Download - Asam Sitrat
I. TUJUAN
Mahasiswa dapat mengetahui mengenai cara pembuatan Asam Sitrat
dengan menggunakan Mikrobia sebagai mediatornya.
II. PERINCIHAN KERJA
Penyiapan Bahan & Ekstrak Touge
Pembuatan Media Agar Miring, Media Inokulum dan Media Produksi
Pasteurisasi
Penanaman Mikroba serta Fermentasi
III. ALAT yang DIGUNAKAN
Auto clave & Inkubator
Erlenmeyer 250 ml 4 buah
Gelas Kimia 400 ml 4 buah
Tabung Reaksi 6 buah
IV. BAHAN yang DIPAKAI
Glukosa :22,0000 gr
KH2PO4 :0,3000 gr
NH4NO3 :1,5062 gr
Touge : 700,0000 gr
Pepton : 0,9000 gr
FeSO4. 7H2O :0,0030 gr
Agar – Agar :15,0000 gr
Mikrobia Aspergillus niger L51
Almunium foil
V. DASAR TEORI
Asam sitrart merupakan merupakan komponen senyawa alam yang banyak terdapat
pada berbagai jenis tanaman terutama buah-buahan. Asam sitrat pertama kali berhasil di
isolasi dari buah jeruk oleh Scheek pada tahun 1974. selain pada buah jeruk, asam sitrat
ditemukan pula pada buah-buahan lain, seperti nenas, pir dan buah-buahan lainnya.
Asam sitrat adalah asam trikarboksilat yaitu tiap molekul mengandung tiga gugus
karboksil dengan 1 gugus hidroksil yang terikat pada atom karbon yang ada ditengah.
Asam sitrat memiliki nama asam 2 hidroksi propana–1 ,2,3–trikarboksilat dengan
rumus bangun sebagai berikut :
Asam sitrat biasanya ditemukan dalam bentuk monohidrat berupa kristal atau hablur
tidak berwarna (sebuk putih), tidak berbau dengan rasa masam yang menyegarkan, agak
hidroskopis, samngat mudah larut dalam air 91,33 g/ml) dan larut lebih cepat dalam air
dingin dibanding air panas.
Secara alami asam sitrat terbentuk di dalam buah jeruk yang berupa salah satu asam
organik yang banyak digunakan dalam industri makanan dan minuman serta kimia
karenadaya larutnya ayng tinggi, rasa masam yang menyegarkan, toksinitasnya sangat
rendah, kemampuan asimilasi cepat dan harganya relatif murah, biasanya digunakan
sebagai bahan pengawet pada induatri makanan dan minuman, serta untuk memberi cita
rasa yang menarik, di industri kimia digunakan sebagai anti buih dan pelembut/pelunak,
untuk industri farmasi digunakan sebagai anti oksidan (gaman, P.M, Sherington, 1992).
Sedangkan untuk pembuatan asam sitrat itu sendiri mengikuti siklus crebs, seperti
bagan dibawah ini :
Asam sitrat merupakan senyawa antara pada siklus crebs/asam tri karboksilat.
Lintasan reaksi katabolik yang mendahului pembentukan asam sitrat ini diantaranya
adalah lintasan glikosois.
Pada Aspergillus niger, fosfoenol piruvat diubah langsung menjadi oksaloasetat
oleh enzim fosfenol piruvat karboksilase. Reaksi tersebut menbutuhkan ATP sebagai
sumber energi MG++ atau Mn++ dan K+ atau NH++++. Secara umum pembuatan asam
sitrat secara fermentasi digunakan kapang jenis Aspergillus niger yang mempunyai
pertumbuhan sempurna pada suhu antara 25 - 30C, pH antara 1,7 – 2,0 dan masa
fermentasi selama 5 – 10 hari. Kapang berfungsi mengubah pati menjadi gula dan
selanjutnya akan berubah menjadi asam sitrat.
