MAKALAH MIKROBIOLOGI PEMBUATAN MONOSODIUM GLUTAMAT DARI TETES TEBU
Disusun Oleh : 1.
Ray Zul Hazmi
(121140083) (121140083)
2.
Laila Fadhilla
(121140088) (121140088)
3.
M. Royyan T.
(121140127)
4.
Riski Antonio
(121140195) (121140195)
PROGRAM STUDI TEKNIK KIMIA FAKULTAS TEKNOLOGI INDUSTRI UNIVERSITAS PEMBANGUNAN NASIONAL “VETERAN” YOGYAKARTA
YOGYAKARTA 2015
BAB 1 PENDAHULUAN
1. Tinjauan Pustaka adalah zat penambah rasa pada makanan yang dibuat dari hasil Monosodium glutamat adalah fermentasi zat tepung dan tetes gula beet atau gula tebu. Monosodium tebu. Monosodium glutamat merupakan merupakan garam natrium ( sodium) sodium) dari asam amino non esensial glutamat. Bentuknya berupa kristal putih halus, tidak berbau, tidak beracun, dan tidak mengandung nilai gizi. Monosodium gizi. Monosodium glutamat terdiri dari unsur air, sodium dan glutamat (Winarno, 2004:210). Selanjutnya Winarno (2004:210) menyatakan bahwa glutamat bahwa glutamat adalah asam amino yang secara alami terdapat pada semua makanan yang mengandung protein. Glutamat juga Glutamat juga diproduksi oleh tubuh manusia dan sangat diperlukan untuk metabolisme tubuh dan fungsi otak. Setiap orang rata-rata membutuhkan kurang lebih 11 gram glutamat gram glutamat per per hari yang didapat dari sumber protein alami. Ketika monosodium glutamat ditambahkan ke dalam makanan, maka akan memberikan fungsi yang sama seperti glutamat, seperti glutamat, yaitu memberikan rasa sedap. Lutfi juga mengungkapkan bahwa monosodium bahwa monosodium glutamat atau atau MSG adalah salah satu bahan tambahan makanan yang digunakan untuk menghasilkan flafour menghasilkan flafour atau cita rasa yang lebih enak dan lebih nyaman ke dalam masakan. Monosodium masakan. Monosodium glutamat banyak banyak menimbulkan kontroversi baik bagi para produsen maupun konsumen pangan karena beberapa bagian masyarakat percaya bahwa bila mengkonsumsi makanan yang mengandung monosodium gutamat , mereka sering menunjukkan gejala-gejala alergi (Lutfi:2009). Selain itu, Monosodium itu, Monosodium Glutamat (MSG) (MSG) atau yang sering kita kenal dengan sebutan vetsin atau michin adalah berupa serbuk putih halus serupa atau sama dengan gula dan garam. Biasanya monosodium glutamate
ini secara komersil dihasilkan oleh proses
fermentasi. Monosodium fermentasi. Monosodium glutamat merupakan campuran bahan pelezat makanan yang biasa digunakan dalam memasak makanan. (Lintas Berita :2011) Berdasarkan pendapat para ahli di atas dapat disimpulkan bahwa monosodium glutamat adalah asam amino yang digunakan sebagai zat tambahan makanan yang digunakan untuk penambah rasa pada makanan sehingga menghasilkan menghasilkan cita rasa yang lebih enak pada makanan. Monosodium glutamat ini terbuat dari hasil fermentasi zat tepung dan tetes gula
beet atau gua tebu. Monosodium glutamat sangat diperlukan untuk metabolisme tubuh dan fungsi otak. Menurut Wikipedia (2011) monosodium glutamat terdiri dari 78% glutamat, 12% natrium dan 10% air. Glutamat adalah salah satu dari 20 asam amino pembentuk protein yang terdapat dalam makanan dan tubuh manusia. Demikian juga, natrium terdapat dalam makanan dan tubuh manusia. Jadi, kandungan monosodium glutamat itu terdiri atas 78% glutamat, 12% natrium dan 10% air. Karakteristik / sifat monosodium glutamat Karakteristik
Keterangan
Alternatif nama
Glu (singkatan IUPAC) Asam glutamat Asam 2-Aminopentanedioic Asam 2-Aminoglutarat Asam 1-Aminopropana-1,3-dikarboksil
Bentuk
Kristal
Bentuk Molekul
C5H9 NO4
Berat Molekul
187
Titik Lebur
Terurai pada pemanasan
kelarutan
Mudah larut dalam air
Rasa
Tidak ada
Kemurnian
Lebih dari 90%
Kadar air
Tidak lebih dari 0,5%
Pengotor
Harus tidak ada senyawa arsen, besi, dan kalsium
Total Gula
48.3 %
pH
1.01 %
Kadar Nitrogen
1.01 %
Kadar Protein Kasar
6.30
Kadar Biotin
3 ppm
Kadar Asam Folat
0.04 ppm
Bahan Kering
76.5 %
Kelembaban
23.5 %
Bahan Organik
62.5 %
Dextrosa
11.5 %
Sukrosa
35.9 %
Fruktosa
5.6 %
Glukosa
2.6 %
Inositol
6000 ppm
Riboflavin
2.5 ppm
2.
