i wayan adi wagestu. 1211205011. 2016. pengaruh ph awal ... · pdf filepembentukan asam sitrat...

19
ii I Wayan Adi Wagestu. 1211205011. 2016. Pengaruh pH Awal Media dan Lama Fermentasi terhadap Produksi Kalsium Sitrat dari Limbah Brem dengan Menggunakan Aspergillus niger ATCC 16404. Dibawah bimbingan Prof. Ir. Nyoman Semadi Antara, MP., Ph.D. dan Prof. Dr. Ir. G.P. Ganda Putra, MP. ABSTRAK Limbah brem memiliki kandungan gula sebesar 12% dan kandungan patinya sebesar 10,8%. Komponen yang terkandung di dalam limbah brem tersebut diharapkan dapat dimanfaatkan untuk memproduksi asam sitrat. Penelitian ini bertujuan untuk mengetahui pengaruh pH awal media dan lama fermentasi terhadap produksi kalsium sitrat dari limbah brem menggunakan Aspergillus niger ATCC 16404. Penelitian ini adalah penelitian eksperimental, menggunakan Rancangan Acak Kelompok pola faktorial, yang terdiri dari dua faktor. Faktor pertama yaitu pH awal media (3, 4, 5, dan 6), faktor kedua yaitu lama fermentasi (3, 5, dan 7 hari). Hasil percobaan menunjukkan bahwa pH awal media berpengaruh sangat nyata terhadap kadar kalsium sitrat, dan pH akhir, tetapi berpengaruh tidak nyata terhadap total padatan terlarut. Lama fermentasi berpengaruh sangat nyata terhadap kadar kalsium sitrat, pH akhir, dan total padatan terlarut. Sedangkan interaksi kedua perlakuan berpengaruh tidak nyata terhadap kadar kalsium sitrat, pH akhir, dan total padatan terlarut hasil fermentasi tepung limbah brem menggunakan Aspergillus niger ATCC 16404. Perlakuan pH awal media 5 dan lama fermentasi 5 hari merupakan perlakuan terbaik dengan menghasilkan kadar kalsium sitrat sebesar 5,35 ± 0,06 g/L. [Kata Kunci]: Aspergillus niger ATCC 16404, tepung limbah brem, pH, lama fermentasi, kalsium sitrat

Upload: vanquynh

Post on 03-Feb-2018

228 views

Category:

Documents


0 download

TRANSCRIPT

Page 1: I Wayan Adi Wagestu. 1211205011. 2016. Pengaruh pH Awal ... · PDF filePembentukan asam sitrat terjadi di dalam sel-sel hidup A. niger sebagai . v ... dari Limbah Brem dengan Menggunakan

ii

I Wayan Adi Wagestu. 1211205011. 2016. Pengaruh pH Awal Media dan

Lama Fermentasi terhadap Produksi Kalsium Sitrat dari Limbah Brem

dengan Menggunakan Aspergillus niger ATCC 16404. Dibawah bimbingan

Prof. Ir. Nyoman Semadi Antara, MP., Ph.D. dan Prof. Dr. Ir. G.P. Ganda

Putra, MP.

ABSTRAK

Limbah brem memiliki kandungan gula sebesar 12% dan kandungan patinya

sebesar 10,8%. Komponen yang terkandung di dalam limbah brem tersebut

diharapkan dapat dimanfaatkan untuk memproduksi asam sitrat. Penelitian ini

bertujuan untuk mengetahui pengaruh pH awal media dan lama fermentasi terhadap

produksi kalsium sitrat dari limbah brem menggunakan Aspergillus niger ATCC

16404. Penelitian ini adalah penelitian eksperimental, menggunakan Rancangan

Acak Kelompok pola faktorial, yang terdiri dari dua faktor. Faktor pertama yaitu

pH awal media (3, 4, 5, dan 6), faktor kedua yaitu lama fermentasi (3, 5, dan 7 hari).

