PEMBUATAN ASAM SITRAT
I. TUJUAN Mahasiswa dapat mengetahui mengenai cara pembuatan
Asam Sitrat dengan menggunakan Mikroba sebagai mediatornya.
II. PERINCIHAN KERJA Penyiapan Bahan & Ekstrak Touge
Pembuatan Media Inokulum dan Media Produksi Pasteurisasi Penanaman
Mikroba serta Fermentasi
III. ALAT yang DIGUNAKAN
Gelas kimia Erlenmeyer 250 ml 2 buah Pengaduk kaca Hot plate
Spatula Labu semprot Corong Shaker incubator Gelas ukur 50 ml
IV. BAHAN yang DIPAKAI Aluminium foil Kain kasa Benang NH4NO3
Pepton FeSO4. 7H2O Glukosa NaNO3 Ekstrak Toge
V. DASAR TEORIAsam 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 propana1 ,2,3trikarboksilat
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). 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 :KOMPONENKONSENTRASI
SZUCS
Starter :
SukrosaNH4NO3KH2PO4MgSO4 . 7H2OHCl 1N ( hingga pH 2 )25,00 50,00
gr/L2,25 gr/L0,30 gr/L0,25 gr/L
Produksi :
SukrosaNH4NO3KH2PO4MgSO4 . 7H2OHCl 1N ( hingga pH 1,91 )200,00
gr/L1,10 gr/L0,15 gr/L0,25 gr/L
SHU JHONSON
Starter :
SukrosaBacto agarNH3NO3KH2PO4MgSO4 . 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 :
SukrosaNH3NO3KH2PO4MgSO4 . 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 mediumMedia untuk asam sitrat harus menyediakan semua
kebutuhan mikroba yaitu : sumber karbon, nutrisi dan mineral.
KeasamanpH 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 InkubasiAspergillus 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 AirFermentasi 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 InokulumStarter 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 mikroba.VI. PROSEDUR
PENGERJAAN1. Untuk pembuatan Media Inokulum ( Pembuatan Media ini
yang kami buat ) Glukosa 5 gram NaNO 30,1 gram KH2PO40,2 gram
Pepton 0,3 ml FeSO4.7H2O0,01 gram
2. 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.
3. lalu ditambahkan ekstak touge sampai volumenya 200 ml dan
dimasukkan ke dalam 2 buah erlenmeyer 250 ml masing-masing sebanyak
100 ml. Dan dilakukan sterilsasi pada autoklaf pada suhu 1210C.
4. Kemudian bibit mikrobia Aspergillus niger dipindahkan kedalam
media inokulasi untuk didapatkan kultur mikrobia yang
produktif,
5. Lalu dimasukkan ke dalam alat centrifuge dan dilakukan
pengocokan secara merata selama 48 jam tanpa henti,
6. Untuk pembuatan Media Produksi : Glukosa 10 gram KH2PO4 0,2
gram NANO30,5 gram Pepton 0,3 ml FeSO4.7H2O 0,01 gram
7. Setelah didapatkan semua media diatas, lalu Setelah itu semua
bahan diatas dimasukkan kedalam gelas kimia 250 ml dan dilarutkan
hingga sempurna. 8. Lalu ditambahkan ekstak touge sampai volumenya
200 ml.9. Kemudian media tadi di sterilisasi kedalam autoklaf
selama 15 pada suhu 121oC.10. Setelah sterilisasi dilakukan,
kemudian pendinginan dengan cara merendam elenmeyer pada baskom
berisi air dingin agar proses pendinginannya cepat.11. Setelah itu
di ambil bibit inokulasi sebanyak 10% dengan mengikutkan micellium
bibit kedalam labu takar 50 ml yang telah disterilkan terlebih
dahulu didalam autoklaf dan dimasukkan kedalam media produksi.12.
Lalu dilakukan pengocokan secara homogen didalam inkubator (shaker)
selama 6 hari. 13. 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, 14. Sambil dilakukan penyaringan,
dibuat pula larutan Ca(OH)2 0,1N dengan jalan melarutkan CaOHsolid
sebanyak 0,37074 gr kedalam gelas kimia 500 ml.15. 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 5,8.16. Lalu dibiarkan selama 1 malam untuk mendapatkan
endapannya, kemudian disaring lagi, dan endapan dikeringkan didalam
oven sampai suhunya konstan.
