Asam Sitrat - WordPress.com

Oleh :
Kelompok
Kelompok
Kelompok
Kelompok
8
9
10
11
Proses pembuatan baki dangkal dan kultur
rendam pada pembuatan :
1. Asam sitrat
2. Asam asetat
3. Asam laktat

Asam sitrat merupakan asam organik lemah yang ditemukan pada daun
dan buah tumbuhan genus Citrus (jeruk-jerukan). Senyawa ini
merupakan bahan pengawet yang baik dan alami, selain digunakan
sebagai penambah rasa masam pada makanan dan minuman ringan.
Dalam biokimia, asam sitrat dikenal sebagai senyawa antara dalam
siklus asam sitrat yang terjadi di dalam mitokondria, yang penting
dalam metabolisme makhluk hidup. Zat ini juga dapat digunakan
sebagai zat pembersih yang ramah lingkungan dan sebagai antioksidan.

Asam sitrat terdapat pada berbagai jenis buah dan sayuran, namun
ditemukan pada konsentrasi tinggi, yang dapat mencapai 8% bobot
kering, pada jeruk lemon dan limau (misalnya jeruk nipis dan jeruk
purut).
Limun, jeruk dan buah-buahan semacam ini mengandung banyak
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. Garam sitrat dengan berbagai jenis logam digunakan untuk
menyediakan logam tersebut (sebagai bentuk biologis) dalam banyak
suplemen makanan. Sifat sitrat sebagai larutan penyangga digunakan
sebagai pengendali pH dalam larutan pembersih dalam rumah tangga dan
obat-obatan.
Kemampuan asam sitrat untuk meng-kelat logam menjadikannya
berguna sebagai bahan sabun dan deterjen. Dengan meng-kelat logam pada
air sadah, asam sitrat memungkinkan sabun dan deterjen membentuk busa
dan berfungsi dengan baik tanpa penambahan zat penghilang kesadahan.
1. Fermentasi
Dapat dilakukan menggunakan 2 macam metode
fermentasi : permukaan (surface process) dan bawah
permukaan (submerged process) • Pada tahap tropofase,
sebagian dari glukosa digunakan untuk membentuk
miselium dan respirasi • Pada tahap idiofase, sisa glukosa
diubah menjadi asam organik, termasuk asam sitrat •
Produksi berkisar antara 40‐69% dalam bentuk asam
sitrat‐1‐hidrat (123 g per 100 g sukrosa) atau asam sitrat
anhidrat (112 g per 100 g sukrosa).
Medium untuk metode ini dapat berupa
substrat padat atau cair • Substrat padat :
wheat bran, amilum ubi (sweet potato) •
Setelah disterilisasi, substrat ditaburkan dalam
loyang setebal 3‐5 cm lalu diinkubasi pada 28
°C • Pertumbuhan dapat dipercepat dengan
penambahan enzim amilase • Proses
fermentasi berlangsung 5‐8 hari
80% produksi asam sitrat di dunia
menggunakan metode ini • Waktu fermentasi 8
hari • 3 parameter yang menentukan
keberhasilan proses : kualitas fermentor,
struktur miselium, pasokan oksigen.
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.

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.

