BAB I

PENDAHULUAN

I.1 Latar Belakang

Asam asetat atau acetic acid atau ethanoic acid adalah senyawa organic yang

termasuk dalam golongan carboxylic acid dengan gugus fungsinya (RCOOH) dan rumus

kimia (CH3COOH) (Triharto,2010). Asam asetat dapat dibuat dari substrat yang

mengandung alkohol, yang diperoleh dari berbagai macam bahan seperti buah buahan,

kulit nanas, pulp kopi, dan air kelapa. Asam asetat merupakan sumber utama dalam

pembuatan garam, derivate, dan ester asam asetat (Wirtanto,2013).

Pada saat ini produksi asam asetat di Indonesia 36.000 ton/tahun. Dimana jumlah

impor asam asetat semakin tahun semakin meningkat dan pada tahun 2006 mencapai

100.348 ton/tahun. Padahal di Indonesia memiliki banyak sumber daya yang bisa

dimanfaatkan sebagai bahan pembuatan asam diantaranya adalah buah-buahan yang

mengandung glukosa. Pada proses pembuatannya dengan fermentasi aerob hal-hal yang

perlu diperhatikan adalah pemilihan mikroba, kualitas bahan dasar, fermentasi oleh yeast,

keasaman, dan suhu (Waluyo,1984). Starter yang dapat digunakan yaitu air legen yang

memiliki kandungan gula antara 10-15 % dan air kelapa (Rukmana,1998).

Proses pembuatan asam asetat yaitu dari senyawa C2H5OH (etanol) atau buah buahan

yang mengandung senyawa tersebut melalui proses oksidasi biologis yang menggunakan

mikroorganisme. Etanol dioksidasikan menjadi acetaldehid dan air. Asetaldehid dihidrasi

yang kemudian dioksidasi menjadi asam asetat dan air (Arsyad, 2001).

I.2 Tujuan Percobaan

1. Membuat inokulum untuk bahan dasar pembuatan asam asetat.

2. Membiakan starter asamasetat dengan menggunakan mikroba

3. Membuat asam asetat dengan fermentasi aerob.

4. Membandingkan produk asam asetat yang terbentuk dengan berbagai kondisi operasi.

I.3 Manfaat Percobaan

1. Mahasiswa mengetahui proses pembuatan asam asetat secara fermentasi dengan

berbagai kondisi operasi

2. Mahasiswa mampu memanfaatkan bahan yang tersedia di lingkungan sebagai bahan

baku asam asetat.

BAB II

TINJAUAN PUSTAKA

II.1 Definisi Asam Asetat

Asam asetat merupakan salah satu produk industri yang banyak dibutuhkan di

Indonesia. Asam asetat dapat dibuat dari substrat yang mengandung alkohol, yang

diperoleh dari berbagai macam bahan seperti buah buahan, kulit nanas, pulp kopi, dan air

kelapa. Hasil dari fermentasi asam asetat sering disebut sebagai vinegar yang berarti sour

wine. Dalam keadaan murni asam asetat bebas dari air (asam asetat glasial) merupakan

cairan berwarna bening yang menyerap air dari lingkungan (bersikap higroskopis) dan

membeku di bawah suhu 16,70C (62

0F) menjadi sebuah kristal padat tidak

berwarna(Wirtanto,2013). Asam asetat atau acetic acid atau ethanoic acid adalah senyawa

organic yang termasuk dalam golongan carboxylic acid dengan gugus fungsinya adalah (

Triharto , 2010):

Gambar 2.1 Gugus Fungsi Asam Karboksilat

Sedangkan rumus kimia dari asam asetat sendiri adalah:

Gambar 2.2 Rumus Struktur Asam Asetat

II.2 Karakteristik Asam Asetat

1. Sifat Fisika

Sifat fisika dari asam asetat adalah berbentuk cair jernih, tidak berwarna, berbau

menyengat, berasa asa, mempunyai titik beku 16,6 0C, titik didih 118,1

0C, berat

molekul 60,05, dan larut dalam alcohol, ar dan ester. Asam asetat tidak larut dalam

karbon disulfide. Asam asetat dibuat dengan cara fermentasi alcohol dengan bakteri

Acetobacter , pembuatan macam ini biasa digunakan dalm pembuatan cuka pada

makanan (Sarsojoni, 1996).