Hasil percobaan menunjukkan bahwa pH awal media berpengaruh sangat nyata

terhadap kadar kalsium sitrat, dan pH akhir, tetapi berpengaruh tidak nyata terhadap

total padatan terlarut. Lama fermentasi berpengaruh sangat nyata terhadap kadar

kalsium sitrat, pH akhir, dan total padatan terlarut. Sedangkan interaksi kedua

perlakuan berpengaruh tidak nyata terhadap kadar kalsium sitrat, pH akhir, dan total

padatan terlarut hasil fermentasi tepung limbah brem menggunakan Aspergillus

niger ATCC 16404. Perlakuan pH awal media 5 dan lama fermentasi 5 hari

merupakan perlakuan terbaik dengan menghasilkan kadar kalsium sitrat sebesar

5,35 ± 0,06 g/L.

[Kata Kunci]: Aspergillus niger ATCC 16404, tepung limbah brem, pH, lama

fermentasi, kalsium sitrat

Page 2: I Wayan Adi Wagestu. 1211205011. 2016. Pengaruh pH Awal ... · PDF filePembentukan asam sitrat terjadi di dalam sel-sel hidup A. niger sebagai . v ... dari Limbah Brem dengan Menggunakan

iii

I Wayan Adi Wagestu. 1211205011. 2016. Media’s Initial pH Effect And

Fermentation Time On Ca-citrate Production From Brem Waste By Using

Aspergillus niger ATCC 16404. Supervised by Prof. Ir. Nyoman Semadi

Antara, MP., Ph.D. And Prof. Ir. G.P. Ganda Putra, MP.

ABSTRACT

Brem waste has sugar content of 12% and its starch content is 10.8%.

Components contained in the brem waste are expected to be able to be used to

produce Ca-citrate The purpose of this research was to find out the media’s initial

pH effect and fermentation time on Ca-citrate production from brem waste by using

Aspergillus niger ATCC 16404. The research was an experimental research using

the randomized block design with the factorial experiment pattern that consists of

two factors. The first factor was the media’s initial pH (3, 4, 5, and 6), and the

second factor was the fermentation time (3, 5, and 7 days). The results showed that

the initial pH of medium fermentation affected the medium pH after fermentation

and production of Ca-citrate, but it didn’t influence the total soluble solid of

medium fermentation. Fermentation time influenced Ca-citrate production, final

pH, and total soluble solid of fermentation medium. The fermentation with media’s

initial pH of 5 and the fermentation for 5 days was the best combination treatments

to produce Ca-citrate which the production level was 5,35 ± 0,06 g/L.

[Keywords]: Aspergillus niger, brem waste flour, pH, fermentation time, Ca-citrate

Page 3: I Wayan Adi Wagestu. 1211205011. 2016. Pengaruh pH Awal ... · PDF filePembentukan asam sitrat terjadi di dalam sel-sel hidup A. niger sebagai . v ... dari Limbah Brem dengan Menggunakan

iv

RINGKASAN

Limbah brem merupakan ampas hasil sisa dari pengepresan tape ketan pada

pembuatan brem yang masih mengandung pati dan gula. Limbah brem memiliki

kandungan gula sebesar 12% dan kandungan patinya sebesar 10,8%. Menurut

Winarno (1993), limbah brem sebagian besar baru dimanfaatkan untuk pakan

ternak saja, maka dari itu pemanfaatan limbah brem belum berjalan secara optimal.

Hal ini menyebabkan sebagian besar sisa dari limbah brem yang tidak dimanfaatkan

dibuang begitu saja sehingga menimbulkan bau busuk dan menyebabkan terjadinya

pencemaran pada lingkungan. Dalam pengolahan brem akan diperoleh sari tape

(cairan tape) sebanyak 75 % dari berat tape, sedangkan limbah atau ampasnya

sebesar 25 % yang terdiri dari 12% gula dan pati 10,80%. Dengan kandungan gula

dan pati yang masih tinggi tersebut, maka limbah brem dapat dimanfaatkan untuk

diolah menjadi kalsium sitrat (Ca-sitrat).