2. KULTUR RENDAM
proses produksi asam sitrat yang sampai saat ini
lazim digunakan, biakan kapang Aspergillus niger
diberi sukrosa agar membentuk asam sitrat. Setelah
kapang disaring dari larutan yang dihasilkan, asam
sitrat diisolasi dengan cara mengendapkannya dengan
kalsium hidroksida membentuk garam kalsium sitrat.
Asam sitrat di-regenerasi-kan dari kalsium sitrat
dengan penambahan asam sulfat.
Asam asetat merupakan senyawa organik
yang mengandung gugus asam karboksilat.
Asam asetat juga merupakan senyawa kimia
organik yang memberikan rasa asam dan bau
tajam pada vinegar termasuk asam lemah yang
bersifat korosif dan dapat menyebabkan iritasi
pada mata dan hidung.
1. Fermentasi Aerob
2. Fermentasi Anaerob
3. Kultur rendam
 Fermentasi
Aerob
Acetobacter aceti
C6H12O6
glukosa
2 C2H5OH
etanol
 Fermentasi
Anaerob
2 CH3COOH + H2O + 116 kal
cuka asam
Clostridium thermoaceticum
C6H12O6
glukosa
3 CH3COOH
asam asetat
a.
Metoda lambat (Slow Methods)
a.
Metoda cepat (Quick Methods) atau
German process
 Bahan baku berupa buah-buahan
 Etanol tidak banyak bergerak atau mengalir
karena proses dilakukan pada suatu tangki batch
 Memasukan jus buah, yeast, dan bakteri vinegar
ke dalam tangki
 Sebagian jus buah terfermentasi menjadi etanol
(11-13 % alkohol) setelah beberapa hari
 Etanol yang ada di permukaan tangki
terfermentasi menjadi asam asetat
 Bakteri vinegar di permukaan larutan yang
membentuk lapisan agar-agar tipis mengubah
etanol menjadi asam asetat atau vinegar
(asetifikasi)
 Temperatur 21- 29 oC
Kelebihan Metoda lambat (Slow Methods) :
 Proses sangat sederhana
Kekuranagan Metoda lambat (Slow Methods) :
 Proses relative lama berminggu-minggu atau
berbulan-bulan
 Jatuhnya lapisan tipis agar-agar dari bakteri
vinegar akan memperlambat asetifikasi
Bahan baku berupa etanol cair
Bahan baku untuk basis 1 ton asam asetat(100%)
Proses fermentasi terjadi di dalam tangki
pembentukan (Frings generator) yang terbuat
dari kayu atau besi
Bagian-bagian dari tangki pembentukan :
 Bagian atas, tempat alkohol dimasukkan
 Bagian tengah, terdapat bahan isian
(berupa: kayu, tongkol jagung, rottan)
 Bagian bawah, digunakan sebagai tempat
mengumpulkan produk vinegar.
 Mendistribusikan campuran etanol cair (10,5 %), vinegar(1
%), dan nutrisi melalui bagian atas tangki dengan alat
sparger
 Udara dialirkan secara countercurrent melalui bagian bawah
tangki
 Panas yang timbul akibat reaksi oksidasi diambil dengan
pendingin. Temperatur operasi dipertahankan pada rentang
suhu 30-35 oC
 Produk yang terkumpul di bagian bawah tangki
mengandung asam asetat optimum sebesar 10- 10,5 %.
Sebagian produk direcycle dan sebagian yang lain di
keluarkan dari tangki
 Bahan baku 2.500 gal dengan produk 10,5 % asam asetat
memerlukan waktu proses 8-10 hari
Waktu tinggal terlalu lama bila
dibandingkan Metoda Perendaman
(Submerged Method)
Pembersihan tangki cukup sulit
Biaya proses rendah
Konsentrasi produk asam asetat besar
Tangki proses membutuhkan sedikit
tempat peletakannya
Penguapan sedikit
Bakteri Clostridium thermoaceticum
Mampu mengubah gula menjadi asam
asetat
Temperatur proses sekitar 45- 65 oC; pH
2-5
Memerlukan nutrisi yang mengandung
karbon, nitrogen dan senyawa anorganik
 Mengubah gula menjadi sama asetat dengan
satu langkah
 Bakteri tumbuh dengan baik pada temperatur 60
oC. Perbedaan temperatur yang besar antara
suhu media dengan suhu air pendingin
memudahkan dalam pembuangan panas
 Kontaminasi dengan organisme yang
membutuhkan O2 bisa diminimalisasi karena
bekerja pada kondisi anaerob
 Organisme yang hanya dapat hidup dalam
kondisi mendekati pH netral akan mati karena
operasi fermentasi dilakukan pada kondisi asam
pH 4,5
 Kosentarasi asam asetat lebih rendah
dibandingkan dengan proses aerob
 Biaya proses lebih mahal dibandingkan dengan
proses aerob