Substrat.
Bahan Baku Pembuatan Monosodium Glutamat
Pada Proses Pembuatan Monosodium Glutamat (MSG) bahan-bahan atau substrat yang digunakan antara lain : •
Molases (tetes gula tebu)
•
Bakteri ( Brevibacterium lactofermentum atau Corynebacterium glutamicum)
•
Soda (Sodium Carbonate)
•
Medium padat Bactosoytone
Bahan Pendukung
Bahan pendukung yang digunakan adalah :
H2SO4
NH3
HCl
NaOH Defoamer (CC 222) H3PO4 Urea
MgSO4
Penisilin
Dextrose
Aronvis
Karbon Aktif
3.
Mikrobia Mikroorganisme (mikroba) merupakan jasad-jasad renik yang tidak dapat dilihat
dengan mata telanjang, namun dapat dilihat dan dipelajari dengan menggunakan mikroskop. Mikroba berperan penting dalam proses fermentasi, yaitu untuk menghasilkan produk yang diinginkan. Oleh karena itu, dalam pemilihan organisme harus selektif, untuk mencapai kualitas dan kuantitas yang tinggi. Untuk membuat MSG dengan cara fermentasi, digunakan mikroba yang dapat mengubah substrat menjadi asam glutamat. Asam glutamat ini kemudian diproses lagi sehingga menjadi MSG. Mikroba-mikroba yang dapat mengubah substrat menjadi asam glutamat
yaitu
seperti Micrococcus
glutamicus ("VNII
Genetika"
490
dan
3144) ,dan Aspergillus terrus. Mikroba-mikroba tersebut adalah mikroba aerob yaitu mikroba yang hidup pada lingkungan non oksigen. Perbedaan dari mikroba di atas dalam proses fermentasi MSG dapat digambarkan dengan tabel sebagai berikut: Micrococcus Aspergillus Micrococcusglutamicus "VNII glutamicus "VNII terrus Genetika" 490 Genetika" 3144
Mikroorganisme
Fungi
Suhu operasi (0C)
23-32
25-32
28-30
28-30
24-96
48-90
60-65
30-40
Ekstraksi
Resin
Resin
Aerob
Aerob
Aerob
Produk H2G (gr/L)
40
40
Yield H2G (%)
84
86
Kemurnian MSG (%)
99
99
Waktu fermentasi (jam)
Pemisahan H2G Ekstraksi Kondisi
Aerob
Berdasarkan data tersebut maka pada proses pembuatan MSG ini dipilih mikroorganisme glutamicus "VNII Genetika" 3144, dikarenakan : 1.
Yield H2G yang dihasilkan lebih besar
2.
Waktu fermentasinya lebih singkat
Proses fermentasi
memanfaatkan mikroorganisme baik untuk katalis ataupun
penghasil produk. Proses ini membutuhkan beberapa perlakuan khusus, seperti pengaturan pH,suhu,
lingkungan yang aerob/anaerob, serta aerasi dan agitasi. Perlakuan ini di
maksudkan untuk menghasilkan kondisi proses yang optimum. Kondisi proses fermentasi pembentukaan MSG oleh mikroba Micrococcus glutamicus dapat digambarkan dengan tabel sebagai berikut. Kondisi Proses Fermentasi Kondisi
Ph
Pertumbuhan
Fermentor
7
7,3.
Suhu (0C)
32
Waktu (jam)
18
30-40
Lingkungan
Aerob
Aerob
Optical density 600
Original Broth Glutamic Acid (OBGA)
Hasil
BAB 2 PEMBAHASAN
Proses Fermentasi Monosodium Glutamat Proses fermentasi ini merupakan tahap awal dan merupakan tahapan yang penting dalam pembentukan monosodium glutamat. Hal ini disebabkan Brevibacterium flavum, yang merupakan bakteri penghasil asam glutamat memerlukan kondisi tertentu untuk tumbuh optimum dan mengubah substrat menjadi produk yang diharapkan. Adapun bakteri lain, yaitu: Genus Bakteri
Spesies
C. glutamicum Corynebacterium
C. lilium C. calinuae C. herculis B. divaricatum B. ammoniagenus B. flavum B. roseum
Brevibacterium
B. lactofermentum B. saccharolyticum B. immariophilum B. alanicum B. thiogenitalis
Microbacterium
M. saliconovolum M. amnophoaphilum M. flavum varghetamicum
Arthobacter
A. globifermis A. amonifaceus
1.
