Embed Size (px)
Citation preview
INTISARI
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. Rumus kimia asam sitrat adalah C6H8O7. Tujuan dari praktikum
ini adalah membuat asam sitrat dari sari buah semangka dengan cara fermentasi
menggunakan media semi padat dan mengetahui bagaimana pengaruh penyediaan
nutrient yang berbeda terhadap hasil fermentasi asam sitrat dari sari buah semangka.
Karbohidrat yang dipecah dengan cara fermentasi dapat menghasilkan
berbagai macam senyawa organik diantaranya adalah asam sitrat. Banyak jenis mikroba
yang dapat digunakan dalam pembuatan asam sitrat, diantaranya A. niger, A. wentii,
A. ciavatus, Penicillum luteum. Diantara semuanya, A. niger merupakan galur yang
paling produktif. A. niger termasuk salah satu jenis kapang. Media semi solid dibuat
dengan tujuan supaya pertumbuhan mikroba dapat menyebar ke seluruh media tetapi
tidak mengalami percampuran sempurna jika tergoyang. Medium cair akan memberi
kesempatan bakteri untuk menyebar dan tercampur dengan seluruh nutrisi sehingga
lebih cocok untuk mengoptimumkan pertumbuhan mikroba.
Bahan yang digunakan dalam praktikum ini adalah sumber karbohidrat,
Aspergillus niger, Bekatul, Ca(OH)2, Sekam padi, H2SO4, Urea, NaOH, KH2PO4,
Aquades, dan MgSO4.7H2O. Alat yang digunakan adalah petridish, beaker glass,
Erlenmeyer, gelas ukur, buret, statif, dan klem, pipet, inkubator, dan oven . Langkah
kerja yang dilakukan dibagi menjadi 2 bagian yaitu penyiapan media dan analisa hasil.
Seharusnya semakin lama waktu fermentasi maka semakin rendah pH larutan
tersebut karena makin banyak asam sitrat yang dihasilkan. Dalam praktikum yang telah
dilakukan tidak sesuai dengan teori yang seharusnya. Hal ini disebabkan oleh
keberadaan nutrient urea.Semakin hari, volume titran yang dibutuhkan semakin banyak
dikarenakan hasil fermentasi dari Aspergillus niger yang menghasilkan asam sitrat.
KH2PO4 diperlukan pada media fermentasi sebagai nutrisi agar mikroba dapat tumbuh.
Kondisi optimum pembentukan Aspergillus niger dan pembentukan asam sitrat adalah
pada pH 2, suhu 28-290C, laju pengadukan 120 rpm dan waktu fermentasi 1-2 minggu.
Hati-hati saat mengambil Aspergillus niger dengan kawat osse. Sterilkan ruang
aseptik dengan alkohol sebelum digunakan. Cermat dalam pembuatan reagen, berhati-
hatilah saat menimbang. Dan cuci alat dengan bersih sebelum digunakan.
BAB I
PENDAHULUAN
1.1. Latar Belakang
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 penting dalam metabolisme makhluk hidup, sehingga
ditemukan pada hampir semua makhluk hidup. Zat ini juga dapat digunakan sebagai zat
pembersih yang ramah lingkungan 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.
Asam sitrat digunakan oleh banyak industri didunia sebagai bahan baku
produksi seperti industri makanan, minuman, farmasi, kosmetik, dan lain-lain.
Berdasarkan kenyataan bahwa penggunaan asam sitrat yang luas dalam dunia industri,
maka kebutuhan pemenuhan bagi asam sitrat baik di dalam maupun luar negeri masih
sangat besar. (Damayanti, 2010)
1.2. Tujuan Praktikum
1. Untuk membuat asam sitrat dari sari buah semangka dengan cara fermentasi
menggunakan media semi padat.
2. Untuk mengetahui bagaimana pengaruh penyediaan nutrient yang berbeda
terhadap hasil fermentasi asam sitrat dari sari buah semangka.
1.3. Manfaat Praktikum
1. Mahasiswa mampu membuat asam sitrat dari sari buah semangka dengan cara
fermentasi menggunakan media semi padat.
