ABSTRAK
Asam Glutamat merupakan salah
satu jenis asam amino yang dihasilkan oleh mikrobia tertentu, misalnya: Micrococcus glutamicum
atau Corynebacterium glutamicum.
Selain mikroorganisme tersebut, asam glutamate dapat juga diproduksi oleh Brevibacterium
circulars, Brevibacterium megaterium, B. circus, B. divanicatum, B. flavum, B.
flavum, dan B. laktofermantum.
Asam Glutamat digunakan
sebagai bahan utama dalam pembuatan MSG (Monosodium Glutamat) melalui proses
fermentasi. Jalur yang digunakan adalah EMP (Embden Meyerhoof Partnas) dan HMS
(Hexosa Monofosfat Shunt), dan langkah awal siklus krebs. yaitu dengan mengubah
glukosa menjadi asam glutamate dengan enzim L-glutamat dehidroginase.
MSG
dewasa ini produksinya sudah dibatasi. Hal ini disebabkan efeknya yang kurang
baik bagi kesehatan. Penelitian dari Jepang, membuktikan bahwa seekor burung
yang diberi konsumsi MSG pada makanannya terdeteksi menderita kanker otak.
I.
JUDUL: Produksi Asam Amino (Asam Glutamat)
II.
Latar
Belakang
Dewasa ini, setiap perkembangan ilmu
yang dihasilkan manusia pasti diikuti dengan penerapannya dalam kehidupan. Ilmu
tersebut dikembangkan dengan metode ilmiah dan diterapkan dalam bentuk
teknologi. Bioteknologi tidak hanya
berkembang pada akhir-akhir ini saja. Perkembangan bioteknologi telah melalui
sejarah yang panjang sebelum manipulasi genetic mulai berkembang. Bioteknologi
telah dikenal dan dilakukan oleh masyarakat tradisional
Walaupun tanpa sebutan bioteknologi. Bioteknologi tradisisonal merupakan
bioteknologi yang memanfaatkan mikroba. Salah satu aplikasi dari bioteknologi
tradisional produksi asam amino yang secara substansialnya akan dibahas
mengenai Produksi asam glutamat (MSG) dengan menggunakan Micrococcus glutamicum atau Corynebacterium
glutamicum.
III.
TUJUAN
Tujuan
dari produksi asam glutamate (MSG) yang berorientasi pada produksi asam
amino
yaitu:
1. Proses
pembentukan asam Glutamat (MSG) dengan bantuan bakteri
2. Bakteri
yang terlibat dalam proses pembentukan asam glutamat (MSG)
3. Teknik
yang digunakan dalam pembentukan asam glutamate (MSG)
IV. MANFAAT
Manfaat
dari produksi asam glutamate (MSG) dapat mengetahui dengan baik:
1. Proses
pembentukan asam Glutamat (MSG) dengan bantuan bakteri
2. Bakteri
yang terlibat dalam proses pembentukan asam glutamat (MSG)
3.
Teknik yang digunakan dalam pembentukan asam glutamate (MSG)
V. KAJIAN PUSTAKA
A.
Tinjauan
Umum Asam Glutamat
Sampai sejauh ini asam glutamate
adalah asam amino yang paling komersial untuk memproduksi monosodium glutamat
atau MSG senbagai penyedap rasa. Produksi dunia MSG hanya dihasilkan melalui tekhnik
fermentasi. Atau dengan kata lain memamanfaatkan jasa mikrobia.
Monosodium Glutamat
diperoleh dengan pengkristalisassian asam glutamate yang dihasilkan oleh bakteri tertentu. Asam
glutamate sendiri sejenis asam amino yang dihasilkan melalui proses metabolisme
glukosa dengan menggunakan jalur Embden
Meyerhof dan langkah awal siklus krebs.
MSG atau yang lebih sering kita
kenal dengan nama vetsin, dewasa ini produksinya sudah dibatasi. Hal ini
disebabkan efeknya yang kurang baik bagi kesehatan. Konsumsi MSG yang
berlebihan dapat menimbulkan penyakit alergi, menurunnya daya ingat , dll. Penurunan daya ingat disebabkan oleh kerusakan
sel-sel otak. Bahkan dari penelitian ilmuan di Jepang, membuktikan bahwa bahwa
seekor burung yang diberi konsumsi MSG pada makanannya terdeteksi menderita
kanker otak.
B.