Ca-sitrat merupakan produk antara dari produksi asam sitrat. Ca-sitrat dapat

dihasilkan dengan menambahkan kalsium karbonat atau kalsium hidroksida ke

dalam supernatant hasil fermentasi asam sitrat (Heding dan Gupta, 1975; Azari et

al., 2013). 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. Fermentasi produksi asam

sitrat dapat dilakukan dengan Aspergillus niger pada medium yang mengandung

glukosa. Pembentukan asam sitrat terjadi di dalam sel-sel hidup A. niger sebagai

Page 4: I Wayan Adi Wagestu. 1211205011. 2016. Pengaruh pH Awal ... · PDF filePembentukan asam sitrat terjadi di dalam sel-sel hidup A. niger sebagai . v ... dari Limbah Brem dengan Menggunakan

v

akibat aktivitas enzim intrasellular dan asam sitrat yang terakumulasi keluar dari

sel secara difusi (Kapoor et al., 1982). Hasil penelitian Ali et al. (2002) menyatakan

bahwa proses fermentasi kultur terendam pada media 15% molase menggunakan

Aspergillus niger secara batch selama 144 jam dapat menghasilkan asam sitrat

maximum sebesar 99,56 ± 3,5 g/L.

Penelitian lebih lanjut perlu dilakukan untuk mengetahui apakah limbah brem

ini memang benar bisa dimanfaatkan untuk memproduksi Ca-sitrat dan

bagaimanana karakterisasi Ca-sitrat yang diproduksi dari limbah brem. Tujuan

penelitian ini yaitu untuk mengetahui pengaruh pH awal media dan lama fermentasi

terhadap produksi Ca-sitrat dari limbah brem dengan menggunakan Aspergillus

niger ATCC 16404 dan mendapatkan berapa pH awal media dan lama fermentasi

yang digunakan agar mendapatkan Ca-sitrat tertinggi.

Penentuan kalsium sitrat dilakukan dengan menggunakan metode presipitasi

atau penegendapan, selanjutnya kalsium sitrat yang diperoleh dikonversi menjadi

asam sitrat dengan perhitungan stoikiometri. Pengukuran pH dilakukan dengan

menggunakan pH meter (Anonymous, 2016), dan Pengukuran total padatan terlarut

dilakukan dengan menggunakan refrakto meter (Anonymous, 2010).

Berdasarkan hasil penelitian dapat ditarik kesimpulan pH awal media

berpengaruh sangat nyata terhadap kadar kalsium sitrat, dan pH akhir, tetapi

berpengaruh tidak nyata terhadap total padatan terlarut hasil fermentasi tepung

libah brem menggunakan Aspergillus niger ATCC 16404. Lama fermentasi

berpengaruh sangat nyata terhadap kadar kalsium sitrat, pH akhir, dan total padatan

terlarut hasil fermentasi tepung limbah brem menggunakan Aspergillus niger

ATCC 16404. Interaksi kedua perlakuan berpengaruh tidak nyata terhadap kadar

Page 5: I Wayan Adi Wagestu. 1211205011. 2016. Pengaruh pH Awal ... · PDF filePembentukan asam sitrat terjadi di dalam sel-sel hidup A. niger sebagai . v ... dari Limbah Brem dengan Menggunakan

vi

kalsium sitrat, pH akhir, dan total padatan terlarut hasil fermentasi tepung limbah

brem menggunakan Aspergillus niger ATCC 16404. Perlakuan pH awal media 5

dan lama fermentasi 5 hari merupakan perlakuan terbaik dengan menghasilkan

kadar kalsium sitrat sebesar 5,35 ± 0,06 g/L.

Page 6: I Wayan Adi Wagestu. 1211205011. 2016. Pengaruh pH Awal ... · PDF filePembentukan asam sitrat terjadi di dalam sel-sel hidup A. niger sebagai . v ... dari Limbah Brem dengan Menggunakan

vii

Pengaruh pH Awal Media dan Lama Fermentasi terhadap Produksi Kalsium Sitrat

dari Limbah Brem dengan Menggunakan Aspergillus niger ATCC 16404

Oleh:

I Wayan Adi Wagestu

1211205011

Skripsi ini telah mendapat persetujuan pembimbing

Menyetujui:

Pembimbing I Pembimbing II

Prof. Ir. Nyoman Semadi Antara, MP., Ph.D. Prof. Dr. Ir. G.P. Ganda Putra, MP.