2. Mahasiswa mengetahui bagaimana pengaruh penyediaan nutrient yang berbeda
terhadap hasil fermentasi asam sitrat dari sari buah semangka.
BAB II
TINJAUAN PUSTAKA
2.1. Pengertian Asam Sitrat
Asam sitrat merupakan senyawa intermediet dari asam organik yang
berbentuk kristal atau serbuk. Pemecahan karbohidrat dengan cara fermentasi dapat
menghasilkan berbagai macam senyawa organik diantaranya adalah asam sitrat. Dengan
enzim amylase, glukoamilase, atau amiloglukosidase, senyawa karbohidrat akan
dipecah menjadi glukosa, dan melalui jalur EMP glukosa akan diubah menjadi
asam piruvat. Asam piruvat melalui siklus krebs atau siklus TCA akan diubah
menjadi asam sitrat. Kapang (mold) Aspergillus niger adalah kapang yang dapat
menghasilkan enzim yang dapat mengubah karbohidrat menjadi asam sitrat.
Penggunaan asam sitrat untuk industri misalnya makanan, minuman, dan farmasi.
(Oktavia, 2010)
2.2. Landasan Teori
Teori Aspergillus niger
Banyak jenis mikroba yang dapat digunakan dalam pembuatan asam sitrat,
diantaranya A. niger, A. wentii, A. ciavatus, Penicillum luteum. Diantara semuanya, A.
niger merupakan galur yang paling produktif. A. niger termasuk salah satu jenis kapang.
Berbeda dengan bakteri dan khamir, kapang adalah multiseluler, terdiri dari banyak sel
yang bergabung menjadi satu.Melalui mikroskop dapat dilihat bahwa kapang terdiri
dari benang yang disebut hifa. Kumpulan dari hifa disebut miselium. Kapang tumbuh
dengan cara memperpanjang hifa pada ujungnya. Kapang dapat berwarna hitam, putih
atau lainnya. Secara biokimia kapang bersifat aktif karena merupakan organisme
saprofit. Organisme ini dapat menguraikan bahan-bahan organik kompleks menjadi
bahan yang lebih sederhana. (Damayanti, 2010)
2.3. Reaksi Pembuatan Asam Sitrat dan Permuniannya
a) Reaksi Pembentukan
(C6H10O5)n(s) + n(H2O)(l) (C12H22O11)(s)
Karbohidrat sukrosa
(C12H22O11)(s) + (H2O)(l) C6H12O6(s) + C6H12O5(s)
Glukosa fruktosa
C6H12O6(s) + O2(g) C6H8O7(s) + 2H2O(l)
As. sitrat
b) Reaksi Permunian
C6H8O7(s) + 3 Ca(OH)2(l) Ca3(C6H5O7)2(s) + 6 H2O(l)
Ca. Sitrat
Ca3(C6H5O7)2(s) + 3 H2SO4(l) 3 CaSO4(s) + 2 C6H8O7(s)
Ca. Sulfat As. Sitrat
C6H8O7(s) + 3 NaOH(l) Na3(C6H8O7)(s) + 3 H2O(l)
Na. Sitrat
2.4. Hal-Hal yang Berpengaruh
a) Waktu 7 hari adalah optimum, bila kurang dari 7 hari, bahan baku belum
terfermentasi semua. Bila lebih mungkin asam sitrat berubah menjadi asam oksalat.
b) Mikroba
Pada percobaan ini digunakan jamur Aspergillus niger. Keuntungan dari
penggunaan jamur ini adalah penanganannya mudah, dapat digunakan bahan baku yang
murah, yield tinggi dan konsisten, serta ekonomis.
c) Jangan menaruh petri dalam keadaan terbalik, karena percobaan dalam surface
culture.
d) Konsentrasi gula awal
Konsentrasi gula awal menentukan yield asam sitrat dan asam organik lain.
