J. Sains MIPA, Edisi Khusus Tahun 2007, Vol. 13, No. 1
KONDISI OPTIMUM FERMENTASI ASAM ASETAT MENGGUNAKAN Acetobacter aceti B166 Hardoyo, Agus Eko Tjahjono, Dyah Primarini, Hartono dan Musa Balai Besar Teknologi Pati Badan Pengkajian dan Penerapan Teknologi Diterima 28 Agustus 2007, perbaikan 10 Desember 2007, disetujui untuk diterbitkan 27 Desember 2007
ABSTRACT The present study is concerned with optimalization condition of acetic acid fermentation by Acetobacter aceti B166. Some variable process, like alcohol concentration, pH and fermentation time were observed to find the optimum condition acetic acid production process. Media Hoyer was used in this study. The composition of media are : alcohol 6- 12 %; ( NH4)2SO4 0.18%; K2HPO4 0.01% ; KH2PO4 0.09% ; MgSO4. 7H2O 0.025% and FeCl2.6H2O 0.002%. In the 300 ml flask laboratium scale, maximum 6% acetic acid ( 100 % yield ) was obtained at 11 days fermentation with 6 % alcohol as raw material and the culture pH about 5.5 Keywords : Acetic acid, fermentation, acetobacter aceti
1. PENDAHULUAN Asam asetat atau lebih dikenal sebagai asam cuka (CH3COOH ) adalah suatu senyawa berbentuk cairan, tak berwarna, berbau menyengat, memiliki rasa asam yang tajam dan larut didalam air, alkohol, gliserol, eter. Pada tekanan atmosferik, titik didihnya 118.1oC. Asam asetat mempunyai aplikasi yang sangat luas di bidang industri dan pangan. Di Indonesia kebutuhan asam asetat masih harus diimport, sehingga perlu diusahakan kemandirian dalam penyediaan bahan tersebut. Proses produksi asam asetat dapat dilakukan secara kimiawi dan biologis. Proses kimiawi produksi asam asetat yang banyak dilakukan adalah oksidasi butana. Untuk kebutuhan pangan, produksi asam asetat harus dilakukan melalui proses biologis, salah satunya adalah fermentasi dari bahan baku alkohol1,2). Fermentasi dilakukan dengan menggunakan bakteri dari genus Acetobacter dalam kondisi aerobik. Salah satu spesies yang banyak digunakan untuk fermentasi asam asetat adalah Acetobacter aceti. Reaksi dasar fermentasi asam asetat adalah seperti pada Persamaan (1). Acetobacter aceti C2H5OH + O2 Alkohol
CH3COOH + H2O Asam asetat
(1)
Menurut Presscot dan Dunn dalam Tyasning, apabila kadar alkohol 14% atau lebih akan terbentuk suatu lapisan yang akan menghambat proses fermentasi, sehingga tidak semua alkohol dapat diubah menjadi asam asetat3). Bila kadar alkohol kurang dari 1 atau 2% asam asetat yang terbentuk akan teroksidasi menjadi air dan karbondioksida. Kondisi lingkungan ( temperatur, pH, pengadukan dan lain-lain) dan konsentrasi dari bahan-bahan baku akan mempengaruhi kuantitas dan kualitas dari asam asetat yang diproduksi. Penelitian ini dilakukan untuk melihat pengaruh beberapa variabel proses seperti kandungan alkohol, keasaman dan lama fermentasi terhadap asam asetat yang diproduksi, sehingga dapat ditentukan kondisi optimum proses produksi asam asetat. Penelitian ini dilakukan pada skala laboratorium (flask scale ). Sehingga tujuan dari penelitian ini adalah untuk mendapatkan kondisi terbaik ( optimum ) fermentasi asam asetat menggunakan bakteri Acetobacter aceti B166.
2007 FMIPA Universitas Lampung
17
Hardoyo dkk...Kondisi Optimum Fermentasi Asam Asetat
2. METODE PENELITIAN 2.1. Mikroorganisme Mikroorganisme yang digunakan dalam penelitian ini adalah bakteri Acetobacter aceti B166 2.2. Medium Media yang digunakan untuk proses fermentasi asam asetat adalah media Hoyer yang mempunyai komposisi : Alkohol 6-12%, (NH4)2SO4 0.18%, K2HPO4 0.01%, KH2PO4 0.09%, MgSO4.7H2O 0.025% dan FeCL3.6H2O 0.002% 2.3. Analisis-analisis Analisis yang dilakukan adalah : a. Konsentrasi asam asetat dengan menggunakan HPLC b. Derajat keasaman c. Kandungan alkohol sisa
3. HASIL DAN PEMBAHASAN 3.1. Pengaruh Konsentrasi Alkohol Alkohol dalam konsentrasi tinggi akan memperlemah aktivitas, bahkan bisa menjadi racun bagi bakteri Acetobacter aceti pada proses fermentasi asam asetat. Oleh karena itu dilakukan pengujian pengaruh berbagai konsentrasi alkohol didalam media terhadap produksi asam asetat. Adapun konsentrasi alkohol yang digunakan adalah antara 6% sampai 12%. Hasil penelitian pengaruh konsentrasi alkohol awal terhadap fermentasi asam asetat disajikan pada Gambar 1.
