Adriani S.Si M.kes

‘’PEMBUATAN MONOSODIUM GLUTAMAT ’’

Disusun oleh :

Kelas I.11

Karla Fransiska

UNIVERSITAS INDONESIA TIMUR

FAKULTAS FARMASI

MAKASSAR

2012

i

KATA PENGANTAR

Pertama-tama kami panjatkan puji syukur kehadirat Allah SWT dengan

rahmat, dan hidayah-Nya sehingga pada kesempatan ini kami dapat menyelesaikan

tugas makalah yang ditugaskan oleh dosen untuk melengkapi mata kuliah

Mikrobiologi Farmasi Terapan, yang berjudul. ‘’Cara Pembuatan Monosodium

Glutamat ’’

Terima kasih kami ucapkan semua pihak yang terlibat secara langsung

maupun tidak langsung yang telah membantu untuk menyelesaikan tugas makalah

ini.

Kami menyadari bahwa makalah yang penulis buat ini masih mengandung

kekurangan sekalipun telah diupayakan seoptimal mungkin oleh karena itu saran

dan kritik yang membangun maupun bimbingan sangat penulis harapkan agar di

kemudian hari Penulis dapat menghasilkan sebuah karya tulis yang jauh lebih baik.

Semoga makalah ini memberikan manfaat dan menambah wawasan bagi

siapapun yang membacanya.

Makassar, Januari 2013

Penyusun

ii

DAFTAR ISI

Halaman judul i

Kata pengantar ii

Daftar isi iii

BAB I : PENDAHULUAN 1

A. Latar belakang 1

B. Rumusan masalah 2

C. Tujuan 2

D. Manfaat 2

BAB II : PEMBAHASAN 3

A. Sejarah Penggunaan Asam Glutamat 3

B. Bahan Baku Pembuatan Asam Glutamat 4

C. Mikroba Yang Digunakan Dalam Pembuatan Asam Glutamat 4

D. Kondisi Kultur Yang Dibutuhkan Dalam Fermentasi Asam Glutamat 5

E. Proses Pembuatan Asam Glutamat 6

BAB III : PENUTUP 11

A. Kesimpulan 11

B. Saran 11

DAFTAR PUSTAKA 12

iii

BAB I

PENDAHULUAN

A. Latar Belakang

Untuk keperluan hidupnya, jasad hidup memerlukan bahan

makanan. Juga mikroba, untuk kehidupannya memerlukan bahan-bahan

organik dan anorganik yang diambil dari lingkungannya. Biosintesis sebagai

salah satu kegiatan jasad hidup di dalam metabolisme, berbeda dengan

nutrisi, karena di sini diperlukan sumber energi. Asam glutamat merupakan

asam amino yang banyak diproduksi (4 juta ton/tahun). Glutamat sendiri

adalah salah satu jenis asam amino non-essensial yang merupakan substansi

dasar penyusun protein dan bisa diproduksi sendiri oleh tubuh kita untuk

keperluan metabolisme serta ditemukan hampir di dalam setiap makanan

yang mengandung protein.

Beberapa jenis makanan yang mengandung glutamat dari alam

adalah tomat, keju, saos soya, saos ikan, dan bahkan juga terdapat di air

susu ibu (ASI). Asam glutamat biasanya digunakan pada produksi MSG.

Asam glutamat sebagian dapat dihasilkan dengan cara

menggunakan mikroba. Berbagai teknik yang telah diketahui dalam

pembuatan asam L-glutamat, tapi memiliki bermacam variasi efisiensi dalam

konversi gula menjadi asam glutamat. Dalam semua sistem dan di antara

parameter lain, ekskresi asam glutamat oleh sel-sel bakteri memiliki tingkat

faktor peleburan.

Pada Abad 21 teknik pembuatan MSG mulai beragam. Menurut “The

Encyclopedia of Common Natural Ingredients” MSG bisa diproduksi dengan

1

menggunakan proses klasik (proses ekstraksi), teknik hidrolisis protein,

sintesis kimia, dan fermentasi oleh mikroba. Oleh karena itu dalam blog ini

akan dibahas mengenai biosintesis asam glutamat berbasis pemanfaatan

mikroorganisme.