Reaksinya :
Asam sitrat dapat diproduksi baik melalui fermentasi kultur permukaan (surface
culture) maupun kultur terendam (submerged culture). Saat ini sebahagian besar
(sekitar 80%) dari total produksi asam sitrat dihasilkan melalui proses fermentasi kultur
terendam, walaupun pengoperasiannya lebih sulit dibandingkan proses fermetasi kultur
permukaan dan energi yang dibutuhkan lebih besar.
Ada beberapa metode yang telah dikembangkan pada fermentasi kultur terendam
ini. Diantaranya adalah metode Szucs dan metode Shu dan Jhonson. Komposisi
medium kedua metode tersebut dapat dilihat pada tabel disebelah ini :
KOMPONEN KONSENTRASI
SZUCS
Starter :SukrosaNH4NO3
KH2PO4
MgSO4 . 7H2OHCl 1N ( hingga pH 2 )
25,00 – 50,00 gr/L2,25 gr/L0,30 gr/L0,25 gr/L
Produksi :SukrosaNH4NO3
KH2PO4
MgSO4 . 7H2OHCl 1N ( hingga pH 1,91 )
200,00 gr/L1,10 gr/L0,15 gr/L0,25 gr/L
SHU – JHONSON
Starter :SukrosaBacto agarNH3NO3
KH2PO4
MgSO4 . 7H2OHCl 1N ( hingga pH 3,6 )Unsur makro :Cu++
Zn++
Fe+++
Mn++
140 ,00 gr/L20,00 gr/L2,50 gr/L1,30 gr/L0,25 gr/L
0,48 gr/L3,80 gr/L2,20 gr/L1,00 gr/L
Produksi :SukrosaNH3NO3
KH2PO4
MgSO4 . 7H2OHCl 1N ( hingga pH 3,8 )Unsur makro :Cu++
Zn++
Fe+++
140,00 gr/L2,50 gr/L2,50 gr/L0,25 gr/L
0,06 gr/L0,25 gr/L1,30 gr/L
Faktor-faktor yang mempengaruhi Fermentasi Produksi Asam
Sitrat
Komposisi medium
Media untuk asam sitrat harus menyediakan semua kebutuhan mikroba yaitu :
sumber karbon, nutrisi dan mineral.
Keasaman
pH medium merupakan salah satu faktor penting yang mempengaruhi pertumbuhan
dan pembentukan produk. Kebanyakan mikroorganisme berfungsi dengan baik pada
kisaran pH 3 – 4, sedangkan untuk pertumbuhan jamur berkisar pada pH 1,7 – 2,0.
pengaturan pH dilakukan dengan penambahan HCl atau NaOH.
Suhu dan Waktu Inkubasi
Aspergillus niger dan kapang lain yang digunakan pada fermentasi asam sitrat
mempunyai suhu optimal 25 - 30C akan mengurangi asam sitrat yang dihasilkan
dan meningkatkan akumulasi asam oksalat. Pada fermentasi kultur permukaan,
fermentasi akan sempurna setelah 5 – 10 hari, sedangkan pada kultur terendam 4 – 5
hari.
Oksigen dan Air
Fermentasi berlangsung secara anaerobik, sedangkan air berperan dalam reaksi
metabolik dama sel dan merupakan alat pengangkutan zat-zat gizi bahan limbah ke
dalam dan ke luar sel.
Pengaruh Starter dan Inokulum
Starter yang digunakan sebagai inokulum harus mengandung mikroba yang
produktif. Selain itu umur biakan inokulum merupakan faktor yang sangat
berpengaruh dalam pembuatan asam sitrat secara fermentasi, karena hal ini
berkaitan erat dengan aktivitas mikrobia.