Untuk Aspergillus niger adalah 15-18%, jika lebih dari 18% tidak ekonomis dan
jika kurang dari 15% terbentuk asam oksalat.
e) pH
Pengaturan pH sangat penting dalam fermentasi. Ini disebabkan pada pH tertentu,
strerilisasi mudah dilakukan. Sterilisasi mula-mula dilakukan pada pH 2,2 atau
lebih rendah. Sebagai pengatur digunakan asam klorida. Sedang pH yang baik 3,4 -
4,5. Pada pH tinggi dihasilkan asam oksalat. Untuk kondisi tertentu (misal percobaan)
kadang akan menghasilkan enzim yang hanya berfungsi mengubah karbohidrat
menjadi asam sitrat. Untuk kondisi lain akan dihasilkan enzim yang lain pula.
f) Pemberian Oksigen
Pemberian oksigen yang terlalu banyak menimbulkan efek merugikan bagi hasil
asam sitrat. Sebaliknya, bila pemberian oksigen terlalu sedikit akan kurang
menguntungkan.
g) Suhu
Suhu yang baik adalah 26 – 28oC. Jika lebih dari 30
oC, keasaman naik dan akibatnya
ada asam oksalat.
h) Komposisi Media Fermentasi
KOMPONEN KUANTITAS
Sukrosa 125-150
Ammonium Nitrat 2,0-2,5
Potassium Dihidrogen Phospat 0,75-1,0
Magnesium Sulfat 0,20-0,25
HCl (untuk pengaturan pH)
2.5. Perbedaan Media Semi Padat dan Cair
Media semi padat (semisolid) yaitu media yang mengandung agar 0,3-0,4%
sehingga menjadi sedikit kenyal, tidak padat, dan tidak begitu cair. Media semi solid
dibuat dengan tujuan supaya pertumbuhan mikroba dapat menyebar ke seluruh media
tetapi tidak mengalami percampuran sempurna jika tergoyang. Misalnya bakteri yang
tumbuh pada media NfB (Nitrogen free Bromthymol Blue) semisolid akan membentuk
cincin hijau kebiruan di bawah permukaan media, jika media ini cair maka cincin ini
dapat dengan mudah hancur. Semisolid juga bertujuan untuk mencegah/menekan difusi
oksigen, misalnya pada media Nitrate Broth, kondisi anaerob atau sedikit oksigen
meningkatkan metabolisme nitrat tetapi bakteri ini juga diharuskan tumbuh merata
diseluruh media.
Media cair yaitu media yang mengandung larutan cair dari satu atau lebih bahan.
Media cair tidak mengandung agar. Contohnya adalah NB(Nutrient Broth), LB(Lactose
Broth). Medium cair akan memberi kesempatan bakteri untuk menyebar dan tercampur
dengan seluruh nutrisi sehingga lebih cocok untuk mengoptimumkan pertumbuhan
mikroba. Dapat juga untuk mengetahui karakter suatu mikroba berdasarkan kebutuhan
oksigen. (Pradhika, 2014)
2.6. Enzim yang Dihasilkan Aspergillus niger
Enzim dihasilkan oleh semua mahkluk hidup untuk mengkatalis reaksi biokimia
dalam tubuh mahkluk hidup tersebut sehingga reaksi-reaksi itu dapat berlangsung lebih
cepat. Aktivitas enzim di lingkungan yang terjadi pada berbagai sumber
mikroorganisme seperti bakteri dan jamur. Mikroorganisme ini menghasilkan enzim
intraseluler dan enzim ekstraseluler. Enzim intraseluler merupakan enzim yang
langsung digunakan didalam sel dan sering ditemukan pada bagian membran dari
sebuah organel sel. Enzim ekstraseluler merupakan merupakan enzim yang dilepas dari
sel ke lingkungan untuk menghidrolisis polimer dilingkungan, seperti selulosa,
hemiselulosa, lignin, atau juga untuk menfasilitasi kebutuhan metabolismenya
(Maier.et,al, 2000).
Enzim ekstraseluler yang dihasilkan Aspergillus niger diantaranya, enzim
selulase, enzim kitinase, α-amilase, β-amilase, glukoamilase, katalase, pektinase, lipase,
laktase, invertase, asam protease (Rat ledge, 1994).
