Pembuatan Asam Sitrat Oleh Aspergillus Niger [PDF]

Citation preview

Lab. Teknologi Bioproses Semester IV 2015/2016



LAPORAN PRAKTIKUM



PEMBUATAN ASAM SITRAT OLEH ASPERGILLUS NIGER L-51



Pembimbing Kelompok Tgl. Praktikum



: Muh. Saleh, S.T., M.T : II (dua) :



NAMA ANGGOTA KELOMPOK: 1. 2. 3. 4. 5. 6.



Fathnisah Nursyaban Hz Nur Suraya Iskandar Fitrah Nurul Imtinan Widi Aprilia Tabi Muhajirah Jusriadi



331 14 006 331 14 007 331 14 008 331 14 009 331 14 011 331 14 014



PROGRAM STUDI D3 TEKNIK KIMIA JURUSAN TEKNIK KIMIA POLITEKNIK NEGERI UJUNG PANDANG 2016



PEMBUATAN ASAM SITRAT OLEH ASPERGILLUS NIGER



I.



TUJUAN Dapat mengetahui bahwa Aspergillus Niger L-51 dapat memproduksi asam sitrat.



II.



III.



PERINCIAN KERJA 2.1.



Peremajaan



2.2.



Membuat media inokolum



2.3.



Membuat media produksi



2.4.



Pemisahan hasil



ALAT DAN BAHAN 3.1.



Alat yang Digunakan:  Gelas kimia 250 mL  Erlenmeyer 250 mL  Pengaduk  Autoklaf  Shaker incubator  Neraca analitik  Kain kasa, kapas, benang  Alumunium foil  Hot plate  Spatula  Labu semprot  Corong kaca  Kertas pH  Ent case



3.2.



Bahan yang Digunakan:  Toge  Glukosa



 KH2PO4  NH4NO3  FeSO4.7H2O  Pepton  Aquadest  Ca(OH)2  Kultur murni Aspergillus Niger L-51



IV.



DASAR TEORI 4.1.



ASAM SITRAT Asam sitrat adalah asam organik yang secara alami terdapat pada buah-buahan seperti jeruk, nenas dan pear. Asam sitrat pertama kali diekstraksi dan dikristalisasi dari buah jeruk, sehingga asam sitrat hasil ektraksi dari buah-buahan ini dikenal sebagai asam sitrat alami. Wehner (1893) pertama kali melaporkan produksi asam sitrat sebagai hasil sampingan pada fermentasi produksi asam oksalat dengan menggunakan Penicillium glaucum. Tahun 1917, Currie juga melaporkan bahwa Aspergillus Nigerdapat menghasilkan asam sitrat pada medium pH rendah dengan kadar gula tinggi. Sejak saat itu asam sitrat diproduksi secara komersial dengan menggunakan kapang A. niger.



a) Struktur Kimia Asam Sitrat Rumus kimia Asam Sitrat adalah C6H8O7 atau CH2(COOH)COH(COOH)-CH2(COOH), struktur asam ini tercermin pada nama IUPAC-nya, asam 2-hidroksi-1,2,3-propanatrikarboksilat. Keasaman Asam Sitrat didapatkan dari tiga gugus karboksil COOH yang dapat melepas proton dalam larutan. Jika hal ini terjadi, ion yang dihasilkan adalah ion sitrat. (Gambar struktur molekul asam sitrat)



b) Sifat Fisika Asam Sitrat 



Berat molekul



: 192 gr/mol







Spesific gravity



: 1,54 (20°C)







Titik lebur



: 153°C







Titik didih



: 175°C







Kelarutan dalam air



: 207,7 gr/100 ml (25°C)







Pada titik didihnya asam sitrat terurai (terdekomposisi).







Berbentuk kristal berwarna putih, tidak berbau, dan memiliki rasa asam.



c) Sifat Kimia Asam Sitrat 



Kontak langsung (paparan) terhadap Asam Sitrat kering atau larutan dapat menyebabkan iritasi kulit dan mata.







Mampu mengikat ion-ion logam sehingga dapat digunakan sebagai pengawet dan penghilang kesadahan dalam air.







Keasaman Asam Sitrat didapatkan dari tiga gugus karboksil COOH yang dapat melepas proton dalam larutan.







Asam Sitrat dapat berupa kristal anhidrat yang bebas air atau berupa kristal monohidrat yang mengandung satu molekul air untuk setiap molekulnya.







Bentuk anhidrat Asam Sitrat mengkristal dalam air panas, sedangkan bentuk monohidrat didapatkan dari kristalisasi Asam Sitrat dalam air dingin.







Bentuk monohidrat Asam Sitrat dapat diubah menjadi bentuk anhidrat dengan pemanasan pada suhu 70-75°C.







