butirat dapat diperoleh lebih banyak dengan menggunakan continous

fermentation. Proses kontinyu dimulai dengan fase batch, dimana konsentrasi

awal dari sumber karbon digunakan.

3.4 Bakteri Penghasil Asam Butirat

Butirat diproduksi sebagai hasil akhir fermentasi bakteri anaerobik.

Teh kombucha hasil fermentasi mengandung asam butirat sebagai hasil dari

fermentasi. Alur fermentasi ini ditemukan oleh Louis Pasteur tahun 1861.

Ada beberapa strain penghasil asam butirat bakteri, yang termasuk ke dalam

genus Clostridium, Butyrivibrio, Butyribacterium, Sarcina, Eubacterium,

Fusobacterium, dan Megasphera. Spesies Bacteroides melaninogenicus,

Treponema phagedenis, dan Peptococcus asacelarolyticus juga dikenal

sebagai produsen butirat. Genera Clostridium, Butyrivibrio, dan

Butyribacterium adalah mikroorganisme yang paling sering digunakan. Untuk

tujuan komersial, Clostridium spp. lebih disukai untuk produksi asam butirat,

yang relatif stabil dan produktif. Strain ini Gram-positif,

chemoorganotrophic, anaerob ketat dan pembentuk spora.

DAFTAR PUSTAKA

Playne MJ (1985) Propionic acid and butyric acids. In: Moo-Young M (ed.)

Comprehensive Biotechnology, vol. 3, pp. 731–759. Oxford: Pergamon

Michel-Savin D, Marchal R, and Vandecasteele JP (1990a) Control of the

selectivity of butyric acid production and improvement of fermentation

performance with C. tyrobutyricum. Applied Microbiology and

Biotechnology 32: 387–392.

Michel-Savin D, Marchal R, and Vandecasteele JP (1990b) Butyrate production in

continuous culture of C. tyrobutyricum, effect of end-product inhibition.

Applied Microbiology and Biotechnology 39: 127–131.

Michel-Savin D, Marchal R, and Vandecasteele JP (1990c) Butyric fermentation:

Metabolic behavior and production performance of C. tyrobutyricum in a

continuous culture with cell recycle. Applied Microbiology and

Biotechnology 34: 172–177.