bioind - asam sitrat

8/17/2019 bioind - asam sitrat

1/14

Laporan Praktikum Hari, Tanggal: Selasa, 19 April 2016

Teknologi Bioindustri Dosen: Dr !r "ul#orini $a%a#uningsi%, "Si

&olongan : P'

Asisten : 1 Tau(ik !smatulla% )*'+12002-

2 Putt# $a%masari )*'+120016-

ASAM SITRAT

Disusun .le%:

/urlaelatul anna% )*'+1'0066-

Septi Tresnaningt#as Asi% )*'+1'00-

$iei Pratama Haedi )*'+1'003-

*ara% At%i##a% Tsan# )*'+1'0031-

A4i /a4i5 /as%iruddin )*'+1'003-

DEPARTEMEN TEKNOLOGI INDUSTRI PERTANIAN

FAKULTAS TEKNOLOGI PERTANIAN

INSTUITUT PERTANIAN BOGOR

BOGOR

2016


2/14

PENDAHULUAN

Latar Belakang

Asam sitrat merupakan produk meta5olik pertama dalam siklus 7re5s

Proses pem5entukann#a dia8ali dengan pemea%an gula men4adi asam piruat

melalui proses glikolisis Dalam siklus 7re5s, asam piruat dikonersi men4adi

asetil koenim;A se5agai %asil aktiitas enim piruat oksidase dan koenim;A;

SH Asam sitrat ter5entuk se5agai %asil reaksi langsung antara asetil

koenim;A dengan asam oksaloasetat dengan dikatalis ole% enim sitrat sintase

Proses pem5entukan asam sitrat ini merupakan suatu rangkaian reaksi 5iokimia

kompleks #ang sangat sensiti( ter%adap peru5a%an kondisi lingkungan Asam

sitrat memiliki 5an#ak kegunaaann#a

Penggunaan utama asam sitrat adala% se5agai at pem5eri ita rasa dan penga8et makanan dan minuman, terutama minuman ringan Tidak %an#a itu,

kemampuan asam sitrat untuk mengkelat logam men4adikann#a 5erguna se5agai

5a%an sa5un dan deter4en Dalam 5idang 5ioteknologi, asam sitrat digunakan

untuk melapisi pipa mesin dalam proses pemurnian tinggi se5agai pengganti asam

nitrat, karena asam nitrat dapat men4adi at 5er5a%a#a setela% digunakan untuk

keperluan terse5ut Dengan man(aat;man(aat terse5ut, produksi asam sitrat terus

dikem5angkan teknologin#a, 5aik metode maupun 5a%an 5aku Tiap metode #ang

digunakan untuk memproduksi asam sitrat memiliki (aktor ke5er%asilan #ang

5er5eda;5eda 7e5er%asilan produksi asam sitrat dengan metode kultiasi air dipengaru%i ole% pH, total asam, 5iomassa, dan kadar gula sisa Sedangkan

ke5er%asilan produksi asam sitrat dengan metode kultiasi padat dapat dili%at dari

nilai total asamn#a


3/14

Aspergillus niger disiapkan, 5iasan#a dalam agar miring 5erumur %ari

"edia propagasi di5uat, gula dipisa%kan, kemudian disterilisasi pada su%u 121o= selama 1 menit, dididnginkan

Selan4utn#a diinokulasi dengan suspensi spora A. niger se5an#ak 2> )?-

Sampel diinku5asi pada inku5ator go#ang pada su%u 29@1o= selama 2+ 4am

"edia (ermentasi disiapkan dalam erlenme#er 20 ml se5an#ak 5ua% masing;masing 5erisi 0 ml media, guladipisa%kan, kemudian disterilisasi 121o= selama 1 menit, dididnginkan