Substrat merupakan sumber nutrien utama bagi jamur. Dalam pertumbuhannya,
Aspergillus niger berhubungan langsung dengan makanan yang terdapat dalam substrat.
Molekul sederhana yang terdapat disekeliling hifa dapat langsung diserap, sedangkan
molekul yang lebih kompleks seperti selulosa, protein, pati dan protein harus dipecah
atau dipisah terlebih dahulu sebelum diserap kedalam sel dengan menghasilkan
beberapa enzim ekstraseluler. Bahan organik didalam substrat digunakan oleh jamur
Aspergillus niger untuk aktivitas transport, pemeliharaan struktur sel dan mobilitas
(pergerakan) sel (Hardjo,et.al, 1989).
Enzim selulase dihasilkan oleh berbagai jenis mikroorganisme diantaranya
bakteri dan fungi. Meskipun banyak mikroorganisme yang dapat mendegadrasi selulosa
(polisakarida), hanya beberapa mikroorganisme yang memproduksi enzim selulase
dalam jumlah yang signifikan yang mampu menghidrolisa kristal selulosa secara invitra.
Fungi adalah mikroorganisme utama yang dapat memproduksi enzim selulase,
meskipun beberapa bakteri telah dilaporkan juga menghasilkan aktivitas selulase, fungi
berfilamen seperti Trichoderma dan Aspergillus sangat efisien dalam memproduksi
enzim selulase (Aderemi dkk, 2008).
Kitin merupakan selulosa alami yang banyak terdapat pada hewan arthopoda yang
merupakan komponen eksoskeleton dan komponen dinding sel fungi maupun bakteri.
Senyawa kitin dapat didegradasi secara kimia dan enzimatik. Degadrasi kitin secara
enzimatik yaitu dengan menggunakan enzim kitinase yang dihasilkan oleh bakteri
maupun fungi (Aderemi dkk, 2008).
2.7. Fungsi Penambahan Nutrient
Hasil analisa variabel penambahan nutrien dari data dapat dilihat bahwa
penambahan nutrient nitrogen dari senyawa ammonium nitrat yang semakin banyak
maka dihasilkan asam sitrat yang terbaik (Soedarmaji, 2000). Hal ini disebabkan
nitrogen merupakan unsur makromolekul yang paling banyak dibutuhkan bagi
pertumbuhan Aspergillus niger. Semakin banyak nutrisi nitrogen maka laju
pertumbuhan mikroba meningkat dan mengakibatkan jumlah pertumbuhan mikroba
meningkat dan mengakibatkan jumlah gula terkonversi menjadi asam sitrat semakin
bertambah. Selain itu penambahan nutrien nitrogen dari senyawa ammonium nitrat
dapat berfungsi untuk menurunkan pH media fermentasi karena pada proses fermentasi
asam sitrat dibutuhkan pH yang rendah. Jadi dengan pH yang rendah dapat dihasilkan
asam sitrat dengan lebih optimal.
Penambahan nutrien magnesium dari senyawa magnesium sulfat yang semakin
banyak maka dihasilkan asam sitrat yang baik juga setelah penambahan nutrien nitrogen
dari senyawa ammonium nitrat. Hal ini disebabkan Magnesium dapat mengubah
glukosa menjadi asam piruvat yang menyebabkan pembentukan asam sitrat menjadi
lebih cepat.
Penambahan nutrien bekatul yang semakin banyak maka dihasilkan asam sitrat
yang baik setelah penambahan nutrien magnesium dari senyawa magnesium sulfat. Hal
ini disebabkan bekatul merupakan sumber vitamin b bagi pertumbuhan Aspergillus
niger.
Sedangkan pada penambahan nutrien phospat dari senyawa kalium phospat yang
semakin banyak maka dihasilkan asam sitrat yang kurang optimal (Soedarmaji, 2000).
Hal ini disebabkan penambahan phospat yang terlalu banyak akan mengakibatkan
pembentukan asam – asam lain selain asam sitrat sehingga asam sitrat yang dihasilkan
kurang optimal.
