asam sitrat by MellyTwins

VIEWS: 4,042 PAGES: 4

									Fermentasi Asam Sitrat
1.1. Pendahuluan
      Asam sitrat merupakan asam organic yang larut dalam air dengan citarasa yang
menyenangkan dan banyak digunakan dalam industry pangan. Kebutuhan dunia akan
asam sitrta terus meningkat dari tahun ke tahun dan produksi asam sitrat tiap tahun
meningkat 2 – 3%. Hingga sampai tahun 1920, semua asam sitrat dihasilkan dari lemon
dan jus jeruk. Namun kini asam sitrat juga dapat dihasilkan melalui fermentasi
menggunakan mikroorganisme Aspergillus niger, yaitu jamur yang digunakan secara
komersial pertama kali pada tahun 1923. Guna memenuhi permintaan yang terus
meningkat, maka efisiensi proses ferementasi terus dipelajari. Pengukuran
kesetimbangan massa dipelajari agar dpat ditentukan banyaknya substrat yang
digunakan dan jumlah produk yang dihasilkan.
       Proses fermentasi asam sitrat terdiri dari dua tahap. Pertma fase pertumbuhan
miselium dan kedua fase fermentasi pembentukan produk. Keduanya dikarakteristikkan
oleh laju penyerapan karbohidrat. Pada fase pertama digunakan untuk pembentukan
miselium dan pada tahap kedua karbohidrat diubah menjadi asam sitrat.

1.2. Faktor-faktor yang mempengaruhi produksi asam
sitrat secara fermentasi
            Selain mikrobia sebagai komponen utama dalam fermentasi, factor-faktor
            pendukung yang perlu diperhatikan adalah komposisi nutrisi media,
            Mangan dan logam lainnya, pH, kondisi lingkungan, tipe dan konsentrasi
            gula, pengaruh senyawa pengkhelat terhadap ion logam, ammonium nitrat
            dan aerasi.

1.2.1. Mikrobia

                   Saat ini produksi asam sitrat secara komersial menggunakan
                   mutan Aspergillus niger, dan ada pula yang menggunakan
                   Saccharomyces lipolytica, Penicillium simplicissimum, dan A.
                   foeitidus.
                   Untuk meningkatkan kemampuan produksi sering dilakukan proses
                   mutasi. Mutasi yang umum dilakukan adalah dengan iradiasi
                   ultraviolet (1,6 X 102 J/m2/dt) dan nitrosamine (100 mg/ml) selama
                   5 – 45 menit. Kultur dipelihara dalam medium PDA.

1.2.2. Komposisi Nutrisi Media

                   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
a. Sumber Karbon
   Media yang sering digunakan sebagai sumber karbon adalah
   berbagai karbohidrat dan limbah selulosa, inulin, kurma, molase
   tebu (digunakan dalam fermentasi kultur cair teraduk), whey
   kedelai, whey keju, sukrosa, glukosa, fruktosa, methanol.
   Whey dari industry pengolahan susu sering digunakan sebagai
   medium dasar. Whey dapat ditambah sukrosa, glukosa atau
   fruktosa sekitar 5 – 10 % (b/v). Jika ditambah methanol berkisar
   1 – 5 %. Riboflavin dapat ditambahkan sebesar 10 – 50 mg/L.
   Molase yang digunakan untuk substrat fermentasi biasanya
   mengandung air 20%, gula 62 %, non-gula 10 % dan garam an-
   organik (abu) 8 %. Abu mengandung ion-ion seperti Mg, Mn, Al,
   Fe dan Zn dalam jumlah yang bervariasi. Karena kandungan
   gula cukup tinggi maka perlu diencerkan sehingga mengandung
   gula 25%. Larutan molase kemudian ditambah H2SO4 1N
   sebanyak 35 ml/L dan direbus selama ½ jam kemudian
   didinginkan, dinetralkan dengan air kapur (CaO) dan dijernihkan
   semalam. Cairan supernatant yang jernih diencerkan hingga
   kdar gula mencapai 15%. Selama fermentasi 144 jam dihasilkan
   asam sitrat sekitar 85 g/l, berat sel kering 20 g/l dan gula yang
   dikonsumsi 91 g/l.
b. Sumber Nitrogen
   Nitrogen jug mempengaruhi pembentukan asam sitrat karena
   nitrogen tidak hanya penting untuk laju metabolit dalam sel
   tetapi jug bagi pembentukan protein sel. Jumlah produksi asam
   sitrat mencapai maksimum jika konsentrasi ammonium nitrat
   sebesar 0,2%. Peningkatan konsentrasi justru menurunkan
   jumlah asam yang dihasilkan dan jamur tumbuh menyebar.
c. Sumber Fofor
   Sumber fosfat yang digunakan adalah triklasium fosfat.
d. Konsentrasi ion Ferosianida
   Konsentrasi ferosianida berpengaruh terhadap produksi asam
   sitrat. Penambahan ferosianida dilakukan 24 jam setelah
   inokulasi sebanyak 200 ppm. Jumlah sel yang dihasilkan
   berkurang dengan naikknya jumlah ferosianida.
e. Vitamin
   Vitamin yang sering ditambahkan adalah riboflavin.
1.2.3. Proses Fermentasi