!nokulum #ang diperole% diinokulasikan se5an#ak 2>

Sampel diam5il setiap %ari, kemudian diamati pH, 5iomassa, gula sisa, dan total asamn#a

spektro(otometer, 5uret, otokla(, dan orong Sedangkan 5a%an;5a%an #ang

di5utu%kan antara lain gula pasir, ekstrak tauge 20> )5?-, )/H +-2S.+, 7H2P.+,

auades, Aspergillus niger , kertas saring, pereaksi D/S, /a.H 0,1 /, indikator

PP, onggok, dedak %alus, alko%ol, sum5at kapas, alu(o dan 7.H

"etode

!11 7ultiasi =air

!12 7ultiasi Su5trat Padat


4/14

.nggok 26 gram ditam5a% 6 gram dedek %alus )6:1-, dimasukkan dalam erlenme#er 260 ml

=ampuran terse5ut ditam5a% auades %ingga terendam

7emudian ditutup dengan kapas dan alu(o, lalu disterilkan dalam otokla( 121o= selama 16 menit

Setela% dingin, diinokulasi dengan suspensi A. niger )6> ?5-

Sampel diinku5asi pada su%u kamar

10 gram sampel diam5il lalu dimasukkan dalam erlenme#er '00 ml dan ditam5a% auades 200 ml)pengen9eran 20 kali-

=ampuran dipanaskan %ingga mendidi%

Setela% dingin, sampel disaring dengan kertas A%atman /o +

*iltrat diam5il se5an#ak 10 ml ditam5a% 1;2 tetes indikator PP

7emudian dititrasi dengan larutan /a.H 01 / sampai ter5entuk 8arna mera% muda

!1' Pengu4ian Asam Sitrat


5/14

HASIL DAN PEMBAHASAN

Hasil

TerlampirC

Pem5a%asan

Asam sitrat merupakan sen#a8a asam organik #ang 5an#ak digunakan

ole% industri Asam sitrat merupakan meta5olit primer dari (ermentasi su5strat

#ang mengandung unsur kar5on ole% 4amur Aspergillus niger 7ondisi optimum

pertum5u%an Aspergillus niger dan pem5entukan asam sitrat adala% pH 2, su%u

23;290=, la4u pengadukan 120 rpm, dan 8aktu (ermentasi #aitu 1;2 minggu

)"aan(ati 2011- Asam sitrat merupakan suatu sen#a8a organik, #ang 5an#ak ditemukan pada daun dan 5ua% tum5u%an #ang mempun#ai rasa asam Sen#a8a

ini merupakan 5a%an penga8et alami #ang 5aik, selain dipakai se5agai

penam5a%an rasa masam pada makanan 4uga dapat digunakan untuk minuman

ringan )Surest et al. 201'- Dalam 5iokimia, asam sitrat dikenal se5agai sen#a8a

antara #ang penting dalam meta5olisme mak%luk %idup, se%ingga ditemukan pada

%ampir semua mak%luk %idup at ini 4uga dapat digunakan se5agai at pem5ersi%

#ang rama% lingkungan dan se5agai antioksidan Asam sitrat terdapat pada

5er5agai 4enis 5ua% dan sa#uran, namun ditemukan pada konsentrasi tinggi, #ang

dapat menapai 3 > 5o5ot kering $umus kimia asam sitrat adala% =6H3.)strukturn#a ditun4ukkan pada ta5el in(ormasi di 5a8a%- Struktur asam ini

terermin pada nama !


6/14

tidak memproduksi miselia, siklus 7re5s #ang tela% 5erkem5ang, dan 4uga

produksi yield #ang tinggi dan sinam5ung dari 5er5agai sum5er kar5on Candida

sp mem5erikan per(orma #ang 5agus 8alaupun dipakai seara sinam5ung selama

5er5ulan;5ulan )Anastassiadis dan $e%m 2006-

Setela% dilakukan inokulasi mikro5a, (ermentasi akan ter4adi Terdapat

5e5erapa %al #ang %arus diper%atikan dalam melakukan proses (ermentasi, #aitu

seleksi mikro5a dan media sesuai tu4uan, sterilisasi untuk menega% kontaminasi,

ketelitian, serta ealuasi seara men#eluru% Selain %al %al terse5ut terdapat

5e5erapa kondisi #ang mempengaru%i produksi asam sitrat seperti su%u inku5asi,

pH, dan entilasi udara )"an(aati 2011- Su%u inku5asi #ang optimum 5agi

produksi 5erkisar pada rentang '0 E +0o = dan pH optimum diatur agar dalam

kondisi asam 7edua kondisi ini %arus dipenu%i agar 5iokatalis dapat 5eker4a

optimum, dan 4ika tidak dipenu%i maka yield #ang di%asilkan akan semakin

sedikit sementara entilasi udara penting karena produksi asam sitrat akan 5erkurang 4ika terdapat 5an#ak kandungan =.2