2.8. Komposisi Gizi pada Semangka
Calorie Information
Amounts Per Selected Serving
%DV
Calories 30.0 (126 kJ)
2%
From Carbohydrate 26.7 (112vkJ)
From Fat 1.3 (5.4 kJ)
From Protein 2.0 (8.4 kJ)
From Alcohol 0.0 (0.0 kJ)
Carbohydrates
Amounts Per Selected Serving
%DV
Total Carbohydrate 7.5 g
3%
Dietary Fiber 0.4 g
2%
Starch 0.0g
Sugars 6.2 g
Sucrose 1210 mg
Glucose 1580 mg
Fructose 3360 mg
Lactose 0.0 mg
Maltose 60.0 mg
Galactose 0.0 mg
Fats & Fatty Acids
Amounts Per Selected Serving
%DV
Total Fat 0.2 g
0%
Protein & Amino Acids
Amounts Per Selected Serving
%DV
Protein
1% 0,6 gr
Vitamins
Amounts Per Selected Serving
%DV
Vitamin A 569 IU
11%
Vitamin C 8.1mg
13%
Vitamin D ~
Vitamin E (Alpha Tocopherol)
0.1 mg 0%
Minerals
Amounts Per Selected Serving
%DV
Calcium
7.0mg 1%
Iron 0.2 mg
1%
Magnesium 10.0 mg
2%
Phosphorus 11.0 mg
1%
Potassium 112 mg
3%
Sodium
1.0 mg 0%
Zinc 0.1 mg
1%
Copper 0.0 mg
2%
Manganese 0.0 mg
2%
Selenium
0.4 mcg 1%
Fluoride
1.5 mcg
Other
Amounts Per Selected Serving
%DV
Alcohol 0.0 g
Water 91.5 g
Ash 0.3 g
BAB III
METODOLOGI PERCOBAAN
3.1. Alat dan Bahan yang Digunakan
3.1.1. Bahan
1. Sari buah semangka 7. Aspergillus niger
2. Bekatul 20 gr 8. Ca(OH)2 5 gr
3. Sekam padi 20 gr 9. H2SO4
4. Urea 4 gr 10. NaOH 0,1 N 500 ml
5. KH2PO4 3 gr 11. Aquades
6. MgSO4.7H2O 2 gr
3.1.2 Alat
1. Petridish
2. Beaker glass
3. Erlenmeyer
4. Gelas ukur
5. Buret, statif, dan klem
6. Pipet
7. Inkubator untuk fase semi padat
8. Inkubator untuk fase cair
9. Oven
3.2. Gambar Alat
Petridish Beaker Glass Erlenmeyer
Gelas Ukur Buret, statif, klem Pipet tetes
Inkubator Oven
3.3. Variabel Operasi
Tabel 3.1 Data variabel operasi
MgSO4 KH2PO4 Urea Sekam Bekatul pH Hari
Variabel 1 1 gr 2 gr 2 gr 10 gr 10 gr 2 7
Variabel 2 1 gr 1 gr 2 gr 10 gr 10 gr 3 7
3.4. Cara Kerja
3.4.1. Pembuatan biakan kapang/starter/suspensi spora
1. Siapkan media untuk pembiakan kapang (mold)
2. Buat biakan Aspergillus niger pada media tersebut.
3. Inkubasikan pada 28oC atau 30
oC selama 2-4 hari.
4. Larutkan spora hasil pembiakan di atas dengan air steril.
Agar selalu dapat dipertahankan percobaan dalam keadaan aseptik, lakukanlah
pembuatan suspensi spora di atas dalam keadaan aseptik.
3.4.2. Fermentasi pada media semi cair
1. Siapkan sumber karbohidrat yang akan digunakan, ukur sumber
karbohidrat sesuai variabel lalu tambahkan nutrient – nutrient dan aquadest
hingga volume menjadi 100mL dalam erlenmeyer lalu ditutup dengan
alumunium foil.