Tahap persiapan bahan baku
Bahan baku yang digunakan untuk pembuatan MSG adalah tetes tebu, bakeri, soda, medium padat Bactosoytone , dan raw sugar . Gula-gula yang dimanfaatkan bakteri sebagai 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 merupakan
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%. Bahan baku untuk media tumbuh bakteri harus dipersiapkan terlebih dahulu. Bakteri tidak dapat langsung memecah makromolekul seperti polisakarida, tetapi harus diubah dahulu menjadi bentuk yang lebih sederhana dan akhirnya menjadi monosakarida. Sebelum masuk ke proses fermentasi, tetes tebu masuk terlebih dahulu ke proses pengolahan Pretreated Cane Molases (PCM)yang bertujuan untuk menghilangkan garamgaram anorganik dan bahan koloid dalam molasses, menghilangkan kotoran yang dapat menyebabkan timbulnya kerak pada peralatan, dan menghilangkan ion Ca 2+ yang dapat merapuhkan kristal MSG. Kandungan Ca pada tetes tebu berasal dari proses pengolahan gula pada pabrik gula yaitu pada tahap pemurnian gula. Pada tahap ini dilakukan penambahan susu kapur (Ca(OH)2) dan gas CO2 pada nira sehingga akan terbentuk endapan CaCO 3. Penurunan kadar Ca2+ disini dengan cara direaksikan dengan H 2SO4 menghasilkan Ca2SO4 (mengendap) sampai pH 3, dengan penambahan LS (Low Steam) untuk meningkatkan suhu cane molasses menjadi 600C sebagai katalis reaksi pengikatan Ca 2+ oleh H2SO4. Ca2+ + H2SO4 à CaSO4 + 2 H+ Reaksi pengikatan Ca 2+ oleh H2SO4 (Fenemma, 1996) Selain cane molasses untuk bahan baku fermentasi MSG, digunakan juga tepung tapioca yang merupakan pati dan raw sugar . Dextrouse (glukosa) ini dibuat dari tepung tapioca (polisakarida). Polisakarida harus dihidrolisis oleh enzim-enzim yang spesifik sehingga akan terbentuk monosakarida. Proses pemecahan tersebut dilakukan pada proses SOD (Solution of dextrouse). Secara umum SOD terdiri dari 3 tahap, yaitu:
Tahap Preparasi
Pada tahap ini dilakukan persiapan bahan baku yaitu tepung tapioca ditambah dengan air, serta melakukan perlakuan pendahuluan dengan mengatur komposisi larutan antara tepung tapioca, hot water (HW) dan Process Water (PW) sehingga didapat suhu sekitar 48 oC. Tahap Liquifikasi
Tahap ini digunakan enzim amylase (liquozyme) untuk memecah ikatan α-1,4 glikosidik. Enzim ini memecah pati menjadi maltosa, maltotriosa, dekstrin dan sebagian kecil menjadi glukosa. Tahap Sakarifikasi
Pada
tahap
ini
digunakan
enzim
glukoamilase (dextrozyme) dengan
merk
dagang enzim AMG. Enzim ini mampu memecah disakarida menjadi monosakarida. Untuk raw sugar sendiri atau yang lebih dikenal dengan gula setengah jadi juga merupakan bahan baku dalam pembuatan MSG dan merupakan hasil antara dari pabrik gula.
2.
Tahap persiapan bakteri dan media a.
Laboratory seed culture
Merupakan tahap pembuatan media dan pengembangan mikroba dalam skala laboratorium. Tahapan ini dalam dunia industri 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 yang aktif memproduksi asam glutamat (GA).
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.
b.