Propagasi merupakan ta%ap pen#esuaian mikro5a ter%adap lingkungann#a

seara (isiologis dan mor(ologis #ang 5ertu4uan untuk mendapatkan inokulum

#ang se%at dan akti( serta dalam 4umla% #ang menukupi, dilakukan pada media

tum5u%n#a mikro5a se5elum 5enar;5enar ditanam atau diinokulasikan ke media

tum5u% #ang se5enarn#a untuk memproduksi 5ioproduk, termasuk asam sitrat

)Dar8in 2009-


7/14

(ermentasi adala% pertam5a%an 4umla% 5iomassa sel dan penurunan konsentrasi

su5strat serta peru5a%an pH lingkungan #ang (luktuati( )&um5ira 193-

Pada media kultiasi air su5strat #ang digunakan adala% ekstrak tauge 20

> 5? se5agai media propagasi Fkstrak tauge #ang digunakan selan4utn#a

diampurkan dengan )/H+-2S.+ dan 7H2P.+se5agai sum5er nitrogen dan

sum5er mineral Sedangkan gula pasir digunakan se5agai sum5er kar5on 5agi

mikro5a "edia propagasi selan4utn#a diinokulasi dengan mikro5a Aspergillus

niger #ang akan meng%asilkan inokulum #ang selan4utn#a inokulum

di(ermentasikan pada media (ermentasi Pada praktikum pH dari media (ermentasi

%arus diatur mendekati netral #aitu sekitar 6, %al ini dilakukan untuk

mengoptimalkan 4alann#a proses (ermentasi )&um5ira 193-

*ermentasi adala% sala% satu 5entuk respirasi anaero5ik, dimana proses

produksi energi dalam sel pada lingkungan anaero5ik atau tanpa oksigen dengan

tanpa akseptor elektron eksternal Produksi asam sitrat pada proses (ermentasidipengaru%i ole% 5e5erapa (aktor diantaran#a adala% 4enis media, pH, media,

8aktu (ermentasi, su%u, aerasi, dan mikroorganisme #ang digunakan *aktor #ang

menentukan (ermentasi adala% media tum5u% atau su5strat dan mikroorganisme

#ang digunakan Dengan teknologi (ermentasi, %asil samping prtanian dapat

diman(aatkan le5i% lan4ut men4adi produk lain #ang 5erguna seperti pangan,

pakan ternak, pelarut organik, asam;asam organik seperti asam sitrat dan lain;lain

"ikroorganisme #ang digunakan dalam proses (ermentasi asam sitrat ini #aitu

Aspergillus niger. &ula adala% 5a%an #ang umum dalam (ermentasi Be5erapa

onto% %asil (ermentasi adala% etanol, asam laktat, dan %#drogen, asam 5utirat danaseton $eaksi dalam (ermentasi 5er5eda;5eda tergantung pada 4enis gula #ang

digunakan dan produk #ang di%asilkan )&um5ira 193-

&ula #ang digunakan #aitu se5agai sum5er kar5on untuk pertum5u%an

mikro5a kandungan gula #ang tinggi diperlukan untuk mendapatkan %asil #ang

5an#ak, karena %idrolisa parsial dapat menurunkan %asil asam sitrat, karena

su5stitusi parsial ter%adap sukrosa dan (ruktosa atau glukosa #ang meng%asilkan

konsentrasi gula 1;> diluar total 1+ > 7andungan gula merupakan sala% satu

(aktor #ang mempengaru%i pem5entukan asam sitrat Pem5entukan asam sitrat

dapat dilakukan dari 5a%an;5a%an #ang mengandung gula seperti dari pati,

kentang, %idrolisat pati, sirup glukosa, sukrosa, sirup gula te5u, dimana 2?'