2. Atur pH sesuai variabel.
3. Sterilkan pada 121oC selama ±15 menit menggunakan oven lalu didinginkan.
4. Setelah dingin, tanami dengan suspensi Aspergillus niger secara aseptik di ruang
aseptik.
5. Cara penanaman suspensi spora:
Menyiapkan kawat osse, bunsen, alkohol, dan HCl.
Semprot ruang aseptik dengan menggunakan alkohol dan diamkan
selama ± 1 menit. Lalu bisa dilakukan penanaman suspensi spora.
Penanaman suspensi spora dilakukan dengan cara mensterilkan kawat
osse: Panaskan kawat osse menggunakan bunsen kemudian memasukkan
ke larutan HCl kemudian panaskan kawat osse lagi.
Ambil beberapa kawat osse Aspergillus niger dari biakan murni yang
telah disediakan dan masukkan ke dalam sampel yang sudah di oven,
lalu siap di inkubasikan.
6. Inkubasikan selama 7 hari sesuai variabel pada 28oC – 30
oC (dalam inkubator
goyang).
Setelah selesai inkubasi, saring dengan kertas saring atau pompa vakum dan
filtratnya ditest untuk asam sitratnya.
Analisa Hasil
o Panaskan filtrat yang diperoleh dari percobaan di atas sampai 70oC.
Tambahkan larutan sebanyak 10 mL. Buat larutan Ca(OH)2 dengan
melarutkan 5gr Ca(OH)2 dengan aquadest sampai 50 mL (jaga temperatur
konstan).
o Endapan yang timbul cepat-cepat disaring (dalam keadaan panas 70oC),
kemudian dicuci dengan air panas 70oC. Endapan tersebut adalah Kalsium
Sitrat.
o Keringkan endapan di oven kemudian timbang beratnya. Catat beratnya.
o Endapan tersebut dilarutkan dengan H2SO4 encer, sesuai perhitungan, saring
dengan kertas saring. Filtratnya merupakan asam sitrat dan endapannya
adalah Kalsium Sulfat.
o Untuk mengetahui berat asam sitrat yang diperoleh pada percobaan, titrasi
filtrat tersebut dengan NaOH 0,1N. Catat kebutuhan titran.
* Menghitung kebutuhan H2SO4 encer
Ca3(C6H5O7)2(s) + 3H2SO4(l) 3CaSO4(s) + 2C6H8O7(s)
3A mol
Buat larutan H2SO4 dengan melarutkan 5 mL H2SO4 pekat menjadi 100 mL
gr H2SO4 = vol H2SO4 . H2SO4 . kadar H2SO4
= 5 mL . 1,84 gr/cm3 . 100/98
= 9,39 gr
Molar H2SO4 =
=
=
= 0,958 M
Molar H2SO4 = mol / V
0,958 M =
V = ............ L = ................... mL
BAB IV
HASIL PERCOBAAN DAN PEMBAHASAN
4.1. Hasil Percobaan
Tabel 4.1. Analisa Hasil pada Masing-Masing Variabel
Variabel Param
eter Hari I Hari II Hari V Hari VI
Variabel I
pH 3 3 3 3
Volu
me
titran
25,5 ml 25,7 ml 25,8 ml 32,6 ml
Variabel II
pH 3 3 3 4
Volu
me
titran
12 ml 12,2 ml 12,4 ml 15 ml
4.2. Pembahasan
4.2.1. Hubungan Waktu Fermentasi (Hari) terhadap pH
Gambar 4.1 Hubungan Waktu Fermentasi vs pH
Berdasarkan grafik di atas, dapat disimpulkan bahwa terjadi kenaikan pH seiring
bertambahnya waktu fermentasi. Pada variabel 1, pH awalnya adalah 2 kemudian naik
menjadi 3. Pada variabel 2, pH awalnya adalah 3 kemudian naik menjadi 4. Seharusnya
semakin lama waktu fermentasi maka semakin rendah pH larutan tersebut karena makin
banyak asam sitrat yang dihasilkan. Mekanismenya pertama-tama, asetilko-A hasil
dari reaksi antara (dekarboksilasi oksidatif) masuk kedalam siklus dan bergabung
0
1
2
3
4
5
0 1 2 3 4 5 6 7 8
pH
Waktu Fermentasi
variabel 1
variabel 2
dengan asam oksaloasetat membentuk asam sitrat. Setelah "mengantar" asetil masuk
kedalam siklus Krebs, ko-A memisahkan diri dari asetil dan keluar dari siklus.
