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 300C.

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 250C. 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 300 + 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 300C 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.

 

 

Daftar Pustaka

 

Ali, S., Ikram-ul-Haq., M.A. Qadeer, and J. Iqbal. 2002.  Production of Citric Acid by Aspergillus niger Using Cane Molasses in a Stirred Fermentor.  Electronic Journal of Biotechnology Vol 5 No 3.

 

Murad A. El-Holi and Khalaf S. Al-Delaimy. 2003.Citric acid production from whey with sugars and additives by Aspergillus niger. African Journal of Biotechnology Vol. 2 (10), pp. 356-359.

HILDEGARD KIEL,* RUMIA GUVRIN, AND YIGAL HENIS. 1981. Citric Acid Fermentation by Aspergillus niger on Low Sugar Concentrations and Cotton Waste. APPLED AND ENVIRONMENTAL MICROBIOLOGY, JUly 1981, p. 1-4

About these ads

28 thoughts on “Fermentasi Asam Sitrat

  1. saya mahasiswa sain kimia tingkat akhir.pengen berkonsentrasi pada fermentasi.mo tanya kalo fermentasi dari onggok singkong bisa pa ga?trz klo prosesnya mengunakan ragi tape bisa pa g?nanti mekanismenya bagaimana.trs cara pembuatan sekala industry bagaimana.atas jawabanya saya ucapkan terimakasih yang sebesar2 nya.
    mohon jawaban dikirim melalui email saya.ana_chemtry@yahoo.co.id

  2. fermentasi asam sitrat dapat menggunakan onggok. asam yang diperoleh dari fermentasi ini harus dijadikan dulu menjadi kalsium sitrat. untuk Indonesia penggunaan onggok sangat memungkinkan.
    jika digunakan ragi tape maka bukan asam sitrat yang terbentuk tapi asam asetat. seperti pada pembuatan tape. karena yangn tumbuh bukan aspergillus tapi acetobacter.
    semoga bermnafaat

  3. Assalamualaikum.Wr.Wb
    Pak, kami membutuhkan informasi lebih jauh tentang kadar enzim alfa amilase dan gluko amilase dari jamur aspergillus niger dalam proses pembuatan bioetanol kurang/lebih 99.5%. Kami mohon jawabannya dikirim melalui email mocca_moe2@yahoo.co.id. Dan alamat tempat tinggal supaya dapat bertatap muka untuk kelanjutannya.Terima kasih
    Wassalmualaikum.Wr.Wb

  4. Bisanya asam sitrat di netralkan dulu dengan kapur sehingga terbentuk kalsium sitrat. kalsium sitrat akan mengendap sehingga dapat dipisahkan dari larutan fermentasi. endapan kemudian diasamkan lagi dengan asam sulfat sehingga terbentuk endapan kalsium sulfat dan asam sitrat dapat dipisahkan.
    cara lebih detil dapat dilihat di materi kuliab: http://ptp2007.wordprss.com ambil materi kulian.
    salam
    nur

  5. Assalamualaikum wr wb
    Pak, benarkah asam sitrat juga bisa sebagai chelating agent? lalu bagaimana cara fermentasi onggok agar dapat menghailkan asam sitrat?lantas, apakah memungkinkan asam sitrat meng-chelate mineral seperti zinc dalam proses fermentasinya?atau harus membiarkan asam sitrat dihasilkan baru di-chelate dengan mineral?

  6. salam…. aq mau tanya kenapa proses pembuatan asam sitrat yang disintesis secara kimia lebih mahal dibandingkan dengan fermentasi jamur? thanks tolong jawabannya yah

    • Aspergillus niger adalah jamur aerob sehingga proses yang umumdigunakan adalah aerob dengan menumbuhkan jamur pada media baik padat maupun cair tergantung percobaan kita

  7. pak mau tanya perbedaan mekanisme menggunakan onggok dengan ampas tebu dimana pak… trus kalo nggak ngerepoti tolong diemail aja pak… thx )

  8. Pak aku nanya: Untuk pembuatan Mocaf (Modified Cassava Flour) dari tepung singkong menjadi Mocaf, biasanya dikasih enzim sebagai starter. Apakah enzim itu bisa gantikan dgn bakteri (bakteri apa)? Trimakasih

  9. Trimaksih Pak Jawabannya. Bakteri asam laktat dimanakah bisa di dapat dari alam? Apakah kombucha bisa ataukah starter yoghart? adakah saran yg paling ekonomis? Trimakasih

    • bakter asam laktat dapat diisolasi dari alam, misalnya pada air rendaman kedelai yang mau dibuat tempe, dari rendaman singkong dsb kombucaha bukan laktata yogurt dimungkinkan

  10. Siang Pak,
    Nama saya : Delfrianto
    mau tanya lebih lenjut dan detail neh
    ” Pak saya berniat membuat citric acid atau asam sitrat dalam sekala rumahan (kapasitas 1 ton/hari produksi) tolong pak apa saja yg disiapkan dan tahap2x proses secara detail sehingga menghasilkan citric acid yg bagus

  11. Salam sejahtera
    pak saya mau memproduksi citric acid sekala rumahan ( 1 ton/hari ) tolong alat2x apa saja dan bahan2x apa saja yg harus saya siapkan dan langkah2x produksi secara detail….dan kalau saya membutuhkan bantuan saya harus hubungi siapa……thanks delfrianto@ yahoo.com

  12. asalamua”alaikum pak,,,,,,,,,,, tlg ya pak sy mau info, utk pengawet ebi atau terasi pengawet apa yg hrs sy gunakan dan brp komposisinya, mohon petunjuk nya krn sy srg rugi trasi dan ebi sy cpt membusuk, atas petunjukbpk sy atur trima ksh byk,,,,,,,,,,,

  13. assalamualaikum,
    pak mau tanya..,, kenapa yang di pake buat asam sitrat itu aspergillus niger..,, pertimbangan`a apa saja.. trimakasih atas jawabanya

Berikan Balasan

Isikan data di bawah atau klik salah satu ikon untuk log in:

WordPress.com Logo

You are commenting using your WordPress.com account. Logout / Ubah )

Twitter picture

You are commenting using your Twitter account. Logout / Ubah )

Facebook photo

You are commenting using your Facebook account. Logout / Ubah )

Google+ photo

You are commenting using your Google+ account. Logout / Ubah )

Connecting to %s