kandungan sukrosa tela% 5eru5a% men4adi gula iners Sum5er kar5on #ang

digunakan 4uga 5erpengaru% pada aktiitas mikro5a Sukrosa 5aik untuk di4adikan

se5agai sum5er glukosa ole% A niger karena memiliki ikatan interase m#elium

ekstraseluler #ang kuat dan akti( pada pH renda% se%ingga %idrolisis sukrosa

relati( le5i% epat )id#anti 201'-

Pada media (ermentasi air, digunakan ekstrak tauge se5agai sum5er

kar5on karena merupakan kar5o%idrat, pepton se5agai pen#edia mineral, *eS.+

se5agai pen#edia at 5esi dan 5elerang, dan /H+/.' se5agai pen#edia nitrogen

atau asam amino di dalam pem5uatan media terse5ut /itrogen mempengaru%i


8/14

pem5entukan asam sitrat karena nitrogen tidak %an#a penting untuk la4u meta5olit

dalam sel tetapi 4uga 5agi pem5entukan protein sel umla% produksi asam sitrat

menapai maksimum 4ika konsentrasi ammonium nitrat se5esar 0,2> )id#anti

201'-

Produksi asam sitrat akan terus meningkat sampai nutrisi #ang terkandung

dalam media %a5is ika nutrisi #ang terkandung dalam media %a5is maka

mikro5a akan meng%entikan (ase eksponensialn#a dan akan 5eru5a% men4adi (ase

stasioner kemudian (ase kematian Semakin tinggi konsentrasi nutrisi dalam

media #ang digunakan maka akan didapatkan konsentrasi atau rendemen produk

#ang tinggi Sementara itu semakin lama 8aktu (ermentasi #ang 5erlangsung,

maka kadar nutrisi #ang terkandung dalam media akan semakin %a5is dan kadar

gula sisa #ang ada dalam media akan semakin menurun Perlakuan #ang tidak

aseptis dapat mengganggu 4alann#a (ermentasi produksi asam sitrat )id#anti

201'-Ba%an media #ang digunakan dalam pem5uatan asam sitrat kultiasi padat

adala% onggok dan dedak Alasan mengapa digunakan onggok dan dedak adala%

karena onggok dan dedak masi% ka#a akan nutrisi #ang dapat digunakan untuk

pertum5u%an mikro5a, dan apa5ila penanganann#a #ang kurang 5aik dapat

men#e5a5kan penemaran lingkungan #ang sulit dikendalikan )ames 199'-

Ba%an lain #ang dapat digunakan #aitu lim5a% industri pertanian seperti ampas

ta%u, onggok )ampas tapioka-, dedak padi, molase, lim5a% air tapioka dan ta%u

#ang dapat di urai ole% kapang Aspergillus, karena kapang Aspergillus

mempun#ai kemampuan untuk menguraikan lim5a%, se%ingga dapat digunakanse5agai medium pertum5u%an untuk produksi asam sitrat Pada umumn#a %asil

