Minggu, 10 Maret 2013


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