NIP. 19610923 198702 1 001 NIP. 19620930 198803 1 001

Mengesahkan:

Dekan Fakultas Teknologi Pertanian

Universitas Udayana

Dr. Ir. I Dewa Gede Mayun Permana, MS

NIP. 19591107 198603 1 004

Page 7: I Wayan Adi Wagestu. 1211205011. 2016. Pengaruh pH Awal ... · PDF filePembentukan asam sitrat terjadi di dalam sel-sel hidup A. niger sebagai . v ... dari Limbah Brem dengan Menggunakan

viii

Tanggal lulus:……………………

RIWAYAT HIDUP

I Wayan Adi Wagestu dilahirkan di Desa Selat, Kecamatan Klungkung,

Kabupaten Klungkung pada 7 September 1994. Penulis merupakan anak pertama

dari dua bersaudara dari pasangan I Wayan Sumarja (Alm) dan Ni Wayan Suranti.

Penulis memulai pendidikan di SDN 4 Selat pada tahun 2000 dan

menyelesaikannya pada tahun 2006, lalu melanjutkan pendidikan di SMPN 3

Semarapura dan menyelesaikannya pada tahun 2009. Pada tahun 2012 penulis

menyelesaikan pendidikan di SMAN 2 Semarapura. Sejak tahun 2012 penulis

terdaftar sebagai mahasiswa Jurusan Teknologi Industri Pertanian, Fakultas

Teknologi Pertanian, Universitas Udayana.

Selama tercatat sebagai mahasiswa di FTP UNUD, penulis aktif dalam

kepanitiaan di beberapa kegiatan kemahasiswaan di FTP UNUD antara lain :

Student Day, LKMM, BISMA, Kunjungan Ilmiah Mahasiswa, HUT-BK FTP,

Pengenalan Program Studi dan lain-lain. Selain kepanitiaan penulis pernah aktif

sebagai fungsionaris Himatetri.

Page 8: I Wayan Adi Wagestu. 1211205011. 2016. Pengaruh pH Awal ... · PDF filePembentukan asam sitrat terjadi di dalam sel-sel hidup A. niger sebagai . v ... dari Limbah Brem dengan Menggunakan

ix

KATA PENGANTAR

Puji syukur kehadirat Sang Hyang Widhi Wasa, Tuhan Yang Maha Esa,

karena berkat rahmat-Nya penulis dapat menyelesaikan skripsi ini yang berjudul

“Pengaruh pH Awal Media Dan Lama Fermentasi Terhadap Produksi

Kalsium Sitrat Dari Limbah Brem Dengan Menggunakan Aspergillus niger

ATCC 16404”. Penulisan skripsi ini diajukan untuk memenuhi salah satu syarat

mencapai gelar Sarjana Teknologi Pertanian di Jurusan Teknologi Industri

Pertanian, Fakultas Teknologi Pertanian, Universitas Udayana.

Pada kesempatan ini dengan segala kerendahan hati penulis ingin

mengucapkan rasa terima kasih yang sebesar-besarnya dan penghargaan yang

setulus-tulusnya kepada:

1. Bapak Prof. Ir. Nyoman Semadi Antara, MP., Ph.D., selaku dosen

pembimbing I dan Bapak Prof. Dr. Ir. G.P. Ganda Putra, MP. selaku dosen

pembimbing II yang tidak pernah lelah memberikan bimbingan, arahan dan

solusi dalam penyelesaian skripsi ini.

2. Bapak Dr. Ir. Dewa Gede Mayun Permana, MS. selaku Dekan Fakultas

Teknologi Pertanian Universitas Udayana, atas bantuan moral dan bimbingan

yang diberikan.

3. Ibu Ir. Amna Hartiati, MP. selaku Ketua Jurusan Teknologi Industri

Pertanian, Fakultas Teknologi Pertanian, Universitas Udayana.

Page 9: I Wayan Adi Wagestu. 1211205011. 2016. Pengaruh pH Awal ... · PDF filePembentukan asam sitrat terjadi di dalam sel-sel hidup A. niger sebagai . v ... dari Limbah Brem dengan Menggunakan

x

4. Bapak/Ibu dosen beserta pegawai di lingkungan Fakultas Teknologi

Pertanian, Universitas Udayana, atas fasilitas dan dukungan selama

menempuh kuliah hingga penyusunan skripsi ini.

5. Ibu Gung Mirah, Bapak Gus Yoga, Bapak Surya Pramana, Kak Gung Ariesta,

Kak Gus tu, Kak Mang Eka, Kak Suarta atas bimbingan dan petunjuknya

selama penelitian di Laboratorium Bioindustri Jurusan Teknologi Industri

Pertanian Fakultas Teknologi Pertanian Universitas hingga penyusunan

skripsi ini selesai.