B. Rumusan Masalah

1. Bagaimana sejarah penggunaan asam glutamat ?

2. Apakah bahan baku yang digunakan dalam pembuatan asam glutamat ?

3. Apakah jenis strain mikroba yang digunakan dalam pembuatan asam

glutamatn?

4. Bagaimana kondisi kultur yang dibutuhkan dalam fermentasi asam

glutamat ?

5. Bagaimana proses pembuatan asam glutamat ?

C. Tujuan

1. Untuk mengetahui sejarah penggunaan asam glutamat

2. Untuk mengetahui bahan baku yang digunakan dalam pembuatan asam

glutamat

3. Untuk mengetahui jenis strain mikroba yang digunakan dalam pembuatan

asam glutamat

4. Untuk mengetahui kondisi kultur yang dibutuhkan dalam fermentasi asam

glutamat

5. Untuk mengetahui proses pembuatan asam glutamat

D. Manfaat

Adapun manfaat yang dapat diperoleh yaitu menambah

pengetahuan dan wawasan tentang pembuatan dan penggunaaan asam

glutamat dalam kehidupan sehari-hari.

2

BAB II

PEMBAHASAN

A. Sejarah Penggunaan Asam Glutamat

Manfaat asam amino glutamat sebagai penyedap rasa baru

diketahui pada tahun 1908 oleh seorang ilmuwan Jepang bernama Dr.

Kikunae Ikeda.

Penemuan MSG oleh Dr. Ikeda diawali oleh keprihatinannya

terhadap kondisi fisik rakyat Jepang di kala itu. Sewaktu belajar ilmu Kimia

modern di Jerman, dia membandingkan tubuh orang Jerman yang lebih tinggi

dari pada orang Jepang. Dia juga mengamati makanan Jerman dan

merasakan kesamaan cita rasa unik pada makanan Jerman yang juga ada

pada makanan Jepang.

Setelah kembali ke Jepang, Dr. Ikeda memusatkan penelitiannya

pada bumbu tradisionil Jepang, yaitu kaldu yang terbuat dari rumput laut

(Kombu). Dia berhasil mengisolasi sumber rasa unik tersebut, yaitu asam

Glutamat. Rasa ini kemudian diperkenalkannya dalam bahasa Jepang

sebagai rasa “Umami”.

AJI-NO-MOTO (MSG) mulai dipasarkan di Jepang pada tahun 1909.

Pada waktu itu MSG diproduksi melalui proses ekstraksi gluten hingga tahun

1960-an. Proses produksi ini tidak dapat memenuhi permintaan yang

meningkat dengan cepat dari pasar Jepang dan dunia. Inovasi teknologi

fermentasi pada tahun 1956 kemudian membantu usaha meningkatkan

produksi MSG yang terus diterapkan hingga sekarang.

3

B. Bahan Baku Pembuatan Asam Glutamat

MSG sekarang umumnya diproduksi dengan menggunakan bahan

baku yang kaya glukosa seperti tetes tebu, singkong, jagung, gandum, sagu

dan beras.

Bahan baku yang sering digunakan sebagai bahan dasar

pembuatan MSG adalah adalah molasses yang berasalh dari tetes tebu.

Molasses kemudian mengalami berbagai macam proses seperti fermentasi

serta hidrolisis yang panjang dengan melibatkan bakteri dan zat-zat kimia lain

yang dapat mendukung proses tersebut hingga dihasilkan MSG dalam bentuk

kristal. Proses produksi MSG yang panjang ini tentu telah merubah susunan

alami dari asam amino glutamate itu sendiri.

C. Mikroba Yang Digunakan Dalam Pembuatan Asam Glutamat

Sebagian besar asam £-Glutamat diproduksi oleh bakteri gram

positif yang tidak membentuk spora, non-motil, dan membutuhkan biotin

untuk tumbuh.

