LAPORAN PRAKTIKUM BIOPROSESFERMENTASI ASAM SITRAT OLEH ASPERGILLUS NIGER(FERMENTASI AEROB)SEMESTER GENAP TAHUN AJARAN 2014

MODUL: Fermentasi Asam Sitrat oleh Aspergillus Niger PEMBIMBING: Bintang Iwhan

PEMBUATAN: 14 Oktober 2014PENYERAHAN: 22 Oktoberhvx 2014

Oleh :Ardi Herdiana 1314110Hidniati Shafira131411010Imtihani Fauziah131411011Nurisyaban Aziezah131411021

2 A- D3 Teknik KimiaKelompok 7

PROGRAM STUDI DIPLOMA III TEKNIK KIMIAJURUSAN TEKNIK KIMIAPOLITEKNIK NEGERI BANDUNG2014

I. PENDAHULUAN1.1 Tujuana. Memahami perbedaan komposisi media fermentasi untuk pertumbuhan dan produksib. Memahami kondisi operasi optimum untuk pembentukan produk asam sitratc. Memahami jenis pola pembentukan produk asam sitrat

II. DASAR TEORIAsam sitrat merupakan suatu asidulan yaitu senyawa kimia yang bersifat asam yangditambahkan pada proses pengolahan makanan dengan berbagai tujuan. Asidulan dapatbertindak sebagai penegas rasa dan warna atau menyelubungi after taste yang tidak disukai.Penambahan asam dapat menurunkan pH makanan sehingga menghambat pertumbuhanmikroba pembusuk. Awalnya asam sitrat diperoleh dalam bentuk kristal melalui proses isolasi dari juice lemon oleh Scheele pada tahun 1784. Lalu pada tahun 1880 Grimoux dan Adam mensintesis asam sitrat dari glycerol. Dan pada tahun 1893 Wehmer mengindikasikan bahwa asam sitrat dapat diperoleh melalui proses fermentasi larutan gula oleh beberapa jenis fungi. Hingga kini proses produksi komerasial asam sitrat diperoleh melalui proses fermentasi.Asam sitrat dianggap sebagai hasil metabolit dari metabolisme energi, dimana konsentrasi akan meningkat menjadi jumlah yang cukup hanya jika di bawah kondisi ketidakseimbangan substansi metabolik. Kondisi fermentasi asam sitrat diresmikan pada 1930-an dan1940-an, ketika efek dari komponen berbagai media dievaluasi. Mekanisme biokimia di mana Aspergillus niger menumpuk asam sitrat terus menarik minat meskipun produksi komersial dengan fermentasi telah ditetapkan selama beberapa dekade. Meskipun penelitian biokimia dasar yang luas telah dilakukan dengan A. niger, pemahaman peristiwa yang relevan untuk akumulasi asam sitrat tidak sepenuhnya dipahami. Ulasan ini difokuskan pada fermentasi asam sitrat oleh A. niger. Penekanan diberikan pada aspek biokimia fermentasi, transportasi membran dalam A. niger, dan pemodelan proses produksi.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 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.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.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.

Pengkondisian awal media produksi asam sitrat untuk menghasilkan produksi asam sitrat yang tinggi dilakukan dengan membatasi/ mengurangi satu atau lebih elemen-elemen essensial, seperti fosofr, Mn, Zn atau Fe. Fosfor merupakan makro nutrien yang dibutuhkan sel untuk mansintesa nukleotida dan komponen-komponen phosphorylated lain. Kehadiran logam-logam trace dalam media produksi akan menurunkan produksi asam sitrat secara nyata. Karakteristik media produksi asam siitrat yang mendukung pembentukan produkk adalah memiliki konsentrasi substrat gula yang tinggi, konsentrasi fosfat yang rendah, pHrendah di bawah 2, kelarutan oksigen yang tinggi dan ketiadaan logam-logam trace seerti Mn2+, Fe2+, dan Zn2+ (Rohr, Max dkk, 1982). Asam sitrat terjadi dalam sistem terminal oksidasi metabolisme mikroorganisme. Sistem ini dinyatakan sebagai Krebs Cycle. Penumpukan/ akumulasi asam sitrat dapat terjadi jika siklus pecah/ putus.Pembentukan produk mikrobial dapat dogolongkan dalam 3 pola yaitu: Pola pembentukan produk yang berasosiasi dengan pertumbuhan. Laju pembentukan spesifik produk berbanding lurus dengan laju spesifik pertumbuhan. Enzim merupakan contoh produk yang dihasilkan dari pola pertumbuhan di atas. Pola pembentukan produk yang tidak berasosiasi dengan pertumbuhan. Pembentukan produk adalah konstan. Antibiotik merupakan metabolit sekunder yang terbentuk melalui pola pembentukan produk yang tidak berasosiasi dengan pertumbuhan. Pola campuran, produk terbentuk selama pertumbuhan yang lambat dan fase stasioner. Laju spesifik pembentukan produk mengikuti persamaan Luedeking-Piret. Asam laktat, xanthan gum merupakan contoh metabolit sekunder yang diproduksi melalui pola campuran.