6. Keluarga besar yang tercinta, Ibu, Adik, beserta keluarga besar yang telah

mendukung untuk menyelesaikan pendidikan dan tugas akhir ini.

7. Kawan-kawan FTP khususnya TIP 2012 yang tidak bisa disebutkan satu

persatu, terimakasih atas segala bantuannya dalam perkuliahan, membuat

tugas, praktikum, dan penelitian hingga akhir skripsi ini. Khususnya kepada

teman satu bimbingan I Gusti Putu Agus Darmataba yang selalu saling

mendukung satu sama lain untuk mencapai cita-cita dan impian masing-

masing.

8. Ni Kadek Ayu Purnama Dewi, S.H terima kasih atas segala bantuan,

semangat, dan dukungannya selama penyusunan skripsi ini.

Semoga Ida Sang Hyang Widhi Wasa, Tuhan Yang Maha Esa membalas

semua budi baik ini dengan balasan yang lebih baik. Penulis telah berupaya optimal

untuk menyelesaikan tugas akhir dengan baik, namun dengan terbuka penulis

sangat menghargai segala saran dan kritik yang membangun dalam rangka

penyempurnaannya. Penulis berharap semoga skripsi ini bermanfaat bagi pembaca.

Bukit Jimbaran, November 2016

Page 10: I Wayan Adi Wagestu. 1211205011. 2016. Pengaruh pH Awal ... · PDF filePembentukan asam sitrat terjadi di dalam sel-sel hidup A. niger sebagai . v ... dari Limbah Brem dengan Menggunakan

xi

Penulis

DAFTAR ISI

Halaman

JUDUL ……………………………………………………………………..

HALAMAN PENGESAHAN …………………………………..................

ABSTRAK …………………………………………………………………

ABSTRACT ………………………………………………………………..

RINGKASAN ……………………………………………………………...

LEMBAR PENGESAHAN ……………………………………………….

RIWAYAT HIDUP ………………………………………………………..

KATA PENGANTAR ……………………………………………………..

DAFTAR ISI …………………………………………………….................

DAFTAR TABEL ………………………………………………................

DAFTAR GAMBAR ………………………………………………………

DAFTAR LAMPIRAN………………………………………………….....

I. PENDAHULUAN

1.1. Latar Belakang ………………………………………………….

1.2. Rumusan Masalah ………….……………………………...........

1.3. Hipotesis ……………………………………………..................

1.4. Tujuan Penelitian ……………………………………………….

1.5. Manfaat Penelitian ……………………………………………...

II. TINJAUAN PUSTAKA

2.1. Limbah Brem …………………………………………………...

2.2. Kalsium sitrat …………………………………………………..

2.3. Pertumbuhan Mikroba ………………………….........................

2.4. Aspergillus niger ………………………………..........................

i

ii

iii

iv

v

vii

ix

x

xii

xiv

xv

xvi

1

4

5

5

5

6

7

8

10

Page 11: I Wayan Adi Wagestu. 1211205011. 2016. Pengaruh pH Awal ... · PDF filePembentukan asam sitrat terjadi di dalam sel-sel hidup A. niger sebagai . v ... dari Limbah Brem dengan Menggunakan