Tabel. Strain Mikrobia yang menghasilkan Asam £-Glutamat

Genus Spesies

CorynebacteriumC. glutamicum,C. lilium, C. callunae, C. herculis

Brevibacterium

B. divaricatum, B. aminogenes, B. flavum,B. lactofermentum, B.saccharolyticum,B. roseum, B. immariophilum, B. alunicum,B. ammoniagenes B. thiogenitalis

MicrobacteriumM .salicinovolum, M . ammoniaphilum,M . Flavum var. glutamicum

Arthrobacter A. globiformis , A. aminofaciens

4

D. Kondisi Kultur Yang Dibutuhkan Dalam Fermentasi Asam Glutamat

Adapun kondisi kultur yang dibutuhkan dalam fermentasi asam

glutamat meliputi :

1. Sumber Karbon

Bakteri penghasil asam £-Glutamat dapat menggunakan berbagai

macam sumber karbon, seperti glukosa, fruktosa, sukrosa, maltosa, ribosa,

atau silosa, sebagai substrat untuk pertumbuhan sel dan biosintesis asam

glutamat. Konsentrasi biotin pada medium harus benar-benar dikontrol dalam

level suboptimal agar memaksimalkan pertumbuhan sehingga diperoleh asam

glutamat yang tinggi. Oleh karena itu, bahan baku kaya biotin, seperti molase

dari gula bit dan gula tebu, tidak dapat digunakan sebelum ditemukannya

pengaruh mediasi biotin pada penisilin dan asam lemak jenuh C16-C18.

Asam oleik hanya membutuhkan akumulasi mutan asam £-Glutamat pada

medium yang kaya biotin ketika konsentrasi asam oleik terkontrol pada level

suboptimal agar pertumbuhan maksimal.

2. Sumber Nitrogen dan Kontrol pH

Medium yang baik untuk fermentasi asam £-Glutamat mengandung

nitrogen dengan kadar 9,5 %. Contoh sumber nitrogen yang dapat

ditambahkan ke dalam medium adalah amonium klorida atau amonium sulfat.

Bakteri yang menghasilkan asam glutamat juga memiliki aktivitas urease yang

kuat sehingga urea juga dapat digunakan sebagai sumber nitrogen. Ion

amonium berpengaruh pada pertumbuhan sel dan pembentukan produk

sehingga konsentrasinya dalam medium harus dikontrol pada konsentrasi

rendah.

5

Tingkat keasaman (pH) medium sangat mudah menjadi asam karena ion

amonium terasimilasi dan dihasilkan asam glutamat. Amonia dalam bentuk

gas lebih baik daripada basa cair dalam menjaga pH pada level 7-8,

sebagai pH optimum untuk produksi asam £-Glutamat. Amonia dalam bentuk

gas berperan sebagai agen pengontrol pH dan sebagai sumber nitrogen serta

dapat mengatasi bermacam-macam masalah teknis. Penambahan otomatis

gas amonia dapat mengontrol pH dengan tepat. Selain itu, juga mencegah

efek merugikan dari amonia dan pengenceran yang tidak diinginkan pada

cairan fermentasi.

3. Faktor Tumbuh

Bakteri penghasil asam £-Glutamat membutuhkan biotin untuk

pertumbuhan dan konsentrasinya harus dikontrol agar memperoleh produk

yang maksimal. Dampak biotin pada fermentasi asam £-Glutamat sangat erat

kaitannya dengan permeabilitas asam £-Glutamat terhadap membran sel.

4. Ketersediaan Oksigen

Biosintesis dari asam glutamat merupakan proses aerob yang

membutuhkan oksigen selama proses fermentasinya. Untuk mengoptimalkan

produksi, kadar oksigen terlarut harus dijaga pada kondisi optimal. Sel yang

melakukan respirasi akan mengkonsumsi oksigen dalam media hanya dalam

beberapa detik sehingga oksigen harus disuplai secara terus-menerus untuk

menjaga konsentrasi oksigen terlarut.