samping pertanian dan perke5unan seperti 4erami padi, onggok, 5agas, dan kulit

kakao masi% mengandung lignoselulosa Lim5a% ini masi% mengandung pati,

protein, lemak, dan sen#a8a kimia lainn#a )ames 199'-

Dengan meman(aatkan teknologi (ermentasi, %asil samping pertanian

dapat diman(aatkan men4adi produk #ang 5erguna untuk pangan, pakan ternak,

pelarut organik, asam;asam organik seperti asam sitrat dan lain;lain )ames 199'-

Pada praktikum digunakan #aitu dedak dan onggok, dan per5andingan antara

onggok dan dedak #ang digunakan adala% 5er5anding 1 Hal ini dikarenakan

onggok mempun#ai karakteristik #ang le5i% kasar di5anding dedak, se%ingga

4umla% onggok %arus lima kali le5i% 5an#ak di5anding dedak

Penurunan nilai pH ini dise5a5kan ole% aktiitas meta5olisme dari

mikro5a #ang semakin meningkat Proses #ang ter4adi adala% konersi glukosa

men4adi 5er5agai maam asam dan terakumulasi di dalam kultur

Terakumulasin#a asam di dalam kultur men#e5a5kan turunn#a nilai pH )Dar8is

2009- Be5erapa asam seperti asam asetat akan digunakan kem5ali untuk

memproduksi poli;G;%idroksi5utirat )PHB- se%ingga nilai pH dalam kultur akan

mengalami peningkatan kem5ali Pem5entukan PHB ini 5er(ungsi se5agai sum5er

energi untuk proses sporulasi Selain itu, kenaikan pH 4uga dise5a5kan ole%


9/14

terakumulasin#a 5a%an;5a%an alkali %asil meta5olisme urea Selama proses

(ermentasi untuk produksi asam sitrat diperlukan pH 2 pH #ang renda% akan

mengurangi resiko kontaminasi pada saat (ermentasi ole% mikroorganisme lain

pH #ang renda% 4uga meng%am5at produksi dari asam organik #ang tidak

diinginkan, seperti asam glukonat, asam oksalat dan %al ini dapat mem5uat

per5aikan asam sitrat dari media air )Dar8is 2009-

Pada proses (ermentasi #ang meng%asilkan produk asam sitrat ini, sel

Aspergillus niger 4uga ikut mengalami pertum5u%an atau penggandaan diri

se%ingga 5iomassan#a 4uga mengalami peningkatan 4umla% Pertum5u%an

5iomassa mengikuti pertum5u%an sel, #aitu didasarkan pada (ase atau ta%apan

#ang dilalui sel dalam kelangsungan %idupn#a #ang meliputi empat ta%apan #aitu

(ase lag, (ase eksponensial, (ase stasioner, dan (ase kematian Semakin 5an#ak

4umla% sel #ang ter5entuk maka 4umla% 5iomassa #ang di%asilkan 4uga akan

semakin tinggi Pertum5u%an sel terepat #aitu ketika 5erada pada (aseeksponensial, selan4utn#a akan menurun pada (ase stationer dan (ase kematian

)Agustian 200-

Biomassa akan meningkat seiring 5an#akn#a konsumsi su5strat

Penurunan nilai 5o5ot 5iomassa kemungkinan diaki5atkan ole% kematian sel

aki5at renda%n#a konsentrasi su5strat Semakin tinggi 4umla% 5iomassa #ang

di%asilkan maka akan menurunkan 4umla% asam sitrat #ang di%asilkan Semakin

tinggi konsentrasi nutrisi maka 4umla% asam sitrat #ang diperole% 4uga akan

semakin tinggi Aplikasi asam sitrat selain untuk pangan, digunakan 4uga dalam

industri (armasi dan kimia )Dar8is 2009-7onsentrasi su5strat %arus diatur dengan tepat, #aitu tidak terlalu tinggi