2. Sifat Kimia

Asam asetat mudah menguap di udara, mudah terbakar, dan dapat menyebabkan

korosif pada logam. Asam asetat larut dalam air pada suhu 200C,(etanol (9,5%) pekat,

dan gliserol pekat. Asam asetat jika diencerkan tetap bereaksi asam. Penetapan kadar

asam asetat biasanya menggunakan basa natrium hidroksida, dimana 1 ml natrium

hidroksida 1N setara dengan 60,05 mg CH3COOH (DepKes RI,1994)

II.3 Kegunaan Asam Asetat

Asam asetat merupakan sumber utama dalam pembuatan garam, derivate, dan ester

asam asetat. Asam asetat dapatdigunakan sebagai pelarut zat organic yang baik dan

untukmembuat selulosa asetat yang dibutuhkan untuk pembuatan film, rayon, dan

selofan. Asam asetat juga sebagai pengawet,bumbu-bumbu masak, untuk membuat ester,

zat warna dan propanon. Selain itu asam asetat dapatdigunakan sebagai antiseptic,

mencegah tumbuhnya jamur pada roti, serta penambah rasa pada makanan dalam industri

makanan seperti memperbaiki flavor pada pembuatan mayonnaise, dan memperbaiki

flavor dan pengawet pada pembuatan acar (Pramuka,2013).

II.4 Faktor-Faktor yang Diperhatikan dalam Pembuatan Asam Asetat

a. Pemilihan mikroba asam asetat

Bakteri yang dapat memenuhi syarat yaitu yang produktivitasnya tinggi dan

mempunyai rasa enak. Sebagai contoh Bacterium schutzen bachil / Baterium

cuvrum biasanya dipakai untuk memproduksi asam asetat biasanya dipakai asam

asetat dari etanol dengan quick vinegar process, sedang Bacteruim orleanense pada

proses Orleans (proses lambat) (Nina,2012).

b. Waktu Fermentasi

Salah satu factor pengaruh fermentasi asam asetat yaitu waktu fermentasi. Semakin

lama waktu fermentasi, maka konsentrasi gula reduksi akan semakin rendah,

konsentrasi ethanol yang dihasilkan akan semakin besar, dan semakin besar pula

konsentrasi asam asetat yang dihasilkan (Hardoyo,2007).

c. Keasaman

Kebanyakan mikroba dapat tumbuh pada kisaran pH sebesar 3 – 4 unit pH atau pada

kisaran 1000 – 10.000 kali konsentrasi ion hidrogen. Kebanyak bakteri mempunyai

pH optimum sekitar pH 6.5 – 7.5 (Kusnadi,2003)

d. Suhu

Suhu selama fermentasi mempengaruhi pertumbuhan dari bakteri asam asetat. Bila

suhu:

12-150C : pertumbuhan bakteri lambat, sel selnya menjadi gemuk, pendek.

42-450C : sel bakteri akan memanjang membentuk semacam mycelium yang tidak

bersekat

15-34 0C : pertumbuhan sel normal dan cepat

Untuk fermentasi asam asetat suhu yang paling sesuai 26,7-29,4 0C, sebab bila suhu

rendah fermentasi akan berjalan lambat sedang bila suhu tinggi akan banyak alkohol

yang menguap bersama-sama dengan bahan-bahan volatile yang membentuk flavor

dan aroma dari asam asetat, sehingga asam asetat yang dihasilkan akan mempunyai

flavor ataupun aroma yang kurang sedap/ enak. (Waluyo,1986).

e. Penambahan Alhokol

Alkohol dalam konsentrasi tinggi akan memperlemah aktivitas, bahkan bisa menjadi

racun bagi bakteri Acetobacter aceti pada proses fermentasi asam asetat. Adapun

konsentrasi alkohol yang digunakan adalah antara 6% sampai12%.Pada proses

pembuatan asam asetat terdapat dua tahap pembentukan yaitu pembentukan etanol

dan asam asetat. Alkohol sangat berperan aktif dalam pembentukan etanol sehingga

tahap pembentukan etanol dapat lebih cepat terjadi. Hal ini menyebabkan asam aseat

yang terbentuk juga semakin cepat (Hardoyo,2007).

II.5 Starter Asam Asetat

Starter adalah populasi mikroba dalam jumlah dan kondisi fisiologis yang siap

diinokulasikan dengan biakan murni. Pada pembuatan asam asetat dipergunakan starter

air legen dan air kelapa. Legen adalah cairan yang disadap dari bunga pohon siwalan,

cairan ini mengandung gula antara 10-15 %. Glukosa yang terkandung dalam nira

menunjang pertumbuhan aktif organisme-organisme fermentative (Rukmana, 1998).

Legen (nira siwalan) yang disimpan pada suhu kamar akan mengalami proses fermentasi

atau peragian gula karena adanya proses enzimatis. Bahan baku energi yang paling

banyak digunakan adalah glukosa. Metabolisme tipe anaerobik menghasilkan sejumlah

kecil energi, karbondioksida, air, dan produk akhir metabolik organik lain, seperti asam

laktat, asam asetat, dan etanol (Buckle et.al, 1985).

