TUGAS MIKROBIOLOGI

“PERANAN BAKTERI SEBAGAI PENGHASIL ASAM ASETAT”

Oleh :

1. EFFI FITRIANA O73234009/ KIMIA 2007 A

2. NISFATUL KHASANAH 073234025/ KIMIA 2007 A

3. RIZKI LUTFIANA 063234232/ KIMIA 2006 B

UNIVERSITAS NEGERI SURABAYA

FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM

JURUSAN KIMIA

2010

PENDAHULUAN

Di dalam proses metabolisme ada zat- zat yang masuk atau zat- zat yang disusun, dan

adapula zat-zat yang dibongkar dan kemudian dikeluarkan sisa- sisanya. Zat yang disusun

maupun zat yang dihasilkan dalam penguraian itu disebut metabolit, yaitu metabolisme. Bakteri

memiliki zat- zat tertentu, baik untuk mengambil zat- zat makanan maupun untuk

membongkarnya. Zat- zat itu secara umum disebut secret, yaitu hasil (bahasa Latin secernere=

memisahkan); enzim- enzim terutama golongan hidrolase merupakan secret yang banyak

dihasilkan oleh bakteri.

Sisa dari zat makanan yang dibongkar, yang kemudian dikeluarkan oleh bakteri disebut

hasil ekskresi atau ekskret. Eksret itu dibuang belaka karena tidak lagi berguna bagi bakteri,

bahkan eksret dapat mengganggu kehidupannya, jika dibiarkan bertimbun- timbun.

Kecuali eksret, sering kali ada kedapatan hasil samping berupa zat- zat yang tidak

mempunyai hubungan langsung dengan metabolisme. Sebagai contoh, di dalam penyusutan

nitrat oleh bakteri denitrifikan, terlepaslah air, nitrit, dan energi. Energi diperlukan sendiri oleh

bakteri, air dibuang begitu saja, jadi merupakan ekskresi , sedang nitrit merupakan hasil

samping. Perlulah dimaklumi, bahwa kadang- kadang sukar untuk membedakan hasil ekskresi,

hasil samping, dan hasil ekskresi. Eksret yang dihasilkan mikroorganisme dapat berupa gas

atau zat- zat organik. Zat- zat organik diantaranya adalah asam asetat. Berikut adalah

penjelasan untuk pembuatan asam asetat melalui fermentasi.

A. FERMENTASI ASAM ASETAT

Kata Vinegar (cuka) berasal dari istilah Perancis Vinaigre yang berarti anggur asam.

Menurut Food and Drugs Administration di Amerika Serikat, cuka. cuka sari buah apel, cuka

apel dibuat melalui fermentasi alkoholik sari buah apel diikuti fermentasi asetat (Pelezar and

Chan, 1988). Sedangkan menurut Frazier (1976), cuka didefinisikan sebagai bumbu yang

dibuat dari bahan yang mengandung pati atau gula dengan fermentasi alkohol diikuti oksidasi

asetat.

B. BAHAN DASAR

Ada bermacam- macam cuka, perbedaannnya terutama terletak pada bahan yang dipakai

dalam fermentasi alkohol, seperti macam sari buah, sirup dan bahan lain yang mengandung pati

yang dihidrolisis. Bermacam- macam bahan yang dapat dibuat menjadi cuka adalah diantaranya

adalah:

1. Sari buah- buahan, misalnya apel, anggur, jeruk, dan sebagainya.

2. Sayur- sayuran yang mengandung pati misalnya kentang yang mangandung pati dan harus

dihidrolisis menjadi gula terlebih dahulu.

3. Biji- bijian gandum, seperti Barley, gandum hitam, jagung, dan gandum.

4. Minuman kerasau alkohol, misalnya dari bir, atau dari etil alkohol yang berubah sifat.

C. MIKROBA YANG BERPERAN

Mikroba yang berperan dalam proses pembuatan cuka adalah khamir dan bakteri.

Khamir yang berperan adalah Saccaromyces cerevisiae var. ellipsoideus. Sedangkan bakteri

yang berperan adalah dari genus Acetobacter(familia Pseudomonadaceae) dan genus

Bacterium. Beberapa jenis spesies Acetobacter diantaranya adalah : Acetobacter Aceti,

A.rancens, A.xylinum. Genus Bacterium yang ditemukan adalah: Bacterium schentzenbachii,

B.curvum, dan B.Orleannense.