Seed culture
Merupakan tempat pengembangan dari jar 5 liter ke tangki seed, dengan kapasitas 12 kL yang telah berisi media seed sebanyak 5 kL. Pada tangki ini suhu dijaga konstan 31,5 oC
menggunakan
jacket
yang
dialiri
PW
atau
HCHW (Hot
Chilled
Water). Pengadukan dilakukan selama holding time yaitu 16 jam. Tangki seed dilengkapi dengan pipa untuk aerasi karena bakteri bersifat aerob (membutuhkan oksigen). Oksigen yang digunakan di sini diperoleh dari udara yang diambil melalui kompresor yang kemudian disaring di air filter , sehingga udara yang masuk ke tangki seed sudah bebas dari kontaminan. Tekanan operasi dalam tangki adalah 0,5 kg/cm 2. pH larutan dijaga antara 7,3-7,5 dengan penambahan NH 3 juga dilakukan sebagai sumber nitrogen. Pada tangki seed dilakukan penambahan media karena media yang ditambahkan tersebut mempunyai komposisi nutrisi tertentu yang disesuaikan dengan kebutuhan bakteri. Jika komposisi nutrisinya melebihi yang dibutuhkan maka akan terjadi lisis pada membran sel bakteri dan akhirnya mati. Pemberian nutrisi pada bakteri ini bersifat preenrichment . Maksudnya bakteri yang awalnya hanya ditumbuhkan pada skala kecil (laboratorium)
kemudian
dikembangkan
pada
skala
industri
akan
mengalami shock sehingga perlu nutrisi yang tepat untuk mengembalikan kondisinya pada keadaan normal, sehingga diharapkan dapat menghasilkan asam glutamat dengan optimal. Setiap 2 jam dilakukan pengukuran OD (optical density) dan PVC (packet cell volume) untuk mengukur konsentrasi dan jumlah sel dalam media serta GA dan TS (total sugar). Dari data pengukuran jika telah mencapai kondisi optimum pertumbuhan di mana kadar TS belum sampai habis, maka seed siap ditransfer ke main fermentor yang telah sudah terdapat media pertumbuhan dan perkembangan bakteri seperti TCM, SOD dan RAS dengan PW sebagai pelarut. Pada proses transfer media dilakukan continue sterilization (CS). Sterilisasi media di sini dilakukan dengan cara melewatkan media ke Plate Heat Exchanger (PHE), dimana terjadi pertukaran panas dengan steam sehingga media yang keluar dari PHE sudah bebas dari kontaminan dan media siap masuk ke tangki main fermentor.
3.
Tahap Fermentasi Utama
Pada skala industri main fermentor sebagai tangki fermentasi utama, merupakan tempat terjadinya fermentasi. Pada main fermentor dilakukan sterilisasi terlebih dahulu dengan menggunakan steam dengan suhu 125 oC selama 30 menit. Media dalam main
fermentor hampir
sama
komposisinya
dengan
media
dalam seed, hanya
pada main
fermentor ini tidak ditambahkan biotin, karena penambahan biotin berfungsi untuk merangsang pertumbuhan awal bakteri (menegakkan fase log pertumbuhan bakteri), sehingga penambahan biotin dianggap cukup ditambahkan pada seed media saja. Suhu
operasi
dijaga
konstan
31,5-37 oC
dengan
cara
mengalirkan process
water melalui cooling coil di dalam tangki main fermentor . Suhu 31,5 oC merupakan suhu optimum yang dicapai saat fermentasi serta merupakan suhu adaptasi dari bakteri pada lingkungan barunya dan pH dijaga sekitar 7,7 diatur dengan penambahan NH 3 dan juga sebagai pensuplai nitrogen. Juga dilakukan penambahan bahan pendukung, yaitu urea sebagai sumber karbon. Proses ini berlangsung selama holding time 28-30 jam disertai dengan pengadukan karena waktu fermentasinya lama maka perlu dilakukan penambahan media atau feeding. Hal tersebut juga disebabkan oleh media yang ditambahkan pada awal fermentasi sudah habis. Penambahan feeding bertujuan sebagai sumber makanan dari bakteri, karena bakteri pada usia dewasa sehingga bakteri dapat menghasilkan GA secara maksimal. Tangki juga dilengkapi dengan pipa aerasi untuk mensuplai O 2. Reaksi yang terjadi adalah: 2C6H12O6 + 3O2 + (NH2)2CO
2C5H9O4 N + 3CO2 + 5H2O
Reaksi Pembentukan Asam Glutamat Untuk membuang CO 2 yang terbentuk, tangki juga dilengkapi dengan cyclon separator untuk memisahkan cairan yang terikut bersama CO 2. Selain itu pada tangki main fermentor ditambahkan anti foam agent (AF) guna mencegah timbulnya busa akibat pengadukan karena busa dapat mengakibatkan bakteri kesulitan untuk mendapatkan oksigen. Pada tangki seed, setiap 2 jam dilakukan analisa Optical Density (OD), Packed Cell Volume (PCV), Total Sugar (TS), Dissolved Oxygen (DO) dan GA. Pada akhir proses fermentasi ini akan dihasilkan Original Broth (OB) yang terdiri dari bangkai bakteri, lumpur, sisa media, kotoran dan asam glutamat yang akan diproses lebih lanjut pada Refinery I. Cairan hasil fermentasi ini telah mengandung asam glutamat ± 10% dan akan dilakukan pemekatan menjadi larutan OB dengan kandungan asam glutamat 31%. Yaitu dengan evaporasi menggunakan multy effect evaporator (evaporator dengan lebih dari dua heater) selama 1 jam dengan suhu 80 oC pada tekanan vakum. Penggunaan tekanan vakum ini bertujuan untuk menurunkan titik didih larutan, agar tidak merusak bahan. Dari proses ini terbentuk larutan yang disebut Concentrated Broth. Cairan ini akan mengalami pemisahan dari asam glutamat melalui pengasaman (acidification). Pada proses tersebut terjadi pengkristalan dan terbentuk cairan CHE (Crystal High Exchanger).