Jika



dipanaskan



di



atas



suhu



175°C



akan



terurai



(terdekomposisi) dengan melepaskan karbon dioksida (CO2) dan air (H2O).



d) Kegunaan Asam Sitrat Penggunaan utama Asam Sitrat saat ini adalah sebagai zat pemberi cita rasa dan pengawet makanan dan minuman, terutama minuman ringan. Kode Asam Sitrat sebagai zat aditif makanan (E number) adalah E330. Sifat sitrat sebagai larutan penyangga digunakan sebagai pengendali pH dalam larutan pembersih dalam rumah tangga. Kemampuan



Asam



Sitrat



untuk



mengikat



ion-ion



logam



menjadikannya berguna sebagai bahan sabun dan deterjen. Dengan mengikat ion-ion logam pada air sadah, Asam Sitrat akan memungkinkan sabun dan deterjen membentuk busa dan berfungsi dengan baik tanpa penambahan zat penghilang kesadahan. Asam Sitrat juga digunakan untuk memulihkan bahan penukar ion yang



digunakan



pada



alat



penghilang



kesadahan



dengan



menghilangkan ion-ion logam yang terakumulasi pada bahan penukar ion tersebut sebagai kompleks sitrat. Asam Sitrat dapat pula ditambahkan pada es krim untuk menjaga terpisahnya gelembung-gelembung lemak, dan dalam resep makanan Asam Sitrat dapat digunakan sebagai pengganti sari jeruk. Asam Sitrat dikategorikan aman digunakan pada makanan oleh semua badan pengawasan makanan nasional dan internasional utama.



e) Mikroorganisme Penghasil Asam Sitrat Mikroba yang dapat menghasilkan asam sitrat cukup banyak. Diantara mikroba tersebut yaitu:  Aspergillus Niger,  A. wentii,  A. ciavatus,



 Penicillum luteum,  P. citrinum,  Mucor priformis,  Paeocilomyces dicaricatum,  Citromeaces prefferianus,  Candida guillermondii,  Sacharaecopsis lipolytica,  Trichoderma viride,  Arthroacter paraffimeaus,  Corynebacterium sp.



Diantara mikroba tersebut yang dipakai untuk produksi asam sitrat adalah Aspergillus Niger dan A. wentii yang merupakan galur yang paling produktif. Dalam memilih suatu species mikroba perlu dipertimbangkan suatu kenyataan bahwa suatu galur mikroba seringkali dikembangkan berdasarkan jenis sumber karbonnya. Suatu galur yang memberikan hasil optimum pada media yang mengandung sumber karbon tertentu,



umumnya



akan



menurunkan



produktivitas



bila



ditumbuhkan pada media yang mengandung sumber karbon lain.



4.2.



ASPERGILLUS NIGER



Klasifikasi Ilmiah Domain



: Eukaryota



Kerajaan



: Fungi



Filium



: Ascomycota



Upafilium



: Pezizomycotina



Kelas



: Eurotiomycetes



Ordo



: Eurotiales



Famili



: Trichocomaceae



Genus



: Aspergillus



Spesies



: A. niger



Nama Binomial : Aspergillus Niger



Aspergilus niger merupakan fungi dari filum ascomycetes yang berfilamen, mempunyai hifa berseptat, dan dapat ditemukan melimpah di alam. Fungi ini biasanya diisolasi dari tanah, sisa tumbuhan, dan udara di dalam ruangan. Koloninya berwarna putih pada Agar Dekstrosa Kentang (PDA) 25 °C dan berubah menjadi hitam ketika konidia dibentuk. Kepala konidia dari A. niger berwarna hitam, bulat, cenderung memisah menjadi bagian- bagian yang lebih longgar seiring dengan bertambahnya umur. A. niger dapat tumbuh optimum pada suhu 35-37 °C, dengan suhu minimum 6-8 °C, dan suhu maksimum 45-47 °C. Selain itu, dalam proses pertumbuhannya fungi ini memerlukan oksigen yang cukup (aerobik). A. niger memiliki warna dasar berwarna putih atau kuning dengan lapisan konidiospora tebal berwarna coklat gelap sampai hitam. Dalam metabolismenya A. niger dapat menghasilkan asam sitrat sehinga fungi ini banyak digunakan sebagai model fermentasi karena fungi



ini



tidak



menghasilkan



mikotoksin



sehingga



tidak



membahayakan. A. niger dapat tumbuh dengan cepat, oleh karena itu A. niger banyak digunakan secara komersial dalam produksi asam sitrat, asam glukonat, dan pembuatan berapa enzim seperti amilase, pektinase, amiloglukosidase, dan selulase. Selain itu, A. niger juga menghasilkan gallic acid yang merupakan senyawa fenolik yang biasa digunakan dalam industrifarmasi dan juga



dapat menjadi substrat untuk memproduksi senyawa antioksidan dalam industri makanan. A. niger dalam pertumbuhannya berhubungan langsung dengan zatmakanan yang terdapat dalam substrat, molekul sederhana yang terdapat disekeliling hifa dapat langsung diserap sedangkan molekul yang lebih kompleks harus dipecah dahulu sebelum diserap ke dalam sel, dengan menghasilkan beberapa enzim ekstra seluler seperti protease, amilase, mananase, dan α-glaktosidase.Bahan organik dari substrat



digunakan



oleh



Aspergillus



Niger



untuk



aktivitas



transportmolekul, pemeliharaan struktur sel, dan mobilitas sel.