Produksi
Asam Glutamat
Banyak
genus yang dapat menghasilkan asam glutamate yang tinggi, misalnya Micrococcus,
Corynebacterium, Brevibacterium dan Mico bacterium. Pembentukan asam glutamate
dapat dilakukan dengan menggunakan Micrococcus
glutamicum yang kemudian dikenal dengan nama Corynebacterium glutamicum. Reaksi yang terjadi dalam produksi asam
gultamat adalah sebagai berikut:
1. Metabolisme
Glukosa melalui jalur EMP (Embden Meyerhoof Partnas) dan HMS (Hexosa Monofosfat
Shunt)
2. Pada
laju aerasi yang rendah, jalur EMP lebih dominan sehingga Asam Laktat lebih
terakumulasi jika dibandingkan daripada Asam Glutamat.
3. Dengan
udara cepat, Sistem HMS akan dominan sehingga asam glutamate akan terakumulasi.
Setelah asam glutamate terbentuk, maka mikroorganisme hanya mempunyai sedikit
kemampuan untuk menguraikan produk yang terjadi.
A. Sistem HMS (Hexosamonofosfat Shunt)
Pada sistem HMS, glukosa dioksidasi menjadi glukonat.
Dari 6-phosphoglukonat dan ribose 5-phosfat terbentuklah piruvat dan asetat.
Mikroorganisme ini tidak dapat mensintesis asam glutamate dari piruvat dan
laktat, tetapi dapat memproduksi asam glutamate dari malat dan sitrat. Malat
dihasilkan dari reaksi enzim, karena asam dengan 4 karbon dibutuhkan untuk
pembentukannya. Asam sitrat dibentuk dari asetat dan oksalat kemudian dioksidasi
menjadi asam glutamate melalui NADP-dehidrogenasie khusus, misalnya
isositrat-dehidrogenase dan L-glutamat dehidrogenase yang terhadap dalam ion
ammonium.
B.
Jalur
Embden Meyerhof dan Langkah Awal Siklus Krebs.
Jalur utama produksi asam glutamate adalah dari glukosa
adalah memlalui jalur Embden Meyerhof
dan langkah awal siklus krebs.
Glukosa
Gluosa-6-Phospat
Fruktosa-6Phospat
Fruktosa-1,6-Diphospat
Dihidroksi aseton
Phospat Gliseral aldehida-3-Phospat
1,3 Dipospogliserat
3 pospogliserat
2 phospogliserat
CO2 Pospoenolpiruvat
Piruvat
Oksaloasetat CO2
Asetil CoA
Sitrat
Cis-Akonitat biasa
Isositrat
CO2
α-ketoglutarat
NH4
Glutamat
Selain
mikroorganisme tersebut diatas, asam glutamate dapat diproduksi oleh Brevibacterium
circulars, Brevibacterium megaterium, B. circus, B. divanicatum, B. flavum, B.
flavum, B. laktofermantum dan lain sebagainya.
C. Produksi MSG (Monosodium Glutamat)
1. Proses pembuatan
Proses produksi MSG
dalam skala industri berkembang dengan pesat setelah penemuan bakteri
Corynebacterium glutamicum. Setelah tahun 1962 Jepang menemukan bakteri
Brevibacterium flavum dan Brevabacterium laktofermentum yang kini banyak digunakan.
Pertama-tama biakan liofil yang telah diinokulasikan ke dalam medium tangki
starter. Penururnan pH akibat terbentuknya asam pada prosese pembuatan
prastarter tida diinginkan, karena akan mengubah pola pertumbuhan. Oleh karena
itu untuk mencegah agar pH tidak turun lebih rendah dari 7. Untuk itu ke dalam
tabung labu prastarter perlu dimasukkan CaCO3 sebanyak 3%. Di dalam
tangki pembibitan, penggunaan CaCO3 tidaklah mungkin karena akan
menimbulkan efek samping berupa kerak dan endapan, dan juga akan mempengaruhi
pertumbuhan dari mikroorgansme. Untuk mencegah turunnya pH dan menggantikan
fungsi CaCO3 maka ke dalam tangki pembibitan dimasukkan urea. Nilai
pHyang tertinggi yang terjadi akibat peruraian urea diharapkan tidak lebih
tinggi dari 7,4 karena pH optimum untuk B. Flavum adalah 7,0 sedangakan pH
terendah diharapkan tidak kurang dari 6,8.