Asetat (%)
8 6 Asam asetat
4 2 0 6
7
8
9
10
11
12
alkohol (%)
Gambar 1. Pengaruh konsentrasi alkohol awal tehadap produksi asam asetat Dari hasil penelitian terlihat bahwa konsentrasi alkohol awal sebesar 6% masih memberikan hasil asam asetat 6% atau yield sekitar 100%, untuk waktu fermentasi 10 hari. Hal ini menunjukkan bahwa Acetobacter aceti B166 masih toleran terhadap konsentrasi alkohol awal 6% atau aktivitas Acetobacter aceti B166 masih bekerja dengan optimal. Pada konsentrasi alkohol awal lebih tinggi dari 6%, aktivitas Acetobacter aceti B 166 akan menurun atau sebagian bakteri mati, sampai konsentrasi alkohol awal 12%, seluruh bakteri Acetobacter aceti B 166 mati. Hal ini diindikasikan dengan makin menurunnya asam asetat yang diproduksi dan pada konsentrasi awal alkohol 12% tidak terproduksi asam asetat. Pada konsentrasi alkohol awal lebih besar dari 6%, alkohol akan menjadi racun bagi Acetobacter aceti B166. 3.2. Pengaruh Derajad Keasaman Awal ( pH awal ) Media Penelitian pengaruh derajad keasaman ( pH ) awal medium dilakukan pada pH 3.5 ; 4.5 ; 5.5 ; dan 6.5. Produk asam asetat diukur pada hari ke-10 fermentasi. Hasil penelitian pengaruh derajad keasaman awal (pH) medium terhadap produksi asam asetat disajikan pada Gambar 2.
18
2007 FMIPA Universitas Lampung
Asetat (%)
J. Sains MIPA, Edisi Khusus Tahun 2007, Vol. 13, No. 1
5,4 5,2 5 4,8 4,6 4,4 4,2 4
Series1
3,5
4,5
5,5
6,5
pH awal
Gambar 2. Pengaruh derajad keasaman awal ( pH awal ) media terhadap produksi asam asetat Dari penelitian terlihat bahwa pH awal 5.5 daripada medium akan memberikan produk asam asetat paling baik. Kondisi tersebut adalah kondisi paling baik bagi aktivitas Acetobacter aceti B166. 3.3. Pengaruh Lama Fermentasi Fermentasi asam asetat akan berlangsung sampai bahan baku alkohol yang ada didalam medium habis. Pengaruh lama fermentasi tehadap produksi asam asetat disajikan pada Gambar 3. 6 Asetat (%)
5 4 3
Series1
2 1 0 3
4
5
6
7
8
9
10 11 12
Lama fermentasi ( hari )
Gambar 3. Pengaruh lama fermentasi terhadap produk asam asetat Dari penelitian pengaruh lama fermentasi terhadap produksi asam asetat, terlihat bahwa pada hari ke-11 proses fermentasi sudah selesai. Hal ini ditunjukkan dengan produk asam asetat yang paling tinggi ( 6 % asam asetat atau yield 100 %). Apabila proses fermentasi diteruskan, terlihat kecenderungan konsentrasi asam asetat menurun3). Hal ini dimungkinkan oleh penguapan produk asam asetat oleh proses agitasi atau pengadukan.
4. KESIMPULAN DAN SARAN Dari penelitian yang telah dilakukan terhadap beberapa variabel yang mempengaruhi proses fermentasi asam asetat dari bahan baku alkohol dengan meggunakan aktivitas bakteri Acetobacter aceti B166, dapat disimpulkan : 1. Konsentrasi alkohol tertinggi didalam medium adalah 6 % 2. Derajad keasaman awal ( pH awal ) medium adalah 5,5. 3. Temperatur fermentasi adalah 30 oC 4. Lama fermentasi adalah 11 hari.
DAFTAR PUSTAKA 1.
Nasution, A. M. 1989. Mempelajari Beberapa Cara Fermentasi Dalam Pembuatan Vinegar Nira Aren. Fakultas Teknologi Pertanian. Institut Pertanian Bogor
2007 FMIPA Universitas Lampung
19
Hardoyo dkk...Kondisi Optimum Fermentasi Asam Asetat
2.
Parrondo, J. 2003. A note-Production of Vinegar from Whey. Journal of The Institute of Brewing. volume 104 no. 4. Pp 356-358
3.
Tyasning, R. 2006. Pengaruh Pengadukan, Aerasi dan Konsentrasi Etanol Pada Pembuatan Asam Asetat Dengan Metoda Kultur Terendam. Skripsi. Jurusan Teknik Kimia. Universitas Lampung
20
2007 FMIPA Universitas Lampung