4.3.



FAKTOR YANG MEMPENGARUHI PERTUMBUHAN MIKROBA a) Kebutuhanair Kebanyakan



jamur



membutuhkan



air



minimal



untuk



pertumbuhannya lebih rendah dibandingkan khamir dan bakteri. b) Suhupertumbuhan Kebanyakan jamur bersifat mesofilik, yaitu tumbuh baik pada suhu kamar. Suhu optimum pertumbuhan untuk kebanyakan jamur adalah sekitar 25 - 30°C, tetapi beberapa dapat tumbuh pada suhu 35 - 37ºC atau lebih tinggi, misalnya Aspergillus. Beberapa jamur bersifat psikrotropik yaitu dapat tumbuh baik pada suhu almari es dan beberapa bahkan masih dapat tumbuh lambat pada suhu dibawah suhu pembekuan, misalkan pada suhu - 5ºC sampai 10ºC. Beberapa jamur juga bersifat termofilik yaitu dapat tumbuh pada suhu tinggi. c) Kebutuhan oksigen danpH Semua jamur bersifat aerobik yaitu membutuhkan oksigen untuk pertumbuhannya. Kebanyakan jamur dapat tumbuh pada kisaran pH yang luas yaitu pH 2 – 8,5 tetapi biasanya pertumbuhannya akan lebih baik pada kondisi asam atau pH rendah. d) Subtrat /media Pada umumnya jamur dapat menggunakan berbagai komponen



makanan dari yang sederhana sampai komplek. Kebanyakan jamur



memproduksi



enzim



hidrolitik



misalnya



amylase,



pektinase, proteinase, dan lipase. Oleh karena itu dapat tumbuh pada makanan yang mengandung pati, protein, pectin dan lipid. e) Komponenpenghambat Beberapa



jamur



mengeluarkan



komponen



yang



dapat



menghambat organisme lainnya. Komponen ini disebut antibiotic. Beberapa komponen lain bersifat mikostatik yaitu penghambat pertumbuhan jamur atau fungisidal yaitu membunuh jamur. Pertumbuhan jamur biasanya berjalan lambat bila dibandingkan dengan



pertumbuhan



bakteri



dan



khamir.



Jika



kondisi



pertumbuhan memungkinkan semua mikroorganisme untuk tumbuh, jamur biasanya kalah dalam kompetisi dengan khamir dan



bakteri.



Tetapi



sekali



jamur



dapat



mulai



tumbuh,



pertumbuhan yang ditandai dengan pertumbuhan miselium dapat berlangsung dengan cepat.



4.4.



MEDIA PERTUMBUHAN Media pertumbuhan mikroorganisme adalah suatu bahan yang terdiri atas campuran nutrisi (nutrient) yang digunakan oleh suatu mikroorganisme untuk tumbuh dan berkembangbiak pada media tersebut. Mikroorganisme memanfaatkan nutrisi pada media berupa molekul-molekul kecil yang dirakit untuk menyusun komponen sel-nya. Dengan media pertumbuhan juga bisa digunakan untuk mengisolasi mikroorganisme, identifikasi dan membuat kultur murni. Komposisi media pertumbuhan dapat dimanipulasi untuk tujuan isolasi dan identifikasi mikroorganisme tertentu sesuai dengan tujuan masingmasing pembuatan suatu media. Media adalah suatu bahan yang terdiri dari campuran zat-zat hara (nutrient) yang berguna untuk membiakkan mikroba. Dengan mempergunakan bermacam-macam media dapat dilakukan isolasi, perbanyakan, pengujian sifat-sifat fisiologis dan perhitungan jumlah mikroba.



Media berfungsi sebagai tempat tinggal, sumber makanan, dan penyedia nutrisi bagi mikroorganisme yang akan dibiakan pada media, selain itu media juga berfungsi untuk membiakkan, mengasingkan, mengirimkan dan meyimpan mikroorganisme dalam waktu yang lama di laboratorium. Media juga dapat digunakan untuk mempelajari sifatsifat



koloni/pertumbuhan



biokimiawinya. Di



mikroorganisme,



serta



sifat-sifat



dalam laboratorium mikrobiologi kedokteran



media juga dapat digunakan untuk pembuatan antigen, toksin dan untuk pasasi kuman dengan tujuan perubahan virulensi dan lain-lain. Tauge ekstrak agar (TEA) termasuk medium semi alamiah karena tersusun atas bahan alami (tauge) dan bahan sintesis (Sukrosa dan agar). Medium ini berdasarkan konsistensinya termasuk medium padat karena terdapat agar sebagai bahan penyusunnya. Sedangkan berdasarkan susunan kimianya termasuk medium non sintetik/semi alamiah. TEA digunakan untuk menumbuhkan khamir dan kapang.