VI. PROSEDUR PENGERJAAN
Untuk pembuatan Media Agar Miring ( Pembuatan media ditangani oleh
Klp. I )
Agar 1,5 gram
Glukosa 2 gram
Ekstrak Tauge 100 ml
pH 6
Untuk pembuatan Media Inokulum ( Pembuatan Media ini yang kami
buat )
Glukosa 5 gram
KH2PO4 0,1 gram
NH4NO3 0,5 gram
Pepton 0,3 ml
FeSO4.7H2O 0,001 gram
Ekstrak Tauge 100 ml
pH 6
Semua jenis bahan diatas disiapkan dan dilakukan penimbangan secara
tepat,
Setelah itu semua bahan diatas dimasukkan kedalam gelas kimia 250 ml
dan dilarutkan hingga sempurna,
lalu ditambahkan ekstak touge sampai volumenya 200 ml dan dimasukkan
ke dalam 2 buah erlenmeyer 250 ml masing-masing sebanyak 100 ml.
( catatan : ekstrak touge sekaligus dibuat oleh klp.I ).
Untuk pembuatan Media Produksi ( Pembuatan Media produksi oleh
Klp.III)
Glukosa 10 gram
KH2PO4 0,1 gram
NH4NO3 0,5 gram
Pepton 0,3 ml
FeSO4.7H2O 0,001 gram
Ekstrak Tauge 100 ml
pH 6
Setelah didapatkan semua media diatas, lalu media agar miring diberi label
dan dimasukkan kedalam autoclave (autoclave diset suhunya 120C), dan ditunggu
sampai mencapai tekanan pada garis stip ke 2 (dianggap tekanannya 2 bar), setelah
semua kondisi diatas terpenuhi di pasteurisasikan selama 20 menit,
Setelah dipasteurisasikan media agar dimiringkan diatas sebuah buku dan
ditunggu dingin sampai besok (24 jam),
Setelah itu dilakukan penggoresan (penanaman bibit Aspergillus niger L51
kedalam media agar miring, digoreskan pada ke 6 tabung reaksi tersebut, setelah itu
dimasukkan kedalam inkubator dan ditunggu sampai 24 jam,
Kemudian bibit mikrobia Aspergillus niger L51 dipindahkan kedalam media
inokulasi untuk didapatkan kultur mikrobia yang produktif,
Lalu dimasukkan ke dalam alat centrifuge dan dilakukan pengocokan
secara merata selama 48 jam tanpa henti,
Setelah itu di ambil bibit inokulasi sebanyak 5 ml dengan mengikutkan
micellium bibit kedalam labu takar 50 ml yang telah disterilkan terlebih dahulu
didalam Inkubator shaker dan dimasukkan kedalam media produksi, dibuat lagi satu
inokulasi sebanyak 5 ml tanpa mengikutkan bentuk partikelnya (hanya airnya saja)
Lalu dilakukan pengocokan secara homogen didalam inkubator selama 24j
am,
Kemudian kedua sampel disaring dengan menggunakan kertas saring biasa
kedalam erlenmeyer 100 ml dengan menekan-nekan butiran micellium yang ada
agar asam sitrat yang terperangkap didalamnya keluar,
Sambil dilakukan penyaringan, dibuat pula larutan Ca(OH)2 0,1N dengan
jalan melarutkan CaOHsolid sebanyak 0,37074 gr kedalam gelas kimia 500 ml.
Setelah asam sitrat telah disaring semuanya dan Ca(OH)2 0,1N telah selesai
dibuat maka dilakukan pengecekan pH terhadap kedua sampel, lalu dilakukan
penaikan pH dengan Ca(OH)2 sampai pH kedua sampel itu mencapai pH 5,8.
Lalu dibiarkan selama 1 malam untuk mendapatkan endapannya, kemudian
disaring lagi, dan endapan dikeringkan didalam oven sampai suhunya konstan.