xii

2.5. Fermentasi ……………………………………………………...

III. METODE PENELITIAN

3.1. Tempat dan Waktu Penelitian ……………………….................

3.2. Alat dan Bahan ………………………………………………...

3.2.1. Alat ………………………………………....................

3.2.2. Bahan …………………………………………………

3.3. Rancangan Percobaan ………………………………...............

3.4. Prosedur Penelitian …………………………………...............

3.4.1. Pembuatan Tepung Limbah Brem…………………….

3.4.2. Fermentasi Limbah Brem …………………………….

3.4.2.1. Persiapan Kultur …………………………..

3.4.2.2. Hidrolisis tepung limbah brem ……………

3.4.2.3. Persiapan Media Fermentasi ……………....

3.4.2.4. Proses Fermentasi ………………................

3.5. Variabel Yang Diamati ……………………………….. ……..

3.5.1. Ca-Sitrat ………………………………………….......

3.5.2. Total Padatan Terlarut ………………………………..

3.5.3. Derajat keasaman (pH) …………………….................

IV. HASIL DAN PEMBAHASAN

4.1. Karakteristik Tepung Limbah Brem ……………………….

4.2. Ca-sitrat …………………………………………………….

4.3. Total Padatan Terlarut ……………………………………...

4.4. Derajat Keasaman (pH) …………………………………….

V. KESIMPULAN DAN SARAN

5.1. Kesimpulan …………………………………………………

5.2. Saran ………………………………………………………..

DAFTAR PUSTAKA ……………………………………………………

12

14

14

14

14

15

16

16

17

17

17

18

18

19

19

20

22

23

23

25

27

30

30

31

Page 12: I Wayan Adi Wagestu. 1211205011. 2016. Pengaruh pH Awal ... · PDF filePembentukan asam sitrat terjadi di dalam sel-sel hidup A. niger sebagai . v ... dari Limbah Brem dengan Menggunakan

xiii

DAFTAR TABEL

No Judul Halaman

1. Karakteristik Tepung Limbah Brem …………………………….. 23

2. Nilai rata-rata kalsium sitrat fermentasi limbah brem (g/L) …….. 24

3. Nilai rata-rata TSS fermentasi limbah brem (% Brix) …............... 26

4. Nilai rata-rata pH akhir fermentasi limbah brem ………………... 28

LAMPIRAN ……………………………………………………………..

35

Page 13: I Wayan Adi Wagestu. 1211205011. 2016. Pengaruh pH Awal ... · PDF filePembentukan asam sitrat terjadi di dalam sel-sel hidup A. niger sebagai . v ... dari Limbah Brem dengan Menggunakan

xiv

DAFTAR GAMBAR

No Judul Halaman

1. Kurva pertumbuhan mikroba ( Brock & Madigan, 1991) ……… 9

2. Morfologi Aspergillus niger ATCC 16404 ……………………... 11

3. Skema metabolisme produksi asam sitrat ( Manzoni, 2006) …… 13

4. Diagram alir proses pembuatan tepung limbah brem …………... 16

5. Diagram alir proses fermentasi limbah brem …………………… 19

6. Diagram alir proses pengendapan kalsium sitrat

( Azhary et al., 2013) …………………………………………… 21

7. Nilai rata-rata produksi Ca-Sitrat fermentasi limbah brem……... 24

8. Nilai rata-rata total padatan terlarut fermentasi limbah brem…... 26

9. Nilai rata-rata pH akhir fermentasi limbah brem…….................. 28

Page 14: I Wayan Adi Wagestu. 1211205011. 2016. Pengaruh pH Awal ... · PDF filePembentukan asam sitrat terjadi di dalam sel-sel hidup A. niger sebagai . v ... dari Limbah Brem dengan Menggunakan

xv

DAFTAR LAMPIRAN

No Judul Halaman

1. Analisis Kadar Kalsium Sitrat ………………………………… 35

2. Analisis Total Padatan Terlarut ……………………………….. 40

3. Analisis pH Akhir Fermentasi Limbah Brem …………………. 44

4. Foto Penelitian ………………………………………………… 48

Page 15: I Wayan Adi Wagestu. 1211205011. 2016. Pengaruh pH Awal ... · PDF filePembentukan asam sitrat terjadi di dalam sel-sel hidup A. niger sebagai . v ... dari Limbah Brem dengan Menggunakan

1

I. PENDAHULUAN

1.1. Latar Belakang

Hasil samping pertanian dan perkebunan pada umumnya seperti padi,

onggok, bagas, ampas brem dan kulit kakao mengandung limbah lignoselulosa.

Limbah lignoselulosa mengandung unsur pati, protein, lemak dan senyawa kimia

lainnya, ini dikarenakan limbah ini merupakan sumber daya alam yang dapat

diperbarui. Limbah ini diproses melalui teknologi fermentasi, sehingga hasil

samping dari limbah ini dapat dimanfaatkan lebih lanjut menjadi produk yang

berguna seperti pangan, pakan ternak, pelarut organik, asam-asam organik seperti

asam sitrat dan lain-lain (Judoamidjojo et al., 1989).