Fungsi bahan yang digunakan pada medium TEA : 1. Tauge : Sebagai sumber vitamin, nitrogen organik dan senyawa karbon. 2. Sukrosa : sebagai sumber gula dan energy. Sukrosa merupakan sumber karbohidrat bagi khamir, dimana setelah mengalami fermentasi, sukrosa akan berubah menjadi glukosa dan fruktosa yang juga dibutuhkan oleh khamir. 3. Agar : Untuk memadatkan medium TEA.



4.5.



PROSES FERMENTASI Asam sitrat merupakan senyawa antara pada siklus krebs. Lintasan reaksi karbolik yang mendahului pembentukan asam sitrat ini diantaranya adalah lintasan glikolisis (Embden-Meyerhoff parnas) dan lintasan Entner Doudoroff yang menyediakan senyawa antara asam piruvat yang merupakan senyawa kunci dalam metabolisme sel. Sebagian besar (80%) dari glukosa diubah menjadi piruvat melalui



lintasan glikolisis. Piruvat akan mengalami dekarboksilasi dan berkaitan dengan koenzim A membentuk asetil KoA dan selanjutnya masuk ke dalam siklus krebs dengan bantuan enzim piruvat karboksilase yang mengubah piruvat menjadi oksaloasetat. Pada Aspergillus Niger fosfoenol piruvat dapat diubah langsung menjadi oksaloasetat (tanpa melalui piruvat) oleh enzim fosfenol piruvat karboksilase. Reaksi tersebut membutuhkan ATP sebagai sumber energi, Mg2+ atau Mn2+ dan K+ atau NH4+. Apabila sumber karbon bukan glukosa, tapi misalnya asam asetat atau senyawa alifatik berantai panjang (C-9, C-23), maka isositrat liase terinduksi sehingga siositrat diubah menjadi malat oleh malat oleh malat sintesa. Rangkaian reaksi melalui glioksilat. Bila glukosa ditambahkan glukosa, siklus tersebut terhambat. Diduga bahwa terjadinya akumulasi asam sitrat ini adalah sebagai akibat dari adanya kekurangan enzim disebabkan kurangnya unsureunsur nutrisi. Kekurangan-kekurangan nitrogen, fosfat, mangan, besi dan seng adalah unsur-unsur yang sering disebut-sebut. Apabila kadar logamnya tinggi, maka untuk mengurainya biasanya tetesnya mengalami pengolahan pendahuluan terlebih dahulu, yaitu dengan penambahan Kalium ferrosianida atau dengan cara pertukaran ion. Media untuk produksi asam sitrat harus menyediakan semua kebutuhan zat gizi mikroba, yaitu meliputi sumber karbon, nitrogen dan mineral.



a) Sumber karbon Berbagai hasil pertanian, atau limbah pengolahan hasil pertanian dapat digunakan sebagai sumber karbon diantaranya adalah umbiumbian (misalnya ubi kayu, talas dan singkong) sirup glukosa yang berasal dari pati yang dihidrolisa dengan asam, sukrosa, molase (bai dari gula maupun bit), onggok, dedak padi atau gandum, limbah pengolahan kopi dan limbah pengolahan nenas.



b) Sumber nitrogen dan mineral Untuk proses fermentasi dibutuhkan sejumlah senyawa sumber nitrogen dan mineral. Biasanya, mineral mikro (tembaga, mangan, magnesium,besi,seng dan molybdenum) tidak perlu ditambahkan, karena pada bahan baku sumber karbon yang dipakai untuk produksi secara komersial, mineral tersebut sudah terdapat dalam jumlah yang banyak. Justru kadang-kadang perlu dilakukan perlakuan pendahuluan untuk mengurangi kandungan atau pengaruh mineral mikro yang bersifat toksik terhadap mikroba. Misalnya pada penambahan tembaga, asam sitrat tidak akan diproduksi. Penambahan tembaga berkoreasi positif dengan produksi asam sitrat.



4.6.



METODE PENGUJIAN PRODUK ASAM SITRAT Untuk identifikasi asam sitrat dapat digunakan dengan 2 metode, yaitu metode klasik dan metode instrumental. a) Metode



instrumental,



dilakukan



dengan



menggunakan



spektrofotometri dan kromatografi. b) Metode Klasik, dapat dilakukan dalam beberapa cara, yaitu: 



Titrasi Asam-Basa Titrasi asam-basa sering disebut juga dengan titrasi netralisasi. Dalam titrasi ini, kita dapat menggunakan larutan standar asam dan larutan standar basa.