dan tidak terlalu renda%, karena su5strat akan dirom5ak ole% mikroorganisme

dengan 5antuan enim mem5entuk asam sitrat Su5strat #ang terlalu pekat akan

mengaki5atkan naikn#a tekanan osmosis, ketika tekanan osmosis lingkungan

le5i% tinggi dari sitoplasma, akan mengaki5atkan sitoplasma ke%ilangan air #ang

selan4utn#a isi sel akan mengeil dan struktur sel akan %anur Su5strat #ang

terlalu ener akan mengaki5atkan la4u pertum5u%an men4adi lam5at )Agustian

200-

Penurunan pH mengindikasikan pem5entukan produk asam sitrat dan

4umla% total produk asam sitrat #ang ter5entuk semakin meningkat, #aitu semakin

lama 8aktu (ermentasi semakin 5an#ak produk #ang ter5entuk se%ingga pH akan

semakin asam Penurunan nilai total asam terse5ut menun4ukan indikasi

penurunan aktiitas mikro5a dalam memproduksi asam sitrat Hal ini dikarenakan

kemampuan mikro5a untuk meng%asilkan produk tela% ter%enti karena mikro5a

tela% 5erada pada (ase stasioner atau (ase kematian Hal terse5ut dise5a5kan

sum5er nutrisi dari media (ermentasi tela% dikonersi seluru%n#a ole% mikro5a

dalam pem5entukan produk maupun penam5a%an 4umla% 5iomassan#a )Agustian

200-


10/14

Semakin lama 8aktu (ermentasi, maka kadar gula sisa #ang ada dalam

media akan semakin menurun Penurunan konsentrasi kadar gula sisa ini

dise5a5kan ole% gula pasir se5agai sum5er kar5on dikonsumsi ole% sel mikro5a,

se%ingga semakin lama konsentrasin#a menurun Sel mengkonsumsi gula melalui

mekanisme %idrolisis inertasi, se%ingga 4enis gula #ang digunakan 4uga akan

mempengaru%i proses inertase sel ter%adap gula enis gula #ang 5aik karena

memiliki ikatan inertase miselium #ang kuat #aitu dari 4enis sukrosa enis gula

ini mampu akti( pada pH renda% se%ingga %idrolisis akan dapat le5i% epat

5er4alan )Agustian 200-

7oe(isien Ip?J menun4ukan 5a%8a dalam 1gram 5iomassa akan ter5entuk

5erapa produk asam sitrat 7oe(isien Ip?s #ang menun4ukan per5andingan antara

produk #ang di%asilkan dengan asam sitrat #ang ter5entuk 7oe(isien IJ?s #ang

menun4ukan per5andingan antara nilai 5iomassa dengan konsentrasi media #ang

digunakan )Agustian 200-

PENUTUP

Simpulan

Asam sitrat merupakan sen#a8a asam organik #ang 5an#ak digunakan

ole% industri Asam sitrat merupakan meta5olit primer dari (ermentasi su5strat

#ang mengandung unsur kar5on ole% 4amur Aspergillus niger 7ondisi optimum

pertum5u%an Aspergillus niger dan pem5entukan asam sitrat adala% pH 2, su%u

23;290=, la4u pengadukan 120 rpm, dan 8aktu (ermentasi #aitu 1;2 minggu

Propagasi dilakukan se5agai ta%ap pen#esuaian mikro5a ter%adap lingkungann#a

seara (isiologis dan mor(ologis #ang 5ertu4uan untuk mendapatkan inokulum

#ang se%at dan akti( serta dalam 4umla% #ang menukupi, dilakukan pada media

tum5u%n#a mikro5a se5elum 5enar;5enar ditanam atau diinokulasikan ke media

tum5u% #ang se5enarn#a untuk memproduksi 5ioproduk, termasuk asam sitrat

Saran


11/14

Anastassiadis S, $e%m H 2006 Citric acid production from glucose by yeast

Candida oleophila AT== 201 under batch, continous and repeated batch

cultivation. Fletorni ournal o( Biote%nolog# 9 )1-: 26;'9

Dar8is, A5dul Ai dkk 2009 7a4ian Produksi Bioinsektisida Dari Bacillus

thuringiensis su5 sp israelensis Pada "edia Tapioka ter%u5ung

5erkalaC %ttp:??repositor#ip5aid 1 "ei 2016C

*e5riant#, Amana%, Sur#adi 200 Fermentasi Limbah Jeru Men!adi Asam

Sitrat !nderala#a )!D-:


12/14

LAMPIRAN

Tabel 1 Hasil Pengaa!an P"#$%&si Asa Si!"a!

K%l!i'asi (ai" )H Bi#assa *g+ G%la sisaT#!a

*

7elompok 1

7elompok 2 ,

7elompok ' 0,01 ',

7elompok + 0,01 +,

7elompok

7elompok 6 + 0,02 ,

K%l!i'asi S%bs!"a! Pa$a!

7elompok 1 0,

7elompok 1 0,

7elompok 1 0

7elompok 1 0,

7elompok 1 1,

7elompok 1 1,

Ke!e"angan-

arna mera% menun4ukkan pem5aaan pada spektro(otometer meleneng 4au% dari kura standar

arna %itam menunukkan sampel tidak diu4i dengan metode #ang dimaksudk


13/14


14/14

Documents

bioind - asam sitrat