Salah satu hasil samping pertanian dan hasil industri pengolahan minuman

brem yang mengandung limbah lignoselulosa ialah limbah brem. Limbah brem

merupakan ampas hasil sisa dari pengepresan tape ketan pada pembuatan brem

yang masih mengandung pati dan gula. Menurut Winarno (1993), di Bali limbah

brem sebagian besar baru dimanfaatkan untuk pakan ternak saja, maka dari itu

pemanfaatan limbah brem belum berjalan secara optimal. Hal ini menyebabkan

sebagian besar sisa dari limbah brem yang tidak dimanfaatkan dibuang begitu saja.

Dalam pengolahan brem akan diperoleh sari tape (cairan tape) sebanyak 75 % dari

berat tape, sedangkan limbah atau ampasnya sebesar 25 %. Dalam limbah brem

masih terkandung gula sebesar 12% dan pati 10,80% (Margaretha et al., 2015).

Perkembangan ilmu pengetahuan dan teknologi yang semakin maju saat ini

memberikan sebuah motivasi untuk membuat sebuah terobosan dan inovasi dalam

menangani atau memanfaatkan limbah brem menjadi produk yang lebih bermanfaat

Page 16: I Wayan Adi Wagestu. 1211205011. 2016. Pengaruh pH Awal ... · PDF filePembentukan asam sitrat terjadi di dalam sel-sel hidup A. niger sebagai . v ... dari Limbah Brem dengan Menggunakan

2

lagi. Salah satu inovasi yang dapat dilakukan yakni memanfaatkan limbah brem

untuk diolah menjadi salah satu produk industri, yaitu produksi kalsium sitrat (Ca-

sitrat) mengingat kandungan gula yang terdapat dalam limbah brem cukup banyak

yaitu 12%, senyawa karbon utama dalam memproduksi Ca-sitrat adalah glukosa.

Sehingga dalam hal ini perlu dilakukan penelitian lebih lanjut untuk mengetahui

apakah limbah brem ini memang benar bisa dimanfaatkan untuk memproduksi Ca-

sitrat dan bagaimanana karakterisasi Ca-sitrat yang diproduksi dari limbah brem.

Ca-sitrat merupakan produk antara dari produksi asam sitrat. Ca-sitrat dapat

dihasilkan dengan menambahkan kalsium karbonat atau kalsium hidroksida ke

dalam supernatan hasil fermentasi asam sitrat (Heding dan Gupta, 1975; Azhary et

al., 2013). 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.

Asam sitrat merupakan senyawa intermediet dari asam organik yang secara

alami terkandung pada buah-buahan seperti jeruk, nanas dan pear. Asam sitrat dapat

berbentuk kristal ataupun serbuk yang berguna dalam industri farmasi, makanan,

dan pakan ternak. Senyawa ini dapat diproduksi secara kimiawi atau secara

fermentasi dengan menggunakan mikroorganisme. Asam sitrat yang dihasilkan

melalui proses fermentasi yakni pemecahan senyawa karbohidrat menjadi glukosa

dengan bantuan enzim amilase, glukoamilase, atau amiloglukosidase, dan melalui

jalur Embden-Meyerhof-Parnas (EMP) glukosa akan diubah menjadi asam piruvat.

Perubahan asam piruvat menjadi asam sitrat melalui siklus krebs atau siklus

tricarboxylic acid (TCA).

Page 17: I Wayan Adi Wagestu. 1211205011. 2016. Pengaruh pH Awal ... · PDF filePembentukan asam sitrat terjadi di dalam sel-sel hidup A. niger sebagai . v ... dari Limbah Brem dengan Menggunakan

3

Ali et al. (2002), menyatakan proses fermentasi kultur terendam

(submerged) pada molase menggunakan Aspergillus niger secara batch dengan

menggunakan parameter proses fermentasi, yaitu : laju oksigen, pH, temperatur

inkubasi yang digunakan pada bahan baku molase dengan kadar 15 % dan proses

dijalankan dalam 144 jam, dalam penelitian dilakukan pengontrolan trace mineral

yang ada, didapatkan asam sitrat maksimum mencapai 99,56 ± 3,5 g/l.