Larutkan atau suspensikan beberapa mg dalam 1 ml, tambahkan ke dalam 15 piridina dan kocok. Tambahkan 5 ml anhidrida asetat P ke dalam campuran dan kocok. Akan terbentuk warna merah muda.







Larutkan 0,5 gram dalam 5 ml air, dinetralkan dengan menggunakan 1 M natrium hidroksida (sekitar 7 ml), tambahkan 10 ml larutan kalsium klorida, panaskan sampai mendidih sehingga akan terbentuk endapan putih.



V.



PROSEDUR KERJA 5.1.



PEMBUATAN MEDIA DAN PEREMAJAAN a) Alat dan bahan yang akan digunakan disiapkan. b) Toge ditimbang sebanyak 10 gram, glukosa ditimbang 2 gram dan agar ditimbang 1,5 – 2 gram. c) Toge dimasak dalam 100 ml air sampai mendidih. Ekstraknya diambil, kemudian ditambahkan glukosa dan agar. d) Larutan dimasukkan ke dalam tabung reaksi. e) Larutan disterilkan selama 15 - 20 menit dengan menggunakan autoklavpada tekanan 20 psi 121◦C. kemudian, didiamkan dan dimiringkan. f) Media



agar



miring



tersebut



kemudian



digunakan



untuk



meremajakan kultur murni Aspergillus Niger L – 51 dengan teknik gores yang dilakukan di dalam ent-case. g) Media berisi Aspergillus Niger L – 51 diinkubasi selama 3 x 24 jam, sambil diamati setiap hari.



5.2.



PEMBUATAN MEDIA INOKOLUM a) Toge ditimbang sebanyak 10 gram lalu dimasak di dalam air 200 ml sampai mendidih. Kemudian diambil ekstraknya. b) Menimbang 20 gram glukosa, 0,2 gram KH2PO4, 1 gram NH4NO3, 0,6 gram pepton dan 0,002 gram FeSO4.7H2O. c) Bahan yang telah ditimbang dimasukkan ke dalam ekstrak toge. d) Larutan tersebut dimasukkan ke dalam erlenmeyer dan ditutup dengan kain kasa, kapas, dan alumunium foil. e) Larutan disterilkan menggunakan autokalv selama 15 – 20 menit. f) Hasil peremajaan



(kultur murni Aspergillus Niger L – 51)



dimasukkan ke dalam erlenmeyer berisi media. g) Erlenmeyer ditutup kembali, kemudian media inokolumdi-shaker selama 2 x 24 jam dalam shaker incubator.



5.3.



MEMBUAT MEDIA PRODUKSI a) Toge ditimbang sebanyak 50 gram lalu dimasak di dalam air 500 ml sampai mendidih. Kemudian diambil ekstraknya. b) Menimbang 50 g glukosa, 0,5 g KH2PO4, 2,5 g NH4NO3, 1,5 pepton dan 0,005 g FeSO4.7H2O. c) Bahan yang telah ditimbang, dimasukkan ke dalam ekstrak toge. Dan diusahakan mempunyai pH 6. d) Larutan tersebut dimasukkan ke dalam 3 (tiga) buah erlenmeyer dan ditutup dengan kain kasa, kapas dan alumunium foil. e) Larutan dan gelas ukur 25 ml disterilkan menggunakan autoklav selama 15 – 20 menit. f) Dengan menggunakan gelas ukur yang telah disterilkan, media inokolum dimasukkan sebanyak 5%, 10%, 15% dari volume media produksi. g) Media ditutup kembali, kemudian di-shaker selama 144 jam (6 hari) dalam shaker incubator.



5.4.



PENGUJIAN KANDUNGAN ASAM SITRAT a) Analisa Kualitatif  Setelah di-shaker,media dipisahkan menggunakan centrifugal selama 15 menit.  Setelah dipisahkan, sample dipindahkan ke dalam erlenmeyer.  pH larutan diukur, kemudian ditambahkan Ca(OH)2 hingga pH 5,8.  Sample didiamkan selama sehari (jika terbentu endapan putih berarti mengandung sitrat).



b) Analisa Kuantitatif (Titrasi Asam-Basa)  Alat dan bahan yang akan digunakan disiapkan.  Buret diisi dengan larutan NaOH 0,1 N, kemudian buret dipasang pada klep.  Sample diambil sebanyak 10 ml, kemudian dilakukan titrasi.



 Titrasi dilakukan hingga larutan yang semula berwarna  Cara diatas dilakukan pada setiap sample.



VI.



DATA PENGAMATAN 6.1.



PEMBUATAN MEDIA INOKOLUM (STARTER)  Setelah di shaker selama 48 jam, terdapat bulatan-bulatan kecil berwarna putih. (dapat dilihat pada lampiran)



6.2.



