Pengaruh Penambahan Ragi Tape dan Waktu Fermentasi Terhadap Karakteristik Pulpa Biji Kakao.

(1)

PENGARUH PENAMBAHAN RAGI TAPE DAN WAKTU

FERMENTASI TERHADAP KARAKTERISTIK PULPA BIJI

KAKAO

SKRIPSI

Oleh :

GEDE AGUS ARIEFTA NIM : 1011205026

JURUSAN TEKNOLOGI INDUSTRI PERTANIAN FAKULTAS TEKNOLOGI PERTANIAN

UNIVERSITAS UDAYANA BUKIT JIMBARAN

(2)

PENGARUH PENAMBAHAN RAGI TAPE DAN WAKTU FERMENTASI TERHADAP KARAKTERITIK PULPA BIJI KAKAO

S K R I P S I

Skripsi ini diajukan sebagai salah satu syarat untuk mencapai gelar Sarjana Teknologi Pertanian pada Fakultas Teknologi Pertanian

Universitas Udayana

Oleh:

GEDE AGUS ARIEFTA 1011205026

JURUSAN TEKNOLOGI INDUSTRI PERTANIAN FAKULTAS TEKNOLOGI PERTANIAN

UNIVERSITAS UDAYANA 2016

(3)

iii

Gede Agus Ariefta .1011205026. 2016. Pengaruh Penambahan Ragi Tape dan Waktu Fermentasi Terhadap Karakteristik Pulpa Biji Kakao. Dibawah Bimbingan Prof. Dr.Ir.GP. Ganda Putra, MP dan A.A.Made Dewi Anggreni,S.TP., M.Si.

ABSTRAK

Tujuan penelitian ini adalah 1). Mengkaji pengaruh penambahan ragi tape dan waktu fermentasi terhadap karakteristik pulpa biji kakao, 2). Menentukan perlakuan manakah yang dapat memberikan indikator dalam proses penghancuran pulpa terbaik. Penelitian ini merupakan percobaan faktorial 2 faktor, menggunakan Rancangan Acak Kelompok (RAK). Faktor pertama yaitu konsentrasi ragi tape yang terdiri dari 5 taraf yaitu 0% ( tanpa kontrol), 0,5%,1%,1,5%, dan 2%. Faktor kedua yaitu waktu fermentasi yang terdiri dari 5 taraf yaitu 1 hari, 2 hari, 3 hari, 4 hari dan 5 hari. Percobaan dikelompokkan menjadi 2 kelompok berdasarkan waktu pelaksanaannya, sehingga diperoleh 50 unit percobaan. Perlakuan konsentrasi ragi berpengaruh sangat nyata terhadap kadar pektin, gula reduksi, total asam dan pH pulpa biji kakao; perlakuan waktu fermentasi berpengaruh sangat nyata terhadap gula reduksi dan pH pulpa biji kakao, tetapi tidak berpengaruh nyata terhadap kadar pektin, total asam, dan interaksi antar perlakuan tidak berpengaruh nyata terhadap kadar pektin, gula reduksi, total asam, dan pH pulpa biji kakao. Perlakuan konsentrasi ragi 2% dan waktu fermentasi 4 hari merupakan perlakuan terbaik yang memberikan indikator dalam proses penghancuran pulpa selama fermentasi biji kakao, dengan karakteristik pulpa yaitu kadar pektin 2,10%, gula reduksi 0,70%, total asam 0,50 meq NaOH/g dan pH 3,90.

(4)

Gede Agus Ariefta. 1011205026. 2016. The effect of tape inoculum addition and fermentation time on the characteristics of the cacao bean pulp. Dibawah Bimbingan Prof.Dr.Ir.GP. Ganda Putra, MP dan A.A.Made Dewi Anggreni,S.TP., M.Si.

ABSTRAK

The purpose of this study were 1). assessing the effect of tape inoculum addition and fermentation time on the characteristics of the cacao bean pulp, 2). determine the treatment could provide an indicator in the best process of destruction of cacao bean pulp. This study used randomized block design (RAK) with two factor. The first factor was the concentration of tape inoculum addition that consists of 5 levels ie 0% (no control), 0.5%, 1%, 1.5% and 2%. The second factor was the time of fermentation which consists of 5 levels namely 1 day, 2 days, 3 days, 4 days and 5 days. The experiments were grouped into 2 groups based on the time of implementation, in order to obtain 50 units experiment. The result showed that the treatment of tape inoculum addition had very significant effect on pH, total acid, pectin content and reducing sugar of cocoa bean pulp. The treatment of fermentation time had very significant effect on pH and reducing sugar of cocoa bean pulp, but did not affect on the total acid,and pectin content. Interaction of the treatmens had no effect on pH, total acid, pectin content, reducing sugar of cocoa bean pulp. The treatment of 2% tape inoculum addition and 4 days fermentation was the best treatment to destroy pulp during cacao bean pulp fermentation with the best characteristics was 2.10% pectin content, reducing sugar of 0.70%, total acid of 0.50 meq NaOH / g, and pH of 3.90.