4.
Pengendalian Proses Fermentasi
Selama proses fermentasi, dilakukan control terhadap beberapa faktor yakni O 2, NH4+, pH, asam phosphat dan biotin. Apabila aerasi selama fermentasi cukup akan terbentuk asam glutamat sedangkan apabila kurang akan terbentuk asam laktat atau suksinat. Ammonia (NH4+) dimanfaatkan oleh mikroba sebagai sumber nitrogen. Apabila jumlahnya kurang maka akan terbentuk asam α-ketoglutarat sedangkan apabila berlebih akan terbentuk glutamin. Pengaturan pH juga berpengaruh terhadap hasil fermentasi, dimana pH yang asam akan membentuk glutamin dan N-acetoglutamin. Sedangkan pada pH netral atau basa lemah, asam glutamat akan terbentuk optimal. Penambahan asam phosphat yang kurang akan menghasilkan valin sedangkan adanya biotin yang berlebih akan membentuk asam laktat dan asam suksinat. Selain itu juga seperti halnya proses fermentasi pada umumnya, suhu fermentasi diatur atau diset sesuai dengan suhu optimum dari mikroba yang digunakan agar mikroba tersebut dapat lebih optimum berperan dalam proses fermentasi.
5.
Tahap 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 jaru m, 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. Kristal murni β-asam glutamat dilarutkan dalam air sambil dinetralkan dengan NaOH atau dengan Na2CO3 pada pH 6,6-7,0 yang kemudian berubah menjadi MSG. Dari proses ini dihasilkan larutan monosodium glutamat hasil dari asam glutamat dengan natrium karbonat. Reaksi yang terjadi bila menggunakan natrium karbonat: 2 COOH(CH2)2CHNH2COOH + Na2CO3 à 2 COOH(CH2)2CHNH2COONa + CO2 + H2O Reaksi ini berlangsung pada tekanan atmosfer dan suhu antara 50 oC sampai 60oC. Apabila suhu terlalu tinggi akan merusak bahan baku asam glutamat, sedang apabila suhunya
terlalu rendah reaksi akan lambat karena reaksi ini endothermis. Reaksi yang terjadi merupakan reaksi penggaraman, maka larutan MSG yang diperoleh bersifat netral dengan pH sekitar 7. Untuk mencapai hasil yang baik kekentalan larutan harus mencapai 260Be sampai 280Be. Untuk memperoleh larutan yang jernih biasanya kedalam larutan dimasukkan penyerap kotoran dan zat warna seperti karbon aktif (Ir. Supranto, 1980). Karbon aktif banyak digunakan dalam industri bahan makanan karena sifat karbon aktif yang berporous, sehingga mempunyai daya serap yang tinggi, juga karbon aktif ini netral tak bereaksi. Penambahan arang aktif sebanyak % (w/v) digunakan untuk menjernihkan cairan MSG yang berwarna kuning jernih dan juga menyerap kotoran lainnya. Kemudian didiamkan selama satu jam lebih untuk menyempurnakan proses penyerapan warna serta bahan asing lainnya yang berlangsung dalam keadaan netral. Cairan yang berisi arang aktif dan MSG kemudian disaring dengan menggunakan “ vacuum filter ” yang kemudian menghasilkan filter serta “cake” berisi arang aktif dan bahan lainnya. Bila kekeruhan dan warna filter tersebut telah sesuai dengan yang diinginkan maka cairan ini dapat dikristalkan (Said, 1991).
6.
Pengeringan dan Pengayakan
Kristal MSG yang dihasilkan dari proses kristalisasi dipisahkan dengan metode sentrifugasi dari cairannya. Filtrat hasil penyaringan 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. Proses ini dimaksudkan untuk memperoleh keseragaman ukuran dalam bentuk kristal. Alat yang biasa digunakan adalah “vibrating screen” yaitu ayakan dengan sistem getaran. Dengan adanya getaran pada alat, maka kristal akan terpisah melewati lubang-lubang ayakan, sehingga diperoleh dua produk :
Over size adalah butiran yang tertinggal diatas ayakan.
Under size adalah butiran yang lolos dari ayakan.
Dalam industri biasanya hasil ayakan terbagi dalam 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 (Said, 1991).