E. Proses Pembuatan Asam Glutamat

1. Tahap persiapan bahan baku

Bahan baku yang digunakan untuk pembuatan MSG adalah tetes

tebu, dextrose, dan raw sugar. Gula-gula yang dimanfaatkan bakteri sebagai

6

substrat adalah fermentable sugar. Fermentable sugar merupakan total gula

yang dapat difermentasi oleh bakteri, yaitu sukrosa, fruktosa dan glukosa.

Sukrosa; sukrosa memiliki peran penting dalam fermentasi karena meru-

pakan sumber karbon utama yang digunakan sebagai substrat oleh

bakteri. Kandungannya 38% dan batas minimalnya 30%. Jika kurang dari

30% akan menyebabkan sumber substrat yang akan digunakan tidak

sesuai sehingga pertumbuhan bakteri tidak maksimal.

Fruktosa dan Glukosa; fruktosa dan glukosa juga digunakan oleh bakteri

sebagai substrat dalam proses fermentasi. Kadar glukosa 6% dan

fruktosa 7%.

2. Tahap persiapan bakteri dan Media (Laboratory Seed Culture)

Merupakan tahap pembuatan media dan pengembangan mikroba

dalam skala laboratorium. Tahapan ini dalam dunia industry biasanya

dilakukan oleh bagian Research and Development (R&D). Tahapan-tahapan

yang dilakukan adalah sebagai berikut:

Liophilisasi; yaitu penentuan atau identifikasi bakteri yang dapat mem-

produksi asam glutamat. Research dilakukan oleh bagian R&D dengan

hasil bakteri yang superior dalam menghasilkan asam glutamat adalah

Brevibacterium flavum. Bakteri ini dibeli dari Korea Selatan yang dapat

diaktifkan dengan penambahan larutan gula.

Stock Slant; yaitu menentukan jumlah bakteri yan aktif memproduksi

asam glutamat (GA).

7

Active Slant; yaitu pengembangan dari Stock Slant untuk dijadikan

volume sebesar 5 liter, yang disebut sebagai jar 5 liter. Dari jar 5 liter

bakteri dikembangkan lagi dalam media seed yang lebih besar.

3. Tahap Fermentasi

Fermentasi adalah suatu reaksi oksidasi reduksi di dalam sistem

biologi yang menghasilkan energi. Fermentasi menggunakan senyawa

organik yang biasanya digunakan adalah karbohidrat dalam bentuk glukosa.

Senyawa tersebut akan diubah oleh reaksi reduksi dengan katalis enzim

menjadi bentuk lain.

Fermentasi dapat terjadi karena adanya aktifitas mikroba penyebab

fermentasi pada substrat organik yang sesuai. Terjadinya fermentasi dapat

menyebabkan perubahan sifat bahan pangan sebagai akibat dari

pemecahan-pemecahan kandungan bahan pangan tersebut. Hasil-hasil

fermentasi terutama tergantung pada jenis bahan pangan (substrat), macam

mikroba dan kondisi sekelilingnya yang mempengaruhi pertumbuhan mikroba

dan metabolisme mikroba tersebut.

Bakteri yang banyak digunakan dalam pembuatan MSG adalah

bakteri Brevibacterium lactofermentum. Pertama-tama biarkan kultur yang

telah diinokulasi dimasukkan kedalam tabung berisi medium prastarter dan

diinkubasi selama 16 jam pada suhu 310C. Selanjutnya biarkan prastarter

diinokulasi kedalam tangki starter (Judoamidjojo, dkk. 1990).

Penurunan pH akibat terbentuknya asam pada proses pembentukan

prastarter tidak diinginkan karena akan menghambat pola pertumbuhan.

Penambahan garam (CaCO3) sebanyak 3 % kedalam tebu prastarter

berguna untuk mencegah agar pH tidak rendah dari 7. Didalam tangki

8

pembibitan penggunaan CaCO3 tidaklah mungkin karena akan menyebabkan

efek samping berupa kerak dan endapan serta akan mengurangi efek

pertumbuhan mikroba. Penambahan urea ke dalam tangki pembibitan akan

mengurangi pH dan dapat menggantikan fungsi CaCO3. Nilai pH tertinggi

yang terjadi akibat peruraian urea diharapkan tidak lebih dari 7,4 sedangkan

pH terendah tidak kurang dari 6,8. Hasil dari fermentasi adalah asam

glutamat dalam bentuk cair yang masih tercampur dengan sisa fermentasi.