VII. Data pengamatan
pH awal produk dari cairan micellium= pH 6 pH awal media produk
dari cairan = pH 4 pH Akhir kedua produk= pH 5 Berat kertas saring
=0.96 gram Berat cawan =47.82 gram Berat cawan + kertas saring
=48.78 gram B.cawan + kertas saring + Endapan(oven 1)=48.92 gram
B.cawan + kertas saring + Endapan (oven 2)=48,91 gram (konstan)
Berat sampel yang diperoleh =0.14 gram
VIII. PERHITUNGAN Dari hasil praktikum yang telah dilakukan dan
berdasarkan data yang telah diperoleh maka dapat diketahui % Asam
sitrat yang kami peroleh dengan rumus :
% Asam Sitrat = 0.14 gram x x 100 %% Asam Sitrat = 10 %
Pembahasan hasil percobaanAsam sitrat adalah asam yang dapat
dimakan yang biasa digunakan dalam pembuatan minuman, makanan,
pencuci mulut, menambah aroma minuman berkarbonasi, jamur, selai,
jelly, permen, dan anggur. Asam sitrat digunakan dalam produk
makanan agar makanan mempunyai aroma buatan dari bahan campuran
seperti tablet dan minumam kaleng seperti campuran tablet vitamin
C. Dalam farmasi, sitrat digunakan untuk pengaturan pH dan
bertindak sebagai pelindung dalam cuci rambut dan tata rambut.Asam
sitrat memiliki fungsi seperti dapat menstabilkan warna makanan,
mengurangikekeruhan, mengubah sifat mudah mencair atau meningkatkan
pembentukan gel. Asam sitrattermasuk zat pengikat logam yang
merupakan bahan penstabil yang digunakan sebagaipengolahan bahan
makanan. Asam sitrat mengikat logam dalam bentuk ikatan
komplekssehingga dapat mengalahkan sifat dan pengaruh jelek logam
tersebut dalam bahan. Asamsitrat digunakan pada minuman selain
berfungsi sebagai pengasam juga berguna untukmangikat logam yang
dapat mengkatalisis komponen cita rasa/warna.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 4, serta
setelah ditambahkan Ca(OH)2 didapatkan endapan dan ini adalah
endapan Calsium Sitrat. Banyaknya calsium sitrat yang kami peroleh
secara penimbangan yaitu sebanyak 0,14 gram ini didaptkan dari
pemanasan yang dilakukan untuk mengeluarkan air yang terdapat
didalam kertas saring. Apabila kita hitung-hitung secara kasar
banyaknya asam sitrat yang diperoleh adalah sebanyak 10 %.
Kesimpulan
a. Banyaknya calsium sitrat yang didaptkan sebesar 0,14 gr dan
asam sitrat yang kami peroleh sekitar 10 %b. Pada saat pemindahan
cairan dari media inokulasi ke media produksi sebaiknya tidak
mengikutkan butiran miselliumnya karena akan merusak cairan
sitratnya.c. Asam sitrat adalah salah satu pelengkap bahan makanan
yang biasanya dipakai untuk mendapatkan aroma jeruk,
DAFTAR REFERENSI1. Petunjuk praktikum Teknologi Bioproses Teknik
Kimia Politeknik Negeri Ujung Pandang.2. Skripsi PA Mahasiswa
Politeknik Negeri Ujung pandang Jurusan Teknik Kimia.3. Budiyanto,
M.A Kresno. 2003. Mikrobiologi Terapan. UMM Press,
Malang.Judoamidjojo, M., Darwis, A.A., Said, E,G. 1992. Teknologi
Fermentasi.Rajawali Pers,Jakarta.4. Papagianni, Maria. 2007.
Advances in Citric Acid Fermentation by Aspergillus
Niger:Biochemical Aspects, Membrane Transport and
Modeling.Biotechnology Advances, 25: 2442635. Rahman, Ansori. 1994.
Teknologi fermentasi Industrial II. Arcan, Jakarta.6. Samson, R.
A., Hoekstra, E. S., and Oorschot, C. A. N., 1996, Introduction to
Food Borne Fungi, Centra Albureau for Schimmcl Cultures,
Netherland.7. Wuryanti. 2008. Pengaruh Penambahan Biotin Pada Media
Pertumbuhan Terhadap Produksi SelAspergillus niger.Bioma,10( 2):
46-50.
LAMPIRAN
Laboratorium Teknologi BioprosesSemester IV2014/2015
LAPORAN PRAKTIKUMPEMBUATAN ASAM SITRAT
Pembimbing : Kelompok : Satu (1)Tgl. Praktikum : 18 Mei 2015
Nama : Muhammad Ilham BasriNim : 331 13 011Kelas : 2.B
TeknikKimia
JURUSAN TEKNIK KIMIAPOLITEKNIK NEGERI UJUNG PANDANG2014/2015
C12H22O11
+
H2O
Sukrosa
Air
C12H22O11
Sukrosa
+
Enzim Piruvat Acid
C6H4O5
Oxaloacetid Acid
+
2 H2O
C6H4O5
Oxaloacetid Acid
1
2
C6H12O6
Glukosa
+
C6H12O6
C6H8O7
Asam sitrat
3
. . . . . . . . . . . . .
Fruktosa
. . . . . . . . . . . . .
. . . .
HO
CH2
C
COOH
CH2
COOH
COOH
Asam 2hidroxypropana1,2,3trikarboksilat