PEMBUATAN MEDIA PRODUKSI  Setelah di shaker selama 144 jam pada dinding Erlenmeyer terdapat kapang yang berwarna kehitaman. (dapat dilihat pada lampiran)



6.3.



PENGUJIAN KANDUNGAN ASAM SITRAT  Setelah penambahan Ca(OH)2 terdapat endapan putih.  Hasil titrasi:



KELOMPOK Kelompok 2 Kelompok 3 Kelompok 4 Kelompok 1



STARTER 5 % 1 0 % 1 5 % 1 5 % 1 0 % 1 0 % 1 5 % 2 0 %



VOLUME SAMPEL N 1 0 m l 2 0 m l 0 2 0 m l 2 5 m l 0 2 5 m l 0 2 0 m l 2 0 m l 0 2 0 m l Tabel 6.1



 Volume asam sitrat yang diperoleh: 



5% starter = ± 90 ml







10% starter



= ± 100 ml







15% starter



= ± 120 ml



N a O H VOLUME NaOH 6 , 6 m l , 1 N 2 1 , 2 m l 2 6 , 2 m l , 1 N 1 3 , 2 m l , 1 N 7 , 5 m l 0 , 3 m l , 1 N 0 , 3 m l 0 , 4 m l



VII.



PENGOLAHAN DATA 7.1.



MENGHITUNG KADAR ASAM SITRAT DALAM SAMPLE a) Starter 5% 𝑚𝐿𝑁𝑎𝑂𝐻 × 𝑁𝑁𝑎𝑂𝐻 × 𝐵𝐸𝐴𝑠𝑎𝑚. 𝑠𝑖𝑡𝑟𝑎𝑡 𝑚𝑙𝑠𝑎𝑚𝑝𝑙𝑒 𝑚𝑔 𝑚𝑒𝑞 6,6 𝑚𝐿 × 0,1 ⁄𝑚𝑒𝑞 ⁄𝑚𝑙 × 192 = 10 𝑚𝐿 𝒎𝒈 = 𝟏𝟐, 𝟔𝟕𝟐 ⁄𝒎𝒍



𝐽𝑢𝑚𝑙𝑎ℎ𝑎𝑠𝑎𝑚 =



b) Starter 10 % 𝑚𝐿𝑁𝑎𝑂𝐻 × 𝑁𝑁𝑎𝑂𝐻 × 𝐵𝐸𝐴𝑠𝑎𝑚. 𝑠𝑖𝑡𝑟𝑎𝑡 𝑚𝑙𝑠𝑎𝑚𝑝𝑙𝑒 𝑚𝑔 𝑚𝑒𝑞 21,2 𝑚𝐿 × 0,1 ⁄𝑚𝑒𝑞 ⁄𝑚𝑙 × 192 = 20 𝑚𝐿 𝒎𝒈 = 𝟐𝟎, 𝟑𝟓𝟐 ⁄𝒎𝒍



𝐽𝑢𝑚𝑙𝑎ℎ𝑎𝑠𝑎𝑚 =



c) Starter 15% 𝑚𝐿𝑁𝑎𝑂𝐻 × 𝑁𝑁𝑎𝑂𝐻 × 𝐵𝐸𝐴𝑠𝑎𝑚. 𝑠𝑖𝑡𝑟𝑎𝑡 𝑚𝑙𝑠𝑎𝑚𝑝𝑙𝑒 𝑚𝑔 𝑚𝑒𝑞 22,5 𝑚𝐿 × 0,1 ⁄𝑚𝑒𝑞 ⁄𝑚𝑙 × 192 = 20 𝑚𝐿 𝒎𝒈 = 𝟐𝟏, 𝟔 ⁄𝒎𝒍



𝐽𝑢𝑚𝑙𝑎ℎ𝑎𝑠𝑎𝑚 =



Dengan menggunakan cara yang sama, dapat diperoleh jumlah kadar asam sitrat dari kelompok lain, dapat dilihat pada tabel 7.1 KELOMPOK Kel om pok 2 Kel om pok 3 Kel om pok 4 Kel om pok 1



STATER (%) 5 % 1 0 % 1 5 % 1 5 % 1 0 % 1 0 % 1 5 % 2 0 %



VOLUME NaOH 6 , 6 m l 21,2 ml 22,5 ml 13,2 ml 7 , 5 m l 0 , 3 m l 0 , 3 m l 0 , 4 m l Tabel 7.1