Tabel 2.1 Komposisi Air legen

II.6 Mekanisme Reaksi Asam Asetat

Asam asetat dapat dihasilkan dari senyawa C2H5OH (etanol) atau buah buahan yang

mengandung senyawa tersebut melalui proses oksidasi biologis yang menggunakan

mikroorganisme. Etanol dioksidasikan menjadi acetaldehid dan air. Asetaldehid dihidrasi

yang kemudian dioksidasi menjadi asam asetat dan air.Mekanisme pembentukan asam

asetat yaitu:Bakteri asam asetat dapat menggunakan oksigen sebagai penerima elektron,

urutan reaksi oksidasi biologis mengikuti pemindahan hidrogen dari substrat etanol.

Enzim etanol dehidrogenase dapat melakukan reaksi ini karena mempunyai sistem

sitokhrom yang menjadi kofaktornya. Bakteri bakteri asam asetat, khususnya dari genus

Acetobacter adalah mikroorganisme aerobik yang mempunyai enzim intraselular yang

berhubungan dengan sistem bioksidasi mempergunakan sitokhrom sebagai katalisatornya.

Reaksi (Arsyad,2001):

OHCHOCHOOHCHCH oksidasi

232232

1

2323 )(OHCHCHOHCHOCH hidrasi

OHCOOHCHOOHCHCH oksidasi

232232

1)(

II.7 Pembuatan Asam Asestat Secara Fermentasi

Pembuatan asam asetat dapat dilakukan dengan dua cara, yaotu secara sintetis/khemis

dan secara mikrobiologis atau fermentasi, namun demikina cara fermentasi lebih disukai

karena lebih murah, lebih praktis daan resiko kegagalan relative lebih kecil.

Pada fermentasi asam asetat dari substrat cair umumnya hanya dilakukan dua tahap

fermentasiyaotu fermentasi alkohol dan fermentasi asam asetat. Fermentasi alkohol

dilakukan jika bahan yang digunakan kaya akan gula namun tidak mengandung alkohol.

Pada bahan yang miskin gula maka penambhana alcohol secara langsung dianggap lebih

efektif daripada menambhakan gula untuk diubah menjadi alcohol.

Penelitian ini juga mengkaji penggunaan teknik kolom bio-oksidasi dalam upaya

meningkatkan efisiensi produksi asam asetat dengan bahan baku air kelapa, dan

mengetahui pengaruh kecepatan aerasi dan tinggi partikel dalam kolom berikut

interaksinya terhadap pembentukan asam asetat.

Pada penelitian ini, kolom bio-oksidasi diisi dengan kerikil atau partikel yang dapat

menyangga kehidupan mikrobia. Udara masuk dari dasar fermentor sehingga mikrobia

dapat menggunakan secara effisien. Untuk mendapatkan hasil (kadar asam asetat) yang

kenaikannya relative konstan, maka pada penelitian ini digunakan system kontinyu

(kultur sinambung).

Penelitian yang dilakukan oleh Iia Nurika dan Nur Hidayat ini bertujuan untuk

mengetahui kondisi optimum produksi asam asetat dari air kelapa secara fermentasi

kontinyu dengan menggunakan kolom biooksidasi.

BAB III

METODE PERCOBAAN

III.1 Bahan

1. Bahan Utama:

a. Air legen (tempat pembelian bahan)

b. Sari buah (tempat pembelian bahan)

c. Ragi roti

III.2 Variabel

1. Variabel Tetap :

2. Variabel Berubah :

3. Respon yang diamati : Volume Larutan, Densitas Larutan, dan Kadar Asam Asetat

III.3 Pengambilan Sampel

1. Mengukur volume sampel

Setiap variabel diukur jumlah volume larutan setiap harinya dengan menggunakan

gelas ukur.

2. Penentuan perubahan densitas

Pengukuran densitas dari semua variabel dilakukan setiap hari. Densitas dari setiap

variabel ditentukan dengan menggunakan picnometer.

3. Penentuan kadar asam asetat

Setiap hari dilakukan penentuan kadar asam asetat dari semua variabel. Kadar asam

asetat ditentukan dengan menggunakan titrasi asam-basa menggunakan titran NaOH.

III.4 Pengolahan Data

Data yang telah diperoleh akan diolah dengan menggunakan grafik hubungan variabel

berubah terhadap respon yang diamati. Kemudian menjelaskan fenomena yang terjadi

berdasarkan teori ada.