VII. DATA PENGAMATAN
pH awal media produk dari micellium = pH 2,56
pH awal media produk dari cairan = pH 2,56
pH Akhir kedua produk = pH 2,56
Berat arloji kosong + Kertas saring = 38,8578 gram
Berat arloji + Kertas saring + Endapan = 38,8578 gram
VIII. PEMBAHASAN HASIL PERCOBAAN
Sebenarnya jika kita melihat prosedural kerja yang ada, pembuatan
asam sitrat ini belumlah selesai secara utuh karena yang dilakukan cuman sampai
penambahan Ca(OH)2 untuk mendapatkan endapan Calsium sitrat, sedangkan untuk
memisahkan endapannya kami tidak lakukan, ini disebabkan karena pemurinan
asam sitrat akan membutuhkan banyak zat pereaksi lagi/pemurni, selain itu waktu
praktikum kami yang cukup terbatas, dimana untuk sampai pada tahap ini saja
memakan waktu sampai 2 minggu (jika dilakukan akan menghambat proses
praktikum yang lainnya)
Inkubator shaker diperlukan untuk menjaga bakteri dan media agar
selama fase pertumbuhannya dan masa perombakan karbonnya dapat terjadi secara
baik tanpa adanya tumpukan, dan biasa untuk mereaksikan sesuatu faktor
pengadukan/ penggoyangan medium akan dapat mempercepat terbentuknya hasi
atau dengan kata lain kita akan mendapatkan hasil yang lebih optimal lagi.
Jika dilihat secara fisik hasil praktikum yang didapatkan, bisa
disimpulkan bahwa percobaan kali ini termasuk berhasil karena cairan yang kami
dapatkan berwarna kuning kecoklatan dan berbau masam, hal ini ditunjang pula
dengan pengujian/pengetesan sifat kimianya, dimana didapatkan bahwa bahwa pH
cairan itu sama dengan sifat pH dari asam yaitu pH 2, serta setelah ditambahkan
Ca(OH)2 didapatkan endapan dan ini adalah endapan Calsium Sitrat.
Banyaknya calsium sitrat yang kami peroleh secara penimbangan
yaitu sebanyak 0,21 gram ini didaptkan dari pemanasan yang dilakukan untuk
mengeluarkan air yang terdapat didalam kertas saring.
Hasil sitrat dari misellium tidak ada dikarenakan cairan yang
didapatkan dari micellium ini kemungkinan besar rusak karena mikroba Aspergillus
nigernya juga terikut, mungkin sebaiknya jika kita menginginkan hasil asam sitrat
sebaiknya butiran micelliumnya tidak kita ikutkan pada saat memindahkan ke dalam
media.
Cairan misellium mungkin mengandung mikroba Aspergillus niger
yang berada didalam butiran tersebut, sehingga setelah penambahan Ca(OH)2,
diman sebenarnya kita mengharapakn larutan basa ini akan mereduksi asam sitrat
itu menjadi endapan garam calsium sitrat dan air, akan tetapi mungkin saja
Aspergillus niger yang terikut dari micellium itu menguraikan kembali sebagian
rantai karbon dari larutan tersebut menjadi asam sitrat kembali sehingga endapan
yang kita harapkan itu tidak terjadi.
Apabila kita hitung-hitung secara kasar mungkin banyaknya asam
sitrat yang diperoleh dan ini pun bukan angka pasti secara nyata, hanya perkiraan
saja yaitu :
= 16,434 %
IX. KESIMPULAN
Banyaknya calsium sitrat yang didaptkan sebesar 0,21 gr dan asam
sitrat yang kami peroleh sekitar 16,434 %
Pada saat pemindahan cairan dari media inokulasi ke media produksi
sebaiknya tidak mengikutkan butiran miselliumnya karena akan merusak cairan
sitratnya.
Asam sitrat adalah salah satu pelengkap bahan makanan yang
biasanya dipakai untuk mendapatkan aroma jeruk,
X. DAFTAR PUSTAKA
Petunjuk praktikum Teknologi Bioproses Teknik Kimia Politeknik
Negeri Ujung Pandang.
Skripsi PA Mahasiswa Politeknik Negeri Ujung pandang Jurusan
Teknik Kimia.