(5)

RINGKASAN

Pengolahan kakao merupakan usaha untuk memproses biji kakao basah menjadi biji kakao kering yang memenuhi standar mutu serta dapat memunculkan cita rasa, mencoklat-hitamkan warna biji, mengurangi rasa pahit, asam, manis dan aroma bunga, meningkatkan aroma kakao (cokelat) dan kacang (nutty). Dalam proses pengolahan biji kakao kering, proses fementasi dianggap proses yang paling dominan mempengaruhi mutu biji kakao kering (Alamsyah, 1991). Fermentasi biji kakao bertujuan untuk menghancurkan pulpa dan mengusahakan kondisi untuk terjadinya reaksi biokimia dalam keping biji, yang berperan bagi pembentukan prekursor cita rasa dan warna coklat. Pulpa yang telah hancur akan mudah lepas dari biji, membentuk cairan pulpa (watery sweatings) yang menetes keluar tumpukan biji.

Cairan pulpa biji kakao selama fermentasi, diantaranya mengandung asam asetat, asam laktat dan alkohol. Asam-asam organik tersebut terbentuk dari fermentasi gula yang terkandung dalam pulpa biji kakao. Pulpa biji kakao adalah selaput berlendir berwarna putih yang membungkus biji kakao, terdapat sekitar 25-30% dari berat biji, diantaranya mengandung gula dengan kadar yang relatif tinggi sekitar 10-13% (Lopez, 1986). Selama fermentasi dapat dihasilkan cairan pulpa 15-20% dari berat biji kakao yang difermentasi (Ganda-Putra dkk., 2008). Potensi cairan pulpa yang cukup besar tersebut selama ini hanya dibuang begitu saja disekitar tempat pengolahan, selain akan mengotori juga dapat berdampak buruk atau mencemari bagi lingkungan disekitarnya.

(6)

Ragi tape adalah salah satu jenis dari biakan campuran yang memiliki peluang untuk memproses biji cokelat secara fermentasi, kalau dilihat dari komposisi mikroba yang terdapat pada ragi tersebut. Penambahan ragi tape pada fermentasi biji kakao dengan kisaran 1,0% telah dicobakan oleh Agung dkk. (1998), yang dapat mempersingkat waktu fermentasi menjadi 4 hari dari 6 hari pada fermentasi alami, dengan hasil biji kakao kering mutu I. Kondisi demikian terjadi karena penguraian gula pulpa berlangsung lebih cepat dan sempurna. Namun belum diketahui bagaimana perubahan karakteristik pulpa selama fermentasi. Atas dasar kondisi itulah akan dicoba menambahkan ragi tape pada proses fermentasi biji kakao. Oleh karena itu perlu dilakukan penelitian tentang pengaruh penambahan ragi tape dan lama fermentasi terhadap karakteristik pulpa biji kakao.

Penelitian ini adalah penelitian eksperimental 2 faktor, rancangan yang digunakan adalah Rancangan Acak Kelompok. Faktor pertama yaitu konsentrasi ragi tape yang terdiri dari 5 taraf yaitu 0% ( tanpa kontrol), 0,5%,1%,1,5%, dan 2%. Faktor kedua yaitu lama fermentasi yang terdiri dari 5 taraf yaitu 1 hari, 2 hari, 3 hari, 4 hari dan 5 hari. Percobaan dikelompokkan menjadi 2 kelompok berdasarkan waktu pelaksanaannya, sehingga diperoleh 50 unit percobaan. Variabel yang diamati dalam penelitian ini yaitu pektin dengan metode ekstraksi menggunakan asam dan aseton (Gardjito dan Wardana, 2003), gula reduksi dengan metode Somogyi-Nelson (Munoz and Barcelo, 1966 ; Sudarmadji et al., 1997), total asam dengan metode tiitrasi (James ,1995), dan pH dengan pH meter menurut metode pengujian standar mutu kakao (SNI: 01-2323-1995).