D. PROSES PEMBUATAN

Proses pembuatan asam asetat terbagi menjadi tiga antara lain:

1. Fermentasi Aerob

Reaksi yang terjadi adalah:

Acetobacter aceti

C6H12O6 2 C2H5OH 2 CH3COOH + H2O + 116kal

glukosa etanol asam asetat

Pada proses fermentasi aerob ini terbagi dalam tiga metode antara lain:

a. Metode Lambat (Slow Methods)

Pada metode lambat ini bahan bakunya berupa buah- buahan . Etanol tidak banyak

bergerak atau mengalir karena proses dilakukan pada suatu tanki batch. Caranya adalah

sebagai berikut :

Memasukkan 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 meenjadi asam asetat. Bakteri vinegar di

permukaan larutan yang membentuk lapisan agar- agar tipis mengubah etanol menjadi

asam asetat atau vinegar (asetifikasi). Suhu yang dibutuhkan adalah sebesar 21 – 29oC.

Kelebihan metode lambat adalah prosesnya sederhana. Sedangkan

kekurangannnya adalah Proses relative lama dan jatuhnya lapisan tipis agar- agar dari

bakteri vinegar akan memperlambat asetifikasi.

b. Metode Cepat (Quick Methods)

Bahan baku berupa etanol cair, dimana bahan baku untuk basis 1 ton asam asetat

(100%) adalah alkohol 95% sebanyak 1.950 lb, sedikit nutrisi, dan udara sebanyak

11.000 lb. 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, rotan)

Bagian bawah: digunakan sebagai tempat mengumpulkan produk vinegar.

Gambar 1.Tangki proses fermentasi aerob

Cara kerja pada metode ini adalah:

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 30-350C.

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

Kelebihan metode ini adalah:

Biaya proses rendah

Konsentrasi produk asam asetat besar

Tangki proses membutuhkan sedikit tempat peletakannya

Penguapan sedikit.

Kekurangan Metoda cepat (Quick Methods) atau German process :

Waktu tinggal terlalu lama bila dibandingkan Metoda Perendaman (Submerged

Method)

Pembersihan tangki cukup sulit.

c. Metode Perendaman (Sumbermeged Methods).

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 Metoda Perendaman (Submerged Method):

Hampir disemua bagian tangki terjadi fermentasi

Kontak antar reaktan dan bakteri semakin besar

Kekurangan Metoda Perendaman (Submerged Method) adalah:

Biaya operasi relatif mahal.

Gambar 2. Tangki Metode Perendaman

2. Fermentasi anaerob

Clostridium thermoaceticum

C6H12O6 3 CH3COOH

glukosa asam asetat

Bakteri yg digunakan dalam prose anaerob adalah 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.

Kelebihan proses anaerob antara lain:

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

Kekurangan proses anaerob antara lain:

Kosentarasi asam asetat lebih rendah dibandingkan dengan proses aerob

Biaya proses lebih mahal dibandingkan dengan proses aerob

Tabel 1. Perbedaan energi untuk memproduksi 1 ton asam asetat

E. PEMURNIAN ASAM ASETAT

Pemurnian asam asetat dapat dilakukan dengan tahapan:

a. Dari distilasi bertingkat akan dihasilkan beberapa jenis asam asetat :

b. Asam asetat glacial (99,5 %)

c. Asam asetat teknis (80 %)

d. Secara komersial kadar asam asetat sebesar 6, 28, 30, 36, 60, 70, dan 80 %

F. ALKOHOL ASAM ASETAT

Asetaldehid adalah senyawa intermedier dalam reaksi ini. Diantar produk akhirnya

adalah sejumlah kecil aldehid, ester, aseton, dan sebagainya. Bau cuka yang sedap berasal dari

adanya bermacam- macam ester seperti etil asetat, dari alkohol, gula, gliserin dan minyak

menguap yang dihasilkan dalam jumlah kecil oleh aksi mikroba. Bau inijuga dapat berasal

dari sari buah- buahan yang di fermentasi, gandum, atau cairan bersifat alkohol lainnya, dari

apap cuka dibuat.

