Cara Membuat Asam Sitrat: Panduan Proses Industri dan Rumah Tangga

Asam sitrat (Citric Acid, C6H8O7) adalah senyawa organik alami yang memiliki rasa asam khas dan banyak ditemukan secara alami pada buah-buahan sitrus seperti lemon dan jeruk nipis. Namun, untuk kebutuhan industri makanan, farmasi, dan pembersihan skala besar, asam sitrat diproduksi secara massal melalui proses bioteknologi. Artikel ini akan membahas secara mendalam bagaimana asam sitrat dibuat, mulai dari metode industri hingga prinsip dasar yang bisa dipahami untuk konteks rumah tangga.

Apa Itu Asam Sitrat dan Kegunaannya?

Secara kimiawi, asam sitrat adalah asam trikarboksilat yang berfungsi sebagai pengawet alami, pengatur keasaman (acidulant), dan penambah rasa. Karena sifatnya yang serbaguna, permintaan global akan asam sitrat sangat tinggi. Kegunaan utamanya meliputi:

• Industri Makanan & Minuman: Pemberi rasa asam pada soft drink, permen, selai, dan sebagai agen pengawet.
• Farmasi: Digunakan dalam obat-obatan sebagai antikoagulan atau untuk meningkatkan bioavailabilitas obat.
• Pembersihan: Efektif sebagai agen chelating untuk menghilangkan kerak mineral dan karat, sering ditemukan dalam produk pembersih ramah lingkungan.

Metode Produksi Asam Sitrat Skala Industri

Saat ini, hampir 99% produksi asam sitrat dunia dilakukan melalui proses fermentasi mikrobiologis. Metode kimiawi yang pernah digunakan telah ditinggalkan karena dianggap kurang efisien dan menghasilkan produk samping yang lebih banyak.

1. Fermentasi Menggunakan Jamur (The Modern Way)

Metode standar industri melibatkan penggunaan jamur berfilamen, khususnya Aspergillus niger. Proses ini sangat terkontrol dan memerlukan substrat kaya karbohidrat.

Bahan Baku Utama (Substrat)

Pemilihan substrat sangat krusial untuk efisiensi produksi. Substrat yang umum digunakan meliputi:

1. Tetes tebu (molase), yang kaya akan sukrosa.
2. Sirup jagung atau dekstrosa (glukosa murni).
3. Substrat berbasis pati terhidrolisis lainnya.

Langkah-Langkah Proses Fermentasi

Proses ini biasanya dilakukan dalam tangki fermentasi besar (fermentor) yang steril:

1. Inokulasi: Kultur murni jamur Aspergillus niger dimasukkan ke dalam medium substrat yang telah disiapkan (disterilkan dan diberi nutrisi tambahan seperti nitrogen dan fosfat).
2. Aerasi dan Pengadukan: Karena A. niger adalah organisme aerobik, suplai oksigen yang konstan sangat penting. Fermentor harus terus diaduk dan dialiri udara steril.
3. Metabolisme: Selama pertumbuhan, jamur mengonsumsi gula dan mengubahnya menjadi asam sitrat sebagai produk samping metabolisme sekunder. Proses ini memakan waktu beberapa hari hingga mencapai konsentrasi maksimum.
4. Pengendalian pH: pH medium harus dijaga dalam rentang tertentu (biasanya rendah) untuk memaksimalkan pembentukan asam sitrat dan menghambat pembentukan asam lain.

2. Pemurnian dan Kristalisasi

Setelah fermentasi selesai, asam sitrat harus dipisahkan dari biomassa jamur dan zat pengotor lainnya:

• Filtrasi: Cairan fermentasi disaring untuk memisahkan miselium jamur.
• Presipitasi Kalsium Sitrat: Kapur (kalsium hidroksida) ditambahkan ke dalam filtrat. Asam sitrat bereaksi membentuk kalsium sitrat yang mengendap (presipitat).
• Pembentukan Asam Sitrat Bebas: Endapan kalsium sitrat kemudian direaksikan dengan asam sulfat. Reaksi ini menghasilkan asam sitrat terlarut dan kalsium sulfat (gipsum) sebagai produk samping.
• Kristalisasi: Larutan asam sitrat yang murni dipekatkan melalui evaporasi, kemudian didinginkan perlahan. Asam sitrat akan mengkristal (biasanya sebagai monohidrat atau anhidrat).
• Pengeringan: Kristal kemudian dipisahkan dari larutan induk dan dikeringkan untuk menghasilkan produk akhir yang siap dipasarkan.

Mencoba Membuat Asam Sitrat di Rumah (Prinsip Ekstraksi dari Buah)

Meskipun sangat sulit dan tidak praktis untuk mensintesis asam sitrat dalam bentuk murni kristal di rumah dengan cara fermentasi, Anda bisa mempraktikkan prinsip dasar ekstraksi asam dari sumber alami. Proses ini menghasilkan cairan yang kaya asam sitrat (bukan kristal murni).

Ekstraksi Dasar dari Lemon/Jeruk Nipis

Ini adalah cara paling sederhana untuk mendapatkan larutan asam sitrat:

1. Persiapan Buah: Kumpulkan banyak buah lemon atau jeruk nipis.
2. Ekstraksi Jus: Peras semua buah untuk mendapatkan jus dalam volume besar.
3. Penyaringan Awal: Saring jus untuk menghilangkan ampas dan biji.
4. Konsentrasi (Opsional): Panaskan jus secara perlahan dengan api sangat kecil (gunakan panci tebal) tanpa mendidih. Proses ini akan menguapkan air, meninggalkan larutan yang lebih pekat dan lebih asam.

Larutan pekat ini memiliki fungsi asam yang mirip dengan asam sitrat komersial, meskipun masih mengandung gula, pektin, dan senyawa lain dari buah aslinya. Kualitas asam sitrat komersial yang murni jauh lebih tinggi karena bebas dari kontaminan lain.

Kesimpulan

Cara membuat asam sitrat yang dominan di dunia saat ini adalah melalui fermentasi terkontrol menggunakan jamur Aspergillus niger pada substrat berbasis gula. Proses ini memerlukan bioteknologi canggih untuk memastikan hasil panen yang tinggi dan kemurnian produk akhir setelah melalui serangkaian langkah pemurnian dan kristalisasi yang rumit. Meskipun demikian, pemahaman prinsip ekstraksi asam dari buah sitrus memberikan gambaran nyata mengenai senyawa yang memberikan rasa tajam pada makanan favorit kita.