KONSENTRASI AS.SITRAT (mg/mL) 1 2 , 6 7 2 2 0 , 3 5 2 2 1 , 6 1 0 , 1 3 8 5 , 7 6 0 , 2 3 0 , 2 3 0 , 3 8 4



VIII. PEMBAHASAN:



Pada prarktikum kali ini yaitu produksi Asam sitrat dengan mikroorganisme Aspergillus Niger L-51 sebagai mediatornya.Asam sitrat merupakan komponen senyawa alam yang banyak terdapat pada berbagai jenis tanaman terutama buah-buahan. 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 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.Ada beberapa tahap untuk produksi asam sitrat dengan mengunakan mikroorganisme Aspergillus Niger L-51 yaitu penyiapan bahan baku,pembuatan media agar miring ,media inokolum ,media produksi ,penanaman mikroba dan fermentasi dan pengujian kualitas asam sitrat dengan uji kualitatif dan kuantitatif pada produk. Pada prinsipnya pembuatan asam sitrat ini adalah mengubah sukrosa (yang merupakan substratnya) menjadi asam sitrat melalui proses fermentasi dengan bantuan mikroorganisme Aspergillus niger L-51. Aspergillus niger L-51 digunakan dalam proses ini karena Aspergillus niger L-51 memiliki enzim amylase, glukoamilase atau amiloglukosedase sehingga senyawa karbohidrat akan dipecah menjadi glukosa, dan melalui jalur EMP glukosa akan dirubah menjadi asam piruvat. Asam piruvat melalui siklus krebs atau siklus PCA akan dirubah menjadi asam sitrat. Reaksi pembentukan asam sitrat :



C12H22O11(s)+ H2O(l) →C6H12O6(s)+ C6H12O5(s) Sukrosa



Glukosa



C6H12O6(s)+ O2(g)→ C6H8O7(s)+ 2 H2O(l) Glukosa



Asam sitrat



Pembuatan media fermantasi saat praktikum yaitu media fermentasi pertumbuhan dan media fermentasi prduksi. Kedua media ini berbeda komposisi ,pada media pertumbuhan digunakan komposisi media yang lebih kompleks karena mikroba masih dalam keadaan masaa adaptasi sehingga perlu penambahan komposisimedia yang kompleks sedangkan pada komposisi media fermentasi produk lebih sederhana



dibandingkan



dengan



komposisi



media



fermentasi



pertumbuhan karena media fermentasi untuk biosintesis asam sitrat terdiri



dari



substrat



yang



dibutuhkan



untuk



pertumbuhan



mikroorganisme, terutama terdiri dari substrat yang dibutuhkan untuk pertumbuhan mikroorgaisme terutamasumber karbon, nitrogen dan fosfor. Selain itu air dan udara dapat pula dimasukkan sebagai substrat fermentasi.Adapun nutrisi yang ditambahkan dalam media seperti ektrak touge sebagai sumber kalium , glukosa yang berperan sebagai sumber karbon yang berpengaruh karena dalam proses penguraian substrat membutuhkan oksigen sehingga semakin mudah di uraikan maka kebutuhan oksigen semakin banyak juga.Sumber Nitrogen dari NH4NO3,dimana nitrogen juga mempengaruhi pembentukan asam sitrat karena nitrogen tidak hanya penting untuk laju metabolit dalam sel tetapi juga bagi pembentukan protein sel. Sumber fosfor dari KH2PO4,sumber Fe berasal dari FeSO4.7 H2O. Danjuga ditambahkan pepton sebagai sumber protein.



Pada proses fermentasi pada produksi asam sitrat digunakan metode surface fermentation (fermentasi permukaan ) dengan menggunakan kapang Aspergillus Niger l-51.Sebelum melakuakn proses fermentasi terlebih dahulu larutan diencerka menjadi 5%,10% dan 15%.Kemudian menambahkan nutrient pada media lalu menstrilkan media. Proses fermentasi dilakukan dlam shaker selama 144 jam (6 hari).Lapisan lendir yang muncul pada media produksi diambil dan dipisahkan dengan menggunakan sentrifius ,sedangkan cairannya hasil fermentasi dicampurkan dengan larutan kalsium hidroksida lalu kemudian diukur pHnya hingga mencapai pH=5,8 dan difermentasi selama 1 hari bila terdapat endapan putih berarti larutan mengandung asam sitrat.Kemudian melalukan pengujian kuantitatif dengan mengunakan metode titrasi asam basa untuk menentukan jumlah asam sitrat yang terkandung dalam sample. Berdasarkan hasil praktikum yang telah ditelah dilakukan berdasarkan data yang diperoleh dari kelompok kami (kelompok II) untuk konsentrasi asam sitrat untuk starter 5% adalah 12,672 mg/ml ,starter 10% adalah 20,352 mg/ml ,dan starter 15% adalah 21,600 mg/ml.Dimana untuk starter 5% terdapat 12,672 mg asam sitrat dlam 100 ml dan begitu pula untuk starter yang lainnya.Berdasarkan data untuk kelompok III konsentrasi asam sitrat yang didapatkan pada starter 15% adalah 25,344%.Untuk kelompok IV konsentrasi asam sitrat untuk starter 10% yaitu 7,2000 sedangkan untuk kelompok I konsentrasi asam sitrat untuk starter 10% adalah 0,576 mg/ml ,starter 15% adalah 0,576 mg/ml dan starter 20% adalah 0,768%.Berdasarkan data tersebut dapat dilihat bahwa konsentrsi tertinggi asam sitrat yang diproduksi diperoleh oleh kelompok III dengan starter 15% dengan