Metode pembuatan cuka dapat dibedakan menjadi metode lambat seperti yang

dikerjakan di rumah, atau metode let alone, metode Perancis atau Orleans, dan metode cepat,

seperti proses pembuatan dengan genera atau prosedur fogging. Pada metode lambat, cairan

alkohol tidak bergerak selama asetifikasi, sedangkan pada metode cepat, cairan alkohol

begerak. Metode lambat mengguanakan sari buah- buahan yang di fermentasi atau cairan

gandum untuk menghasilkan asam asetat. Sedangkan merode cepat kebanyakan untuk

menghasilkan cuka dari minuman keras (alkohol). CAiran gandum atau buah disediakan

untuk makanan bakteri cuka, tetapi untuk memelihara bakteri cuka aktif dalam metode cepat

dengan mengguanakan alkohol, ditambah dengan vinegar food, yang merupakan kombinasi

senyawa organic dan anorganik.

Prosentase cuka yang dinyatakan dalam grain, yaitu 10 kali jumlah gram asetat per

100 ml cuka. Jadi cuka 40 grain mengandung 4 gram asam asetat per 100ml cuka padasuhu

2000C.

Gambar 1. Proses Pembutana vinegar/ asam cuka (Tesfaye,W.et antara lain.2004)

G. MANFAAT ASAM ASETAT

Manfaat asam asetat antara lain:

a. Asam asetat digunakan dalam produksi polimer seperti polietilena tereftalat, selulosa

asetat, dan polivinil asetat, maupun berbagai macam serat dan kain.

b. Pengatur keasaman pada industri makanan

FERMENTASI ALKOHOL

FERMENTASI ASAM ASETAT

PROSES PENUAAN / AGING

ASAM CUKA (VINEGAR)

c. Pelunak air

d. Minuman fungsional misal: cuka apel

e. Sebagai bahan baku Vinil asetat, Selulosa asetat, Asetat Anhidrit, Ester Asetat, dan

Garam Asetat.

H. PENYEBAB KERUSAKAN ASAM ASETAT

Logam dang arm- garamnya menyebabkan kekeruhan dan perubahan warna cuka.

Kerusakan yang disebabkan mikroorganisme dapat menyebabkan rendahnya mutu bahan dari

apa cuka dibuat atau rendahnya mutu cuka itu sendiri. Spesies Lactobacillus dan Leuconostoc

dalam sari buah- buahan tidak hanya bertanggung jawab pada rasa tidak enak, tetpi juga

menghasilkan asam yang tidak diinginkan. Kesulitan ini tidak dapat dikurangi dengan

penambahan sulfur dioksida pada sari buah, tetapi kemikalia ini menghambat bakteri cuka.

Kerusakan cuka diantaranya adalah rusaknya asam asetat pada produk. Lapisan tipis

bakteri pada proses pembuatan cuka mengurangi kecepatan asetifikasi. Oksidasi asam asetat

dalam cuka menjadi karbondioksida dan air dapat ditimbukkan oleh bakteri asam asetat

sendiri selama proses pembuatan cuka jika kekurangan alkohol atau aerasinya berlebihan.

Organisme lain yang dapat mengoksidasi asam asetat pada keadaan aerob adalah lapisan

khamir, jamur benang dan algae.

DAFTAR PUSTAKA

Anonim.2005.Bioteknologi Pangan Indonesia. http://www.adobe.com/go/reader9_create_pdf.

Diakses tanggal 20 Maret 2010

Anonim.2009.http://id.wikipedia.org/w/index.php?title=Asam_asetat&action=edit.Diakses

tanggal 20 Maret 2010

Anonim. 2009.http://id.wikipedia.org/wiki/Asetat. Diakses tanggal 20 Maret 2010

Frazier. Food Microbiology. 1978. McGraw-Hill. Amerika

Iqbalali.2008. http://iqbalali.com/biologi/. Diakses tanggal 20 Maret 2010

Nur, H.S.2005.Bioscinteae. http://bioscientiae.tripod.com.

Pelczar, M.J. 1986. Dasar-dasar mikrobiologi. Jakarta: Universitas Indonesia Press