III.5 Alat dan Bahan

1. Alat

a. Erlenmeyer

b. Gelas ukur

c. Beaker glass

d. Buret, statif, klem

e. Aerator

f. Pipet tetes

g. Kompor listrik

h. Autoclave

i. Pengaduk

2. Bahan Pendukung

a. Glukosa Anhidris

b. Alkohol (etanol)

c. Indikator PP

d. HCl

e. NaOH 0,05 N

III.6 Gambar Alat

Erlenmeyer

Gelas Ukur

Beaker Glass

Buret, Statif, dan Klem

Aerator

Pipet Tetes

Kompor Listrik

Autoclave

Pengaduk

III.7 Cara Kerja

1. Pembuatan Starter

a. Sterilisasi peralatan yang akan digunakan dengan menggunakan autoclave hingga

suhu 121oC

b. Air legen dipanaskan dalam beaker glass pada suhu 60oC selama 30 menit

kemudian didinginkan hingga 30oC.

c. Tambahkan glukosa anhidris dan alkohol (etanol) ke dalamnya sesuai dengan

takaran, atur pH = 7 dengan menggunakan HCl atau NaOH.

d. Masukkan ke dalam erlenmeyer, tutup rapat menggunakan aluminium foil,

pasang selang aerator.

e. Lakukan aerasi selama 7 hari dan jaga aerasi berjalan lancar.

2. Persiapan Bahan

a. Sterilisasi peralatan yang akan digunakan dengan menggunakan autoclave hingga

suhu 121oC

b. Sari buah dipanaskan dalam beaker glass pada suhu 60oC selama 30 menit,

kemudian didinginkan hingga suhu 30oC.

c. Tambahkan sukrosa 5 gram dan atur pH sesuai variabel dengan menggunakan

HCl atau NaOH.

d. Tambahkan yeast sebanyak 0,5%w.

e. Tutup rapat bahan dan diamkan selama 7 hari.

3. Pembuatan Asam Asetat

a. Mengukur volume sari buah, alkohol, dan starter sesuai dengan variabel.

b. Menambahkan alkohol ke dalam sari buah sebagai media fermentasi.

c. Mengatur pH fermentasi sesuai dengan variabel.

d. Mencampurkan starter ke dalam media sesuai dengan variabel.

e. Mengukur volume awal, densitas awal, serta kadar asam awal dengan titrasi asam

basa (catat volume titran) dan pH.

DAFTAR PUSTAKA

Anonym, 2012. Tentang Pengolahan Pangan. Menegristek Bidang Pendayagunaan dan

Pemasyarakatan Ilmu Pengetahuan dan Teknologi Gedung II BPP Teknologi . Jakarta

Arsyad, M. Natsir, 2001, Kamus Kimia: ArtidanPenjelasanIstilah. Jakarta:

GramediaPustakaUtama

Buckle, K. A, Edwards, R.A, Fleet, G.H. and Wooton, M. 1985. IlmuPangan. UI-Press.

Jakarta..

Hardoyo, dkk. 2007. Kondisi Optimum Fermentasi Asam Asetat Menggunakan

Acetobacter Aceti B166. Balai Besar Teknologi Pati

Kailaku, Sari Intan, dkk. 2006. Potensi Likopen Dalam Tomat Untuk Kesehatan. Balai

Besar Penelitian dan Pengembangan Pascapanen Pertanian

Kusnadi, dkk. 2003. Kultur Campuran dan Faktor Lingkungan Mikroorganisme yang

Berperan dalam Fermentasi “Tea-Cider”.Institut Teknologi Bandung

Mariska, VirandaPutri. 2009. Pengujian Kandungan Fenol Total Tomat Secara In Vitro.

Universitas Indonesia

Nina. 2012. Vinegar. http://www.slideshare.net diakses tanggal 21 Maret 2015

Pramuka,Yudha,2013. Kegunaan Asam Asetat

Rukmana. 1998. Ganyong Budidaya dan Pasca Panen. Yogyakarta: Kanisius

Triharto, Dandi Panggih Triharto.,2010. Studi Ketahanan Korosi SUS 316L, SUS 317L,

SUS 329J dan Hastelloy C-276 dalam Asam Asetat yang Mengandung Ion

Bromida, Universitas Indonesia.

Waluyo, Sugeng, 1984, Beberapa Aspek Tentang Pengolahan Vinegar, Dewaruci Press:

Jakarta.

Winarno, F.G., S. Fardiaz, dan D. Fardiaz. 1980. Pengantar Teknologi Pangan.

Gramedia, Jakarta.

Wirtanto, Eric., 2013. Pembuatan N-Butyl Asetat dari Asam Asetat dan Butadiene dengan

Kapasitas 5.000 Ton/Tahun, Universitas Sumatera utara