Kemudian, asam sitrat mengalami pengurangan dan penambahan satu molekul air
sehingga terbentuk asam isositrat. Lalu, asam isositrat mengalami oksidasi dengan
melepas ion H+, yang kemudian mereduksi NAD
+ menjadi NADH, dan melepaskan
satu molekul CO2 dan membentuk asam a-ketoglutarat (baca: asam alpha
ketoglutarat). Setelah itu, asam a-ketoglutarat kembali melepaskan satu molekul
CO2, dan teroksidasi dengan melepaskan satu ion H+ yang kembali mereduksi
NAD+ menjadi NADH. Selain itu, asam a-ketoglutarat mendapatkan tambahan satu ko-
A dan membentuk suksinil ko-A. Setelah terbentuk suksinilko-A, molekul ko-A
kembali meninggalkan siklus, sehingga terbentuk asam suksinat. Pelepasan ko-A dan
perubahan suksinilko-A menjadi asam suksinat menghasilkan cukup energi untuk
menggabungkan satu molekul ADP dan satu gugus fosfat anorganik menjadi satu
molekul ATP. Kemudian, asam suksina mengalami oksidasi dan melepaskan dua ion
H+, yang kemudian diterima oleh FAD dan membentuk FADH2, dan terbentuklah asam
fumarat. Satu molekul air kemudian ditambahkan ke asam fumarat dan menyebabkan
perubahan susunan (ikatan) substrat pada asam fumarat, karena itu asam fumarat
berubah menjadi asam malat. Terakhir, asam malat mengalami oksidasi dan kembali
melepaskan satu ion H+, yang kemudian diterima oleh NAD
+ dan membentuk NADH,
dan asam oksaloasetat kembali terbentuk dan sehingga fenomena ini menyebabkan
penurunan pH terhadap media fermentasi.
Dalam praktikum yang telah dilakukan tidak sesuai dengan teori yang
seharusnya. Hal ini disebabkan oleh keberadaan nutrient urea. Hal ini menjadi sumber
nitrogen untuk Aspergillus niger. Aspergillus niger akan mengurai nutrient urea ini
menjadi gas NH3 dan CO2. Gas NH3 ini akan bereaksi dengan H2O menjadi NH4OH
yang bersifat basa. Sehingga akan menaikkan pH media fermentasi.
(Sunarya, 2007).
4.2.2. Hubungan Hari dan Volume Titran
Gambar 4.2 Hubungan Hari vs Volume Titran
Dari gambar 4.2. dapat dilihat hubungan antara volume titran dari hari ke hari.
Semakin hari, volume titran yang dibutuhkan semakin banyak dikarenakan hasil
fermentasi dari Aspergillus niger yang menghasilkan asam sitrat Namun, jumlah
volume titran yang dibutuhkan untuk sampel 1 dan 2 berbeda karena pH untuk sampel 1
memiliki kadar pH yang lebih rendah dibandingkan pada sampel 2 sehingga
membutuhkan NaOH yang lebih banyak untuk melakukan netralisasi. Selain itu jumlah
KH2PO4 yang berfungsi sebagai larutan penyangga pada sampel 1 lebih banyak
dibandingkan pada sampel 2 sehingga pH pada sampel 1 lebih stabil dan tidak naik lagi
ke pH yang kurang asam. Reaksi fermentasi oleh Aspergillus niger ini sendiri lebih baik
pada kondisi sekitar pH 2 sehingga hasil dari fermentasi asam sitrat menjadi lebih
banyak pada sampel 1 (Manfaati, 2011).
4.2.3. Kegunaan KH2PO4
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.