konsentrasi asam sitrat 25,344 mg/ml sedangkan untuk konsentrasi terendah untuk produksi asam sitrat diperoleh oleh kelompok I yaitu berkisar antara 0,5-0,7 mg/ml,dibandingkan dengan kelompok IV jumlah asam sitrat yang diperoleh untuk starter 10% yaitu 7,2000 mg/ml.Seharusnya konsentrasi asam sitrat yang diperoleh harus menunjukkkan konsentrasi yang sama karena pada setiap kelompok untuk prosedur kerja yang dilakukan untuk produksi asam sitrat hampir sama atau tidak dilakukan variasi pada setiap kelompok.Tetapi ada perbedaan signifikan pada kelompok IV dan I.Hal ini mungkin disebabkan karena starter 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 mikrobia,sehingga mikroba yang digunakan tidak bekerja dengan optimal.Kurang optimalnya mungkin disebabkan karena



kurangnya



nutrisi



yang



diberikan



pada



media



pertumbuhan.Selain itu waktu fermentasi,suhu dan pH juga ikut mempengaruhi dalam proses fermentasi untuk produksi asam sitrat dengan menggunakan mikroba Aspergillus Niger L-51.



VIII.



KESIMPULAN Berdasarkan percobaan yang telah dilakukan, dapat disimpulkan bahwa:  Kadar asam sitrat yang dihasilkan oleh bakteri Aspergillus Niger L – 51 pada kelompok kami (kelompok dua) yaitu : 1) 5% starter



= 12,672 mg/ml



2) 10% starter



= 20,352 mg/ml



3) 15% starter



= 21,6 mg/ml



 Volume asam sitrat yang diperoleh:



IX.







5% starter



= ± 90 ml







10% starter



= ± 100 ml







15% starter



= ± 120 ml



DAFTAR PUSTAKA Azis, Hijrah Amalia. (2015). “Produksi Asam Sitrat oleh Aspergillus niger L51 menggunakan



Media



Molase”.



[Online].



Tersedia:http://colapteknikkimia.blogspot.co.id/2015/08/produksi-asam-sitratoleh-aspergillus.html. [15 Mei 2016]. Devi, Agustin Nabila. (2010). “Penggunaan Apergillus niger dalam Pembuatan Asam Organik (Asam Sitrat) dari Kulit Buah Kakao”. Skripsi Fakultas Teknologi Pertanian Universitas Jember: tidak diterbitkan. Murni, Sri Wahyuni., dkk. Februari 2011, “Produksi, Karekterisasi, dan Isolasi Lipase dari Aspergillus niger”. Yogyakarta: Fakultas Teknologi Industri UPN (Veteran). Surest, H Azhary., Redho Ovelando, & Mutia Alytsia Nabilla. Agustus 2013, “Fermentasi Buah Markisa (Passiflora) menjadi Asam Sitrat”. Jurnal Teknik Kimia. Volume 19, No.3. Wikipedia.



(2016).



“Asam



Sitrat”.



Tersedia:https://id.wikipedia.org/wiki/Asam_sitrat. [15 Mei 2016].



[Online].



LAMPIRAN A. P E M B U A T A N



M



e



d



i



a



y



M E D I A



a



n



g



D A N



d



i



g



P E R E M A J A A N



u



n



a



k



a



n



Peremajaan hari pertama Perem aja an h ari k edu a



P



e



r



e



m



a



j



a



a



n



h



a



r



i



k



e



t



i



g



a



B. P E M B U A T A N M E D I A I N O K O L U M ( S T A R T E R )



Media inokolum setelah di-shaker selama 2 hari



C. P E M B U A T A N



M E D I A



P R O D U K S I



Media produksi sebelum di-shaker selama 6 hari D. P E N G U J I A N



H a s i l



a s a m



K A D A R



s i t r a t



A S A M



y a n g



S I T R A T



d i p e r o l e h



Lab. Teknologi Bioproses Semester IV 2015/2016



LAPORAN PRAKTIKUM



PEMBUATAN ASAM SITRAT OLEH ASPERGILLUS NIGER L-51



Pembimbing Kelompok Tgl. Praktikum



: Muh. Saleh, S.T., M.T : II (dua) :



Nama Kelas/klp NIM



: Fitrah Nurul Imtinan : IIA : 331 14 008



PROGRAM STUDI D3 TEKNIK KIMIA JURUSAN TEKNIK KIMIA POLITEKNIK NEGERI UJUNG PANDANG 2016