 Umpan yang mengandung 8-12 % etanol diinokulasi
dengan Acetobacter acetigenum
 Temperatur proses 24-29 oC
 Bakteri tumbuh di dalam suspensi(gelembung udara dan
cairan yang difermentasi)
 Umpan di masukan melewati bagian atas tangki
 Udara didistribusikan dalam cairan yang difermentasi
sehingga membentuk gelembung- gelembung gas. Udara
keluar tangki melewati bagian atas tangki
 Temperatur proses dipertahankan dengan menggunakan
koil pendingin stainless steel
 Defoamer yang terpasang di bagian atas tangki
membersihkan busa yang terbentuk dengan sistem
mekanik
Kelebihan :
 Hampir disemua bagian tangki terjadi
fermentasi
 Kontak antar reaktan dan bakteri semakin
besar
Kekurangan :
 Biaya operasi relatif mahal
 Asam asetat digunakan dalam produksi polimer
seperti polietilena tereftalat, selulosa asetat,
dan polivinil asetat, maupun berbagai macam
serat dan kain.
 Pengatur keasaman pada industri makanan
 Pelunak air
 Minuman fungsional misal: cuka apel
 Sebagai bahan baku Vinil asetat, Selulosa
asetat, Asetat Anhidrit, Ester Asetat, dan Garam
Asetat
Asam laktat merupakan produk hasil metabolisme
karbohidrat
tanpa
menggunakan
oksigen
(metabolisme anaerob). Asam laktat diproduksi di sel
otot saat suplai oksigen tidak mencukupi untuk
menunjang produksi energi. Produk asam laktat
normal terdapat di dalam tubuh manusia.
Pada awalnya asam laktat dianggap sebagai zat
sisa. Asam laktat yang diproduksi kemudian
menumpuk di otot dan dicurigai menyebabkan
kelelahan selama olahraga dan kram otot setelah
selesai olahraga. Sekarang dengan hasil yang
terbaru, asam laktat bukan merupakan “musuh”
dari otot. Asam laktat merupakan bahan energy
yang penting selama olahraga yang berlangsung
lama. Hal ini karena asam laktat yang dibentuk
oleh sel otot dapat digunakan oleh sel otot lain
nuntuk membentuk energy.
Saat olahraga permintaan oksigen melebihi
suplai sehingga timbul metabolisme anaerob
yang menghasilkan asam laktat. Asam laktat
ini kemudia akan diserap oleh sel otot untuk
djadikan bahan bakar. Pada orang yang rutin
berolahraga atau atlet, terjadi peningkatan
efektivitas pemakaian asam laktat sehingga
mereka mampu berolahraga dalam jangka
waktu lebih lama. Dibandingkan membuat
lelah, asam laktat justru memperlambat
terjadinya kelelahan dan meningkatkan
kemampuan dalam olahraga.
Fermentasi asam laktat merupakan proses dimana sel-sel
otot kita berhubungan dengan piruvat selama respirasi anaerobik.
Sel-sel mengubah piruvat, produk glikolisis menjadi asam laktat.
Ketika sel-sel kita membutuhkan energi, mereka memecah
molekul sederhana seperti glukosa. Proses untuk memecah
glukosa secara anaerobik disebut glikolisis. Glikolisis terjadi dalam
sitosol sel dan tidak melibatkan oksigen.
Ketika glikolisis selesai, dua molekul piruvat yang tersisa.
Biasanya, mereka piruvat akan berubah dan akan memasuki
mitokondria. Setelah di mitokondria, respirasi aerobik akan
istirahat mereka pecah lebih lanjut, melepaskan lebih banyak
energi. Namun, ada kalanya sel otot kita tidak menerima oksigen
yang mereka butuhkan untuk melakukan respirasi aerobik. Hal ini
terjadi ketika kita mempekerjakan mereka terlalu keras. Mereka
masih membutuhkan energi, sehingga mereka melakukan
glikolisis, tetapi mereka tidak dapat kemudian melakukan respirasi
aerobik. Ini adalah ketika mereka beralih ke fermentasi asam
laktat.
proses fermentasi asam laktat adalah sebagai
berikut:
C6H12O6 + ENZIM = 2 C2H5OCOOH +
ENERGI
1. Proses fermentasi Homolactic
Pada proses ini terjadi perubahan glukosa mnjadi
piruvat. Lalu terbentuklah 2 molekul asam lktat.
Proses ini menggunakan enzim laktat
Dehidrogenase.
2. Proses Fermentasi Heterofermentatif
Proses inin menggunakan piruvat sebagai
penghasil asam laktat, etanol dan karbon
dioksida sebagai hasil bawa bentuan enzim
dehidrogenanse laktat dan piruvat dekarboksilase