4. Kristalisasi dan Netralisasi

Kristalisasi merupakan metode yang terpenting dalam purifikasi

senyawa-senyawa yang mempunyai berat molekul rendah (Mc Cabe, et al.

1994). Original Broth yang telah dihasilkan dari proses fermentasi perlu

mengalami pendinginan, kemudian dilakukan proses acidification dengan

cara penambahan HCl untuk membentuk kristal α-GA. Kristal alpha ini perlu

dilakukan pemisahan dalam decanter dari larutannya untuk mendapatkan

kristal α-GA yang lebih banyak. Cairan CHE akan menguap dengan

sendirinya dan kristal akan mengalami perubahn bentuk dari bentuk segitiga

menjadi bentuk jarum, yaitu kristal β-GA. Kristal murni asam glutamat ini

digunakan sebagai dasar pembuatan MSG. Asam glutamat yang dipakai

harus mempunyai kemurnian lebih dari 99 % sehingga bisa didapatkan MSG

yang berkualitas baik.

5. Pengeringan dan Pengemasan

Kristal MSG yang dihasilkan dari proses kristalisasi dipisahkan

dengan metode sentrifugasi dari cairannya. Filtrat hasil penyaringan

9

dikembalikan pada proses pemurnian dan kristal MSG yang dihasilkan

setelah disaring kemudian dikeringkan dengan udara panas dalam lorong

pengeringan, setelah itu diayak dengan ayakan bertingkat sehingga diperoleh

3 ukuran yaitu LLC (“Long Large Crystal”), LC (“Long Crystal”), dan RC

(“Regular Crystal”), sedangkan FC (“Fine Crystal”) yang merupakan kristal

kecil dikembalikan ke dalam proses sebagai umpan. Hasil MSG yang telah

diayak dalam bentuk kering kemudian dikemas dan disimpan sementara

dalam gudang sebelum digunakan untuk tujuan lainnya.

Secara singkat proses pembuatan asam glutamat dapat

digambarkan dalam bentuk diagram seperti berikut :

10

BAB III

PENUTUP

A. Kesimpulan

Asam glutamat dapat diproduksi sendiri oleh tubuh manusia sehingga

tidak tergolong esensial, Garam turunan dari asam glutamat, yang dikenal

sebagai mononatrium glutamat

MSG dibuat melalui proses fermentasi dari tetes-gula (molases) oleh

bakteri (Brevibacterium lactofermentum)

Dalam proses pembuatan asam glutamat ada beberapa tahapan yaitu

tahap tahap persiapan bahan baku, tahap persiapan bakteri dan media

(Laboratory Seed Culture), tahap fermentasi, dan terakhir tahap

kristalisasi dan netralisasi selanjutnya dikemas dan siap disalurkan

kepada konsumen.

B. Saran

Kami mengharapkan kepada pembaca agar dapat memberi kritikan

membangun yang dapat memotivasi kami untuk dapat menyusun makalah

yang lebih baik dan sistematis.

11

DAFTAR PUSTAKA

Anggara, Umar., 2001. “Pembuatan Monosodium Glutamat” PAU-

Bioteknologi-UGM : Yogyakarta

Anonim. 2013 (http://aguskrisnoblog.wordpress.com/2011/01/07/proses-

produksi-msg-monosodium-glutamat/)

Anonim. 2013. (http://id.wikipedia.org/wiki/Asam_glutamat)

Anonim. 2013 (http://www.rempahtubruk.com/news/43/Kenapa-MSG-

Berbahaya)

Anonim. 2011 (http://lordbroken.wordpress.com/2011/01/Cproses-fermentasi-

pada-pembuatan-msg-monosodium-glutamat)

12