Gambar 1. Diagram alir dan cara kerja bakteri
Diagram Sederhana Proses Fermentasi Monosodium Glutamat
Manfaat Monosodium Glutamat
Manfaat MSG sebagai penguat cita rasa, MSG menguatkan rasa atau aroma bahan makanan pokok itu sendiri. Manfaat lainnya adalah menghilangkan rasa tidak enak yang terdapat pada bahan makanan tertentu, misalnya menghilangkan rasa langu kentang. Namun, tidak berarti bahwa MSG dapat menghilangkan rasa tidak enak bahan makanan yang sudah rusak. MSG mudah larut dalam air. Keunikan MSG adalah, selain sebagai penguat cita rasa, bila dimakan, dalam tubuh manusia mudah bersenyawa dengan asam amino lainnya dan akan membentuk protein.
Pengolahan Limbah Hasil Fermentasi MSG 1. Pengolahan Air Limbah
Sebelum dibuang ke sungai air limbah Pabrik MSG dikenakan proses pengolahan limbah. Limbah cair dari unit MSG dan daur ulang dimasukkan ke bak ekualisasi supaya homogen. Kemudian dipompa ke bak koagulasi. Di bak koagulasi ditambahkan soda cair 20% untuk menaikkan pH menjadi 7-7,5 dan ditambahkan PAC (poly aluminium khlorid) agar terjadi pengendapan. Dari bak koagulasi mengalir masuk ke bak pengendap I. Lumpur yang mengendap dipompakan ke bak penampung kemudian dipompa ke bak saringan I. Dari bak penyaring masuk ke bak anaerob dan terjadi proses biologi anaerob dilanjutkan dengan proses biologis di bak aerob yang diaerasi. Dari bak aerob limbah cairmasuk ke bak pengendap II. Lumpur yang mengendap dipompa ke bak pengering lumpur dan sebagian dipompa kembali ke bak aerob untuk disirkulasi lumpur aktif jika berkurang. Dari bak pengendap II masuk ke bak penyaring II kemudian dialirkan masuk ke bak penampung hasil akhir yang selanjutnya dibuang ke saluran ke luar lingkungan.
2. Penggunaan Kembali Arang Aktif
Berdasarkan hasil penelitian diketahui limbah sisa karbon aktif dari pabrik MSG memiliki kandungan kalori yang bisa digunakan sebagai bahan bakar. Limbah karbon aktif memiliki kandungan 2.500 kalori per kg. Untuk membuat arang dari bahan limbah bekas karbon aktif dari pabrik MSG hanya dibutuhkan sedikit bahan tambahan starch (kanji) dalam proses pengolahan. Starch di sini hanya difungsikan sebagai bahan perekat. Sementara dari tahapan pembuatan, bahan limbah karbon aktif cukup dicampur dengan starch. Tahapan berikutnya yakni membuat cetakan arang
dengan mengepres campuran sisa karbion aktif dan starch. Sebagai langkah terakhir adalah pengeringan. Setelah dikeringkan limbah karbon aktif itu sudah menjadi arang yang siap digunakan.
3. Pengolahan Limbah MSG sebagai Pupuk Cair
Cairan hasil samping proses fermentasi pada pembuatan MSG dapat diolah menjadi pupuk cair dengan ditambahkan NH 3. Pupuk cair yang dihasilkan ini biasa disebut orgami atau organi. Berdasarkan penelitian yang dilakukan mahasiswa terhadap tanaman Caisiem ( Brassica juncea), didapatkan beberapa data simpulan, yaitu :
Monosodium glutamate (MSG) dapat mempercepat pertumbuhan tanaman.
MSG mengandung unsur nitrogen yang dapat mempercepat pertumbuhan tanaman.
Pupuk dari MSG memiliki berbagai kelebihan yakni lebih ekonomis, praktis, serta ramah lingkungan.
Air limbah berpengaruh positif pada tanaman caisiem dengan meningkatkan berat tanaman maupun jumlah daun. Prosentase limbah yang paling optimal untuk pemupukan pada konsentrasi 80%.