KESIMPULAN Pada fermentasi aerob, tidak terbentuk spora karena pada setelah ditambahkan inokulum tidak langsung diaerasiPembahasan fermentasi aerob (hidniati shafira)

Pada praktikum pembuatan asam sitrat dengan menggunakan jamur Aspergillus niger media untuk pertumbuhan menggunakan media Shu and Johnson. Media Shu and Johnson mengandung sumber karbon, Nitrogen, Magnesium, Kalium, Fosfor, dan beberapa trace element seperti Mn2+, Fe2+ dan Zn2+. Karena proses yang dilakukan merupakan fermentasi aerob (memerlukan oksigen), maka dalam proses ini memerlukan aerasi. Dalam proses pertumbuhannya, jamur Aspergillus niger memerlukanoksigenyang cukup (aerobik) agar proses fermentasi berjalan dengan optimal. Aerasi berfungsi untuk mempertahankan kondisi aerobik untuk desorbsi CO2, mengatur temperatur substrat, dan mengatur kadar air. Aerasi yang diberikan juga membantu menghilangkan sebagian panas yang dihasilkan sehingga temperatur dapat dipertahankan pada temperatur optimal untuk produksi enzim oleh mikroorganisme.Pembuatan media dengan menambahkan nutrisi-nutrisi yang dibutuhkan oleh jamur seperti sukrosa, urea, KH2PO4, MgSO4.7H2O, dan FeCl3. pH media dibuat dalam keadaan asam dengan nilai pH sekitar 3 dengan menambahkan HCl kedalam media. Aspergillus niger dilakukan inokulasi pada media pertumbuhan sebanyak 10 ml pada hari pertama. Inokulasi dilakukan dengan teknik aseptis dan dilakukan dengan menuangkan kurang lebih 2 ml media kedalam tabung reaksi yang berisi kultur murni kemudian dituangkan kembali pada media pertumbuhan 10 ml. Media pertumbuhan kemudian disimpan pada incubator shaker dan diinkubasi selama 24 jam. Setelah diinkubasi media pertumbuhan dipindahkan pada media dengan skala yang lebih besar yakni ditambahkan 90 ml media, dilakukan pemindahn secara aseptis dan media kembali diinkubasi selama 24 jam dalam incubator shaker. Media yang telah dibuat disterilisasi terlebih dahulu untuk menghilangkan mikroba yang ada dalam media tersebut. Pada hari selanjutnya, media di tambahkan sebanyak 900 ml dan langsung dipindahkan ke dalam fermentor yang dialiri oleh oksigen dan dilengkapi oleh leher angsa untuk menghindari kontaminasi dari udara. Lalu sampel diambil untuk menghitung brix dan juga konsentrasi asam sitrat yang telah dihasilkan. Brix dihitung dengan menggunakan refraktometer dan konsentrasi asam sitrat diperoleh dengan melakukan titrasi. Sampel diberi indikator pp dan dititrasi dengan NaOH 0.01 N. Waktu (jam)Konsentrasi asam sitratKosentrasi sukrosa

00.043218,69 %

26.40.039217,46 %

27.40.044918,38 %

28.40.045518,69 %

43.50.044817,76 %

47.240.04418,69 %

67.350.060417,76 %

71.50.055218,69 %

73.150.054417,46 %

Pada akhir proses didapatkan konsentrasi asam sitrat yang diperoleh sebesar 5,44 % (v/v) dengan konsentrasi sukrosa yang tersisa sebesar 17,46 % (b/v) dengan waktu proses berlangsung selama 3 hari.