Penentuan konsentrasi gula dan lama fermentasi terhadap produksi asam

sitrat dari tetes tebu dengan menggunakan Aspergillus niger NRRL – A - 11.264

pada kultur tercelup, menunjukkan hasil produksi asam sitrat terbaik pada

konsentrasi gula 15% dan lama fermentasi 5 hari dengan kadar asam sitrat sebesar

12,66 g/L (Udin, 1986).

Selain konsentrasi gula dan lama fermentasi produksi asam sitrat juga

dipengaruhi oleh pH pada media fermentasi. Menurut Mattey (1992), Papagianni

(1995) dan Papagianni et al. (1999) bahwa pH pada media juga mempengaruhi

produksi asam sitrat dari A. niger karena beberapa enzim yang berperan dalam

siklus TCA sensitif terhadap pH. Kadar pH optimal untuk produksi asam sitrat

adalah sekitar 2 selama fermantasi. Bila substrat yang digunakan berupa sukrosa,

glukosa, dan tetes yang relatif murni maka dianjurkan mengguakan pH dibawah 3.

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

Aspergillus niger. Dari beberapa penelitian tersebut berbagai usaha sudah

dilakukan agar produktivitas asam sitrat naik, sehingga proses fermentasi terjadi

dalam waktu yang cukup pendek sehingga menurunkan biaya produksi, mengingat

Page 18: I Wayan Adi Wagestu. 1211205011. 2016. Pengaruh pH Awal ... · PDF filePembentukan asam sitrat terjadi di dalam sel-sel hidup A. niger sebagai . v ... dari Limbah Brem dengan Menggunakan

4

kebutuhan asam sitrat terus meningkat sejalan perkembangan produk makanan.

Untuk mencapai produktivitas tinggi dan menguntungkan secara ekonomi, maka

dilakukan penelitian dengan menggunakan bahan baku yang merupakan by

product, pengaruh pH, dan lama fermentasi untuk meningkatkan hasil produksi

asam sitrat dengan cara fermentasi kultur terendam.

Kapang A. niger merupakan mikroorganisme yang dapat tumbuh dan

banyak digunakan secara komersial dalam produksi asam sitrat, asam glukonat, dan

beberapa enzim seperti pektinase dan amilase (Broekhuijsen et al., 1993; Okada,

1985). A. niger mampu mensintesis asam sitrat dalam medium fermentasi

ekstraseluler dengan konsentrasi yang cukup tinggi, jika dibiakkan dalam media

yang kadar garamnya rendah dan mengandung gula sebagai sumber karbon (Hang

et al., 1977; Ji et al., 1992). Asam sitrat (C6H8O7) banyak digunakan dalam bidang

industri terutama industri makanan, minuman, dan obat-obatan.

1.2. Rumusan Masalah

1. Apakah pH awal media dan lama fermentasi mempengaruhi produksi

kalsium sitrat dari limbah brem dengan menggunakan Aspergillus niger

ATCC 16404?

2. Berapa pH awal media dan lama fermentasi yang digunakan untuk

mendapatkan kalsium sitrat tertinggi?

Page 19: I Wayan Adi Wagestu. 1211205011. 2016. Pengaruh pH Awal ... · PDF filePembentukan asam sitrat terjadi di dalam sel-sel hidup A. niger sebagai . v ... dari Limbah Brem dengan Menggunakan

5

1.3. Hipotesis

1. pH awal media dan lama fermentasi berpengaruh terhadap produksi

kalsium sitrat dari limbah brem dengan menggunakan Aspergillus niger

ATCC 16404.

2. pH awal media dan lama fermentasi tertentu akan menghasilkan kalsium

sitrat tertinggi.

1.4. Tujuan Penelitian

Adapun tujuan penelitian ini adalah :

1. Untuk mengetahui pengaruh pH awal media dan lama fermentasi

terhadap produksi kalsium sitrat dari limbah brem dengan menggunakan

Aspergillus niger ATCC 16404.

2. Untuk mendapatkan berapa pH awal media dan lama fermentasi yang

digunakan agar mendapatkan kalsium sitrat tertinggi.

1.5. Manfaat Penelitian

Penelitian ini diharapkan dapat bermanfaat dan memberikan informasi

ilmiah tentang degradasi tepung limbah brem oleh Aspergillus niger ATCC 16404

menghasilkan kalsium sitrat selama proses fermentasi.