2. Kristalisasi monosodium glutamate
Kristal murni asam
glutamat yan berasal dari proses pemurnian asam glutamate digunakan sebagai
dasar pembuatan MSG. asam glutamate yang dipakai dalam proses ini harus
mempunyai kemurnian lebih besar dari 95 %, sehingga bias didapatkan MSG yang
berkualitas baik. Untuk mengubah asam glutamate menjadi MSG, Kristal tersebut
dilautkan dalam air sambil dinetralkan dengan NaOH atau NaHCO3
sampai PH menjadi 6,6-7. Pada keaadan ini asam glutatamat sudah bereaksi dengan
Na+ dan membentuk larutan MSG. Larutan ini mempunyai derajat
kekentalan sekitar 26-280 BE pada suhu 300 c dengan
konsentrasi MSG antara 52-55 gr/L
larutn. Untuk lebih menjernihkan cairan mSG ang berwarnah kuning jernih
dan juga untuk menyerap kotoran lainnya ke dalam caira ini, ditambahkan arang
aktif sebanyak 5% b/p. kemudian diaduk dan didiamkan selama satu jam untuk
lebih menyempurnakan proses penyerapan warna dan impurity lainnya. Arang aktif
ini kan bekerja lebih baik pada pH di bawah netral. Hal ini dikarenakan pH
larutan asam glutamate yang dinetralkan diatur di bawah pH netral. Cairan
berisi arang aktif dan MSG kemudian disaring dengan menggunakan vakum filter dan
menghasilkan filtrate serta cake yang berisi arang aktifdan inpurity lainnya. Jika
kekeruhan dan warna dari filtrate tersebut siudah sesuai dengan yang
diinginkan, maka cairan ini bias dikristalkan. Kristalisator hampa udara banyak
digunakan untuk pengkristalan ini. Setelah cairan mSG tersebut memiliki
kekentalan 260 BE, larutan ini kemudian diuapkan pada kondisi
vakum 64 cm Hg atau setara dengan
temperature didih 600 C. pemekatan dilakukan sampai konsentrasi
68-69 gram MSG/Liter larutan. Karena cairanb sudah mencapai fase jenuh, maka
pemberian umpan akan menyebabkan terbentuknya MSG. Umpan yang diberikan sekitar
2%. Inti Kristal yang terbentuk ini secara perlahan-lahan akan diikuti dengan
pemelatan larutan sehingga didapat Kristal yang lebih besar. Proses
kristalisasi ini berlangsung sekitar 14 jam.
Kristal MSG yang dihasilkan dari proses ini dipisahkan
dengan metode sentrifugasi dari cairannya. Filtrat hasil pentyringan
dikembalikan pada proses pemucatan. Kristal MSG yang dihasilkan dsetelah
disaring dikeringkan dengan uap panas dalam lorong pengering, kemudian diayak dengan ayakan bertingkat sehingga
didapat tiga ukuran Kristal, yaitu: LLC (Long Large Crystal), LC (Long
Crystal),Kristal. dan RC regular . sefangkan fine crystal yang merupakan
Kristal yang kecil dikembalikan pada proses sebagi umpan. Hasil MSG yang sudah
diayak dalam bentu kering tesebut selanjutnya dimasukkan ke dalam karung
plastic berukuran 50 kg atau sesuai dengan yang diinginkan untuk kemudian
disimpn sementara dalam gudang penyimpanan sebelum digunakan untuk keperluan
dan tujuan lainnya.
VI.
PENUTUP
A.
Kesimpulan
Dari makalah yang telah kami buat, dapat
disimpulkan bahwa :
1. Asam
Glutamat merupakan bahan utama dalam pembuatan MSG (Monosodium Glutamat) yang
dihasilkan oleh mikrobia tertentu (Corynebacterium
glutamicum dan . Micrococcus glutamicum) melalui proses fermentasi.
2. Jalur
yang digunakan adalah EMP (Embden Meyerhoof Partnas) dan HMS (Hexosa Monofosfat
Shunt), yaitu dengan mengubah glukosa menjadi asam glutamate dengan enzim L-glutamat
dehidroginase.
3.
Produksi MSG dewasa ini dibatasi
karena terbukti menimbulkan gangguan kesehatan.
B.
Saran
Kajian pustaka yang
lebih banyak lagi demi kesempurnaan makalah yang dibuat.
Tidak ada komentar:
Posting Komentar