(7)

vii

Perlakuan konsentrasi ragi berpengaruh sangat nyata terhadap kadar pektin, gula reduksi, total asam dan pH pulpa biji kakao; perlakuan waktu fermentasi berpengaruh sangat nyata terhadap gula reduksi dan pH pulpa biji kakao, tetapi tidak berpengaruh nyata terhadap kadar pektin, total asam, dan interaksi antar perlakuan tidak berpengaruh nyata terhadap kadar pektin, gula reduksi, total asam, dan pH pulpa biji kakao. Perlakuan konsentrasi ragi 2% dan waktu fermentasi 4 hari merupakan perlakuan terbaik yang memberikan indikator dalam proses penghancuran pulpa selama fermentasi biji kakao, dengan karakteristik pulpa yaitu kadar pektin 2,10%, gula reduksi 0,70%, total asam 0,50 meq NaOH/g dan pH 3,90.

(8)

(9)

RIWAYAT HIDUP

Gede Agus Ariefta dilahirkan di Desa Alasangker, Kecamatan Buleleng, Kabupaten Singaraja pada tanggal 15Agustus 1992. Penulis merupakan anak pertama dari lima bersaudara dari pasangan Putu Gendra (Ayah) dan Ni Made Resiasih (Ibu).

Penulis memulai pendidikan di SDN 13 Pemecutan pada tahun 1998 dan menyelesaikannya pada tahun 2004, lalu melanjutkan pendidikan di SMPK Santo Paulus Singaraja dan menyelesaikannya pada tahun 2007. Pada tahun 2010 penulis menyelesaikan pendidikan di SMK PGRI 1 Singaraja. Sejak tahun 2010 penulis terdaftar sebagai mahasiswa Jurusan Teknologi Industri Pertanian, Fakultas Teknologi Pertanian, Universitas Udayana.

Selama menjalani perkuliahan, penulis aktif sebagai panitia pelaksana maupun panitia pengarah pada kegiatan-kegiatan kemahasiswaan dan sebagai fungsionaris organisasi kemahasiswaan di lingkungan Fakultas Teknologi Pertanian, Universitas Udayana.

(10)

KATA PENGANTAR

Puji syukur kehadirat Sang Hyang Widhi Wasa, Tuhan Yang Maha Esa, karena berkat rahmat-Nya penulis dapat menyelesaikan skripsi ini yang berjudul “Pengaruh Penambahan Ragi Tape dan Waktu Fermentasi Terhadap Karateristik Pulpa biji Kakao”. Penulisan skripsi ini diajukan untuk memenuhi salah satu syarat mencapai gelar Sarjana Teknologi Pertanian di Jurusan Teknologi Industri Pertanian, Fakultas Teknologi Pertanian, Universitas Udayana.

Pada kesempatan ini dengan segala kerendahan hati penulis ingin mengucapkan rasa terima kasih yang sebesar-besarnya dan penghargaan yang setulus-tulusnya kepada:

1. Bapak Prof. Dr. Ir.GP.Ganda Putra, MP., selaku dosen pembimbing I dan Ibu A.A. Made Dewi Anggreni,S.TP., M.Si. selaku dosen pembimbing II yang tidak pernah lelah memberikan bimbingan, arahan dan solusi dalam penyelesaian skripsi ini.

2. Kepada penyandang dana Hibah Penelitian Unggulan Perguruan Tinggi yang diketuai oleh Bapak Prof. Dr. Ir. GP. Ganda Putra, MP.

3. Bapak Dr. Ir. Dewa Gede Mayun Permana, M.S., selaku Dekan Fakultas Teknologi Pertanian Universitas Udayana.

4. Ibu Ir. Amna Hartiati, MP., selaku Ketua Jurusan Teknologi Industri Pertanian, Fakultas Teknologi Pertanian, Universitas Udayana.

5. Ibu Dr. Ir. Ni Made Wartini, MP, Bapak Prof. Ir. Nyoman Semadi Antara, MP., Ph.D, dan Bapak I Wayan Arnata S.TP, M.Si. selaku dosen penguji

(11)

yang telah banyak memberi saran, masukkan dalam penyempurnaan tugas akhir ini.

6. Bapak/Ibu dosen beserta pegawai di lingkungan Fakultas Teknologi Pertanian, Universitas Udayana, atas fasilitas dan dukungan selama menempuh kuliah hingga penyusunan skripsi ini.

7. Keluarga besar yang tercinta, Bapak, Ibu, Adik, beserta keluarga besar yang telah mendukung untuk menyelesaikan pendidikan dan tugas akhir ini. 8