                 a. Fermentor
                    Dalam percobaan skala laboratorium sebaiknya digunakan
                    Erlenmeyer 500 ml yang diisi 100 ml medium. Masing -masing
                    Erlenmeyer diinokulasi dengan suspensi spora dan diinkubasi
                    selama 20 hari pada suhu 30 0C.
                    Fermentor stainless stell berkapasitas 15 liter diisi medium 9 liter
                    untuk pembuatan asam sitrat.


                 b. Persiapan Kultur
                    Jika digunakan kultur stok A. niger maka kultur harus
                    direaktivasi dan dikultivasi dengan cara goresan pada petridish
                    menggunakan mediam padat PDA (Potato Dextrose Agar) yang
                    telah diasamkan dengan asam tartart 10% dan diinkubasi
                    selama 5 hari pada suhu 25 0C. Konidia yang dibentuk kemudian
                    dicuci dua kali dengan air destilat steril. Suspensi konidia yang
                    akan digunakan sebagai inokulum dalam proses fermentasi
                    harus mengandung 108 spora/ml.
                    Untuk menumbuhkan konidia Aspergillus digunakan medium
                    molase 100 ml (gula 15%, pH 6,0) dalam Erlenmeyer 1 liter
                    yang bersisi glass bads dan telah disterilkan. 1 ml suspensi
                    konidia dari agar miring dipindahkan secara aseptis, kemudian
                    diinkubasi pada 300 + 10C dalam incubator dengan kecepatan
                    gojogan 200 rpm selama 24 jam.
                 c. Jumlah Inokulum
                    Jumlah inokulum yang digunakan jug merupakan factor yang
                    penting untuk diperhatikan. Jumlah inokulum sebesar 1% cukup
                    baik untuk fermentasi dalam fermentor teraduk.
                 d. Fermentasi
                    Inokulum yang telah dibuat dimaukkan dalam fermentor produksi
                    sebanyak 5% (v/v). inkubasi dilakukan pada suhu 30 0 + 10C
                    selama 144 jam. Kecepatan agitasi adalah 200 rpm dengan laju
                    aerasi 1,0 – 4,0 vvm. Untuk mengendalikan terbentuknya buih
                    secara berkala dilakukan penambahan minyak silikom steril.
                 e. Waktu Fermentasi
                    Waktu fermentasi yang maksimum untuk fermentasi asam sitrat
                    tergantung kondisi fermentasi dan organism yang digunakan.
     Penggunaan A. niger dengan substrat molase embutuhkan
     waktu 144 jam setelah inokulasi.


f.   Suhu
     Suhu medium fermentasi merupakan salad satu factor yang
     penting dalam produksi asam sitrat. Suhu 30 0C adalah suhu
     yang paling baik. Jika suhu medium rendah, aktivitas enzim jug
     rendah sehingga mempengaruhi produksi asam tetapi jika suhu
     meningkat di atas 300C, biosintesis asam sitrat akan menurun
     dan terjadi akumulasi produk samping seperti asam oksalat.
g. pH
     Pengaturan pH penting bagi keberhasilan proses fermentasi.
     Untuk fermentasi asam sitrat pH optimum adalah 6,0. 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.

								
To top