Bahaya Monosodium Glutamat 1. Efek terhadap Hewan Coba
Jurnal Neurochemistry International bulan Maret 2003 melaporkan, pemberian MSG sebanyak 4 mg/g berat badan ke bayi tikus menimbulkan neurodegenerasi berupa jumlah neuron lebih sedikit dan rami dendrit (jaringanantar sel syaraf otak) lebih renggang. Kerusakan ini terjadi perlahan sejak umur 21 hari dan memuncak pada umur 60 hari.Sementara bila disuntikkan kepadatikus dewasa, dosis yang sama menimbulkan gangguan pada neuron dan dayaingat. Pada pembedahan, ternyata terjadi kerusakan pada nucleus arkuatus dihipothalamus (pusat pengolahan impuls syaraf). Sedang menurut Jurnal Brain Research, pemberian MSG 4 mg/g terhadaptikus hamil hari ke 17-21 menunjukkan bahwa MSG mampu menembus plasentadan otak janin menyerap MSG dua kali lipat daripada otak induknya. Juga 10 hari setelah lahir, anak-anak tikus ini lebih rentan mengalami kejang daripada yanginduknya tidak
mendapat MSG. Pada usia 60 hari, keterampilan mereka jugakalah dari kelompok lain yang induknya tidak mendapat MSG. Tetapi kelompok anak-anak tikus yang mendapat MSG pada penelitian diatas justru lebih gemuk. Ternyata, MSG juga meningkatkan ekskresi insulinsehingga tikus-tikus tersebut cenderung menderita obesitas. Pada penelitian lain, bila diteruskan sampai 3 bulan, ternyata akan terjadi resistensi terhadap insulindan berisiko menderita diabetes. Penelitian lain di Jurnal of Nutritional Science Vitaminologi bulan April 2003, pemberian MSG terhadap tikus juga mengganggu metabolisme lipid dan aktivitas enzim anti-oksidan di jaringan pembuluh darah, menjadikan risiko hipertensi dan penyakit jantung. Kerusakan enzim antioksidan ini ternyata yang juga menimbulkan kerusakan kronis di jaringan syaraf. Secara umum, antioksidan memang berperan penting bagi kesehatan di seluruh bagian tubuh.
2. Bahaya pada Manusia
a. Penambahan MSG pada makanan dapat menurunkan kandungan zat gizi makanan tersebut, , sehingga nilai gizinya pun menurun. b. Penambahan MSG memang dapat meningkatkan kadar natrium dalam makanan. Dalam 1 gram MSG, kira-kira mengandung 200 mg natrium. Natrium merupakan zat yang harus dibatasi oleh kelompok usia lanjut, terutama mereka yang mengidap penyakit jantung, hipertensi, dan ginjal. Asam glutamat bebas ini bersifat eksitotoksik sehingga dihipotesiskan akan bisa merusak neuron otak bila sudah melebihi kemampuan otak mempertahankannya dalam kadar rendah. c. Pada kelompok orang yang sensitif terhadap MSG, yang berakibat muncul keluhan berupa : rasa panas di leher, lengan dan dada, diikuti kaku-kaku otot dari daerah tersebut menyebar sampai ke punggung. Gejala lain berupa rasa panas dan kaku di wajah diikuti nyeri dada, sakit kepala, mual, berdebar-debar dan kadang sampai muntah. Gejala ini mirip dengan Chinese Restaurant Syndrome, tetapi kemudian lebih tepat disebut MSG Complex Syndrome. Sindrom ini terjadi segera atau sekitar 30 menit setelah konsumsi, dan bertahan selama sekitar 3 - 5 jam. Berbagai survei dilakukan, dengan hasil persentase kelompok sensitif ini sekitar 25% dari populasi. d. Pada penderita asma, yang banyak mengeluh meningkatnya serangan setelah mengkonsumsi MSG. Munculnya keluhan dikedua kelompok tersebut terutama pada konsumsi sekitar 0,5-2,5 g MSG. Sementara untuk penyakit-penyakit
kelainan syaraf seperti Alzheimer danHungtinton chorea, tidak didapatkan hubungan dengan konsumsi MSG. e.
MSG dapat memicu penyakit kanker Bila MSG itu dipanaskan, seperti digoreng dengan minyak, apa lagi kalau dengan cara deep fried dan alat pressure cooker maka ia akan pecah menjadi 2 zat kimia baru yang sangat berbeda dengan zat aslinya, yakni Glutamic pyrlosied 1 (Glu-P1, Amino-methyl dipyrido imidazole) dan Glu-P-2 (amino dipyrido imidazole). Kedua zat bersifat mutagenik (menyebabkan kelainan genetik) dan karsinogenik (menyebabkan kanker). Dengan Uji Ame's, kedua zat ini secara konsisten mengakibatkan mutagenik pada kuman Salmonellaty phimurium dan pada tikus dan mencit menyebabkan kanker kerongkongan, lambung, usus, hati, otak, mammae dll. Kedua zat tadi jauh lebih potensi dibandingkan dengan Aflatoksin yang hanya menyebabkan kanker hati saja.
f. Hipertensi Mekanisme terjadinya hipertensi adalah melalui terbentuknya angiotensin II dari angiotensin I-converting enzyme (ACE). ACE memegang peran fisiologis penting dalam mengatur tekanan darah. Darah mengandung angiotensinogen yang diproduksi di hati. Selanjutnya oleh hormon, renin (diproduksi oleh ginjal) akan diubah menjadi angiotensin I. Oleh ACE yang terdapat di paru-paru, angiotensin I diubah menjadi angiotensin II. Angiotensin II inilah yang memiliki peranan kunci dalam menaikkan tekanan darah melalui dua aksi utama. Aksi pertama, meningkatkan sekresi hormon antidiuretik (ADH) dan rasa haus. Dengan meningkatnya ADH, sangat sedikit urin yang disekresikan ke luar tubuh,
sehingga
menjadi
pekat
dan
tinggi
osmolalitasnya.
