Fermentasi Asam Glutamat

 Monosodium Glutamat secara umum dapat diproduksi melalui 3 metode: (1) hidrolisis protein seperti gluten atau protein yang terdapat pada hasil samping gula bit, (2) sintesis, 3) fermentasi mikrobia. Pada methode hidrolisis, protein dihidrolisis dengan asam mineral kuat menjadi asam amino bebas, dan asam glutamat kemudian dipisahkan, dari campuran dipurifikasi dan diubah menjadi garam monosodium (monosodium glutamat). Sekarang ini produksi terbanyak di dunia dari monosodium glutamat adalah malalui fermentasi bakteri. Pada metode ini bakteri ditumbuhkan secara aerobik pada medium nutrisi cair yang mengandung sumber karbon (contoh, dexstrose atau sitrat), sumber nitrogen seperti ion amonium atau urea, ion mineral dan faktor pertumbuhan. Bakteri yang diseleksi untuk proses ini mempunyai kamampuan untuk mengekskresikan asam glutamat yang mereka sintesa diluar membran selnya ke medium dan dikumpulkan. Asam glutamat dipisahkan dari cairan fermentasi melalui filtrasi, pemekatan, asidifikasi, dan kristalisasi diikuti dengan konversi menjadi garam monosodium (monosodium glutamat).

Proses pembuatan MSG dalam skala industri mulai berkembang pesat setelah penemuan Corynebacterium glutamicum oleh Kinoshita. Pada fermentasi asam glutamat, tingkat pertumbuhan sel bakteri meningkat dengan penambahan biotin pada medium. Tetapi penambahan biotin mengurangi produktivitas sintesa dari asam amino dan akumulasinya karena biotin menurunkan permeabilitas sel untuk asam amino tersebut.

Selain optimasi dari kultur medium pemilihan bakteri yang tepat, maka kondisi juga perlu diperhatikan. Terutama untuk proses produksi dalam skala besar. Pada fermentasi asam amino, nilai nutrisi dari kultur media sangat tinggi dan itu akan meningkatkan resiko pertumbuhan bakteri asing (kontaminan). Untuk itu maka bakteri yang tidak digunakan harus dieliminir dari fermentor dan kultur media, sehingga kontaminasi dapat dicegah selama proses fermentasi. Sterilisasi panas dan filtrasi udara adalah metode yang umum digunakan pada fermentasi asam glutamat.

Produksi dan ekskresi asam glutamat tergantung pada permeabilitas sel. Mikroorganisme yang digunakan untuk memproduksi asam glutamat, yaitu genus Corynebacterium dan Brevibacterium membutuhkan biotin yaitu kofaktor esensial pada biosintesa asam lemak. Defisiensi biotin menyebabkan kerusakan membran sebagai akibat kekurangan fosfolipida dan di bawah kondisi tersebut asam glutamat intraseluler dikeluarkan. Konsentrasi kritis biotin di dalam medium untuk memproduksi asam glutamat adalah 0,5 g/liter (Judoamidjoyo, dkk. 1992).

Sa’id (1991), mengemukakan bahwa reaksi yang terjadi dalam fermentasi asam glutamat adalah sebagai berikut:

• Metabolisme gula melalui jalur EMP (Embden Meyerhof Parnas) dan HMS (Hexosa Monphosphate Shunt).
• Pada laju aerasi yang rendah, jalur EMP dominan asam laktat berakumulasi dari pada asam glutamat akan berakumulasi.

Setelah asam glutamat terbentuk, organisme hanya mempunyai sedikit kemampuan untuk menguraikan produk yang terjadi.

Hal-hal yang perlu diperhatikan untuk proses fermentasi asam glutamat adalah: proses pendinginan yang digunakan, jumlah oksigen terlarut, ukuran dan kontrol pH dengan menggunakan amoniak. Kondisi optimal pertumbuhan pada suhu 30-35^oC dengan pH antara 7-8. Kecepatan transfer oksigen akan menyebabkan terjadinya akumulasi asam a-ketoglutarat Asam laktat juga akan terbentuk jika kelebihan biotin. Pada media yang kelebihan biotin harus ditambahkan penicilin yang mempertinggi permeabilitas membran sel dan meningkatkan produksi asam glutamat .