Kondisi operasi fermentasi asam sitrat:
1. Jenis media mengandung sukrosa, KH2PO4, MgSO4, (NH4)2CO3, FeCl3, dan
HCl
2. pH media 2
3. Suhu 29 °C
(Arief Satrio dkk., 2012)
Jumlah optimum KH2PO4 yang dapat ditambahkan adalah 0,14 gram apabila
menerapkan media sintetis H.J Peppler. Oleh karena itu KH2PO4 diperlukan pada media
fermentasi sebagai nutrisi agar mikroba dapat tumbuh. (Manfaati, 2011)
0
5
10
15
20
25
30
35
sampel 1
sampel 2
Volume titran (ml)
kamis jumat senin selasa
Hari
4.2.4. Pengaturan pH pada Fermentasi Asam Sitrat
Asam sitrat merupakan produk metabolit primer dari fermentasi substrat yang
mengandung unsur karbon oleh jamur Aspergillus niger. Kondisi optimum
pembentukan Aspergillus niger dan pembentukan asam sitrat adalah pada pH 2, suhu
28-290C, laju pengadukan 120 rpm dan waktu fermentasi 1-2 minggu (Manfaati, 2011).
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 (Maulana, 2011).
BAB V
PENUTUP
5.1. Kesimpulan
1. pH larutan meningkat seiring bertambahnya hari. Hal ini dikarenakan
keberadaan nutrient urea. Hal ini menjadi sumber nitrogen untuk Aspergillus
niger. Aspergillus niger akan mengurai nutrient urea ini menjadi gas NH3 dan
CO2. Gas NH3 ini akan bereaksi dengan H2O menjadi NH4OH yang bersifat basa.
Sehingga akan menaikkan pH media fermentasi.
2. Volume titran yang dibutuhkan semakin banyak dikarenakan hasil fermentasi
dari Aspergillus niger yang menghasilkan asam sitrat.
3. Kondisi optimum pembentukan Aspergillus niger dan pembentukan asam sitrat
adalah pada pH 2, suhu 28-290C, laju pengadukan 120 rpm dan waktu fermentasi
1-2 minggu
5.2. Saran
1. Hati-hati saat mengambil Aspergillus niger.
2. Sterilkan ruang aseptik dengan alkohol sebelum digunakan.
3. Tutup baik-baik mulut erlenmeyer agak tidak robek saat diinkubasi goyang.
4. Cermat dalam pembuatan reagen.
5. Cuci alat dengan bersih sebelum digunakan.
DAFTAR PUSTAKA
Damayanti, Oktavia.2010. Pabrik Asam Sitrat dari Nira Siwalan Dengan Proses
Submerged Fermentation. Surabaya: ITS.
Manfaati, Rintis.2011.Pengaruh Komposisi Media Fermentasi Terhadap
Produksi Asam Sitrat Oleh Aspergillus niger.Bandung: Politeknik Negeri Bandung.
Maulana.2011. Pembuatan Pabrik Asam Sitrat. Yogyakarta: UPN Veteran.
Satrio, Arief.2012. Fermentasi Asam Sitrat oleh Aspergillus niger. Bandung:
Politeknik Negeri Bandung.
Sunarya.2007.Mudah dan Aktif Belajar Kimia. Bandung: Setia Purna Inves.
LEMBAR PERHITUNGAN
Keterangan :
Fp = 10
Vt = 1,8 x 10-5
BM = 192 gr/mol
1. Variabel 1
a. Hari ke – 0, pH = 2
b. Hari ke – 1, V NaOH = 25,5 ml
= 0,797
c. Hari ke – 2, V NaOH = 25,7 ml
= 0,795
d. Hari ke – 5, V NaOH = 25,8 ml
= 0,794
e. Hari ke – 6, V NaOH = 32,6 ml
= 0,743
2. Variabel 2
a. Hari ke – 0, pH = 3
b. Hari ke – 1, V NaOH = 12 ml
= 0,96
c. Hari ke – 2, V NaOH = 12,2 ml
= 0,957
d. Hari ke – 5, V NaOH = 12,4 ml
= 0,953
e. Hari ke – 6, V NaOH = 15 ml
= 0,912