Untuk
mengencerkannya, volume cairan ekstraseluler akan ditingkatkan dengan cara menarik cairan dari bagian intraseluler. Akibatnya, volume darah meningkat, yang pada akhirnya akan meningkatkan tekanan darah. Aksi kedua, merangsang sekresi aldosteron dari korteks adrenal. Aldosteron merupakan hormon steroid yang memiliki peranan penting pada ginjal, untuk mengatur volume cairan ekstraseluler, aldosteron akan mengurangi sekresi NaCl (garam) dengan cara mengabsorpsi dari tubulus ginjal. Naiknya konsentrasi NaCl dan sodium (natrium) dalam MSG akan diencerkan kembali dengan cara meningkatkan volume cairan ekstraseluler yang pada akhirnya akan meningkatkan volume dan tekanan darah.
Seperti yang telah dijelaskan, natrium memegang peranan penting terhadap timbulnya hipertensi. Konsumsi natrium (pada garam dapur dan dalam MSG) yang berlebihan menyebabkan konsentrasi natrium di dalam cairan ekstraseluler meningkat. Untuk menormalkannya, cairan intraseluler ditarik ke luar, sehingga volume cairan ekstraseluler meningkat, hal ini menyebabkan meningkatnya volume darah, sehingga berdampak kepada timbulnya hipertensi. g. Selain masalah-masalah kesehatan di atas tadi, MSG juga dapat menimbulkan berbagai masalah seperti kegemukan dan depresi. Jika MSG digunakan secara berlebihan dapat menimbulkan efek negatif bagi tubuh, 12 gram MSG per hari dapat menimbulkan gangguan lambung, gangguan tidur, dan mual-mual.
Batas Ambang Konsumsi
Belum ada peraturan baku dunia, termasuk yang dikeluarkan oleh lembaga pangan dan kesehatan dunia (FAO dan WHO). Yang sudah bisa diketahui adalah titik optimal rasa gurih yang bisa dirasakan seseorang, yaitu maksimal 5 gram/hari. Dalam peraturan Menteri Kesehatan RI No.722/Menkes/Per/IX/88, penggunaan MSG dibatasi secukupnya, tidak boleh berlebihan. Sayangnya, tidak dijelaskan secara detail berapa gram/hari yang dianjurkan.
BAB III PENUTUP
A. Kesimpulan
1. Monosudium glutamate (MSG) merupakan bahan penyedap makanan yang berfungsi meningkatkan kepekaan lidah terhadap rasa makanan. 2. Penggunaan MSG yang aman maksimal 5 gram/hari. 3. Penggunaan MSG yang berlebihan dapat menimbulkan berbagai macam penyakit .
B. Saran
1. Berhati-hati dalam menggunakan produk MSG sebagai bahan pen yedap makanan. 2. Solusi aman penggunaan MSG ialah dengan membuat MSG kadar 10 % . 3. Jika dimungkinkan menghindari penggunaan MSG sebagai bahan penyedap makanan dan mengganti penyedap dengan rempah-rempah.
Daftar Pustaka
Anonim. 2014. Pembuatan Monosodium Glutamat .http://evelyta-appe.blogspot .co.id/2014 /04/proses-pembuatan-monosodium-glutamat.html diakses pada tanggal 20 November 2015 Anonim.2012.. Pembuatan Monosodium Glutamat (MSG).http://rotesmyblog.blogspot.co.id/2012/02/makalah-msg.html diakses pada tanggal 20 November 2015 Anonim. 2012. Proses Pembuatan Monosodium Glutamat Metode Fermentasi. http://putrarajawali76.blogspot.co.id/2012/11/pembuatan-monosodiumglutamat.html diakses pada tanggal 20 November 2015 Naqqiyah. 2014. Pembuatan Monosodium Glutamat. http://runnaqie.blogspot.co.id/2014/01/pembuatan-monosodium-glutamat-msg.html diakses pada tanggal 20 November 2015 Stya,Yanto. 2014. Proses Pembuatan Monosodium Glutamat. http://yantostya.blogspot.co.id/2014/10/artikel-monosodium-glutamat.html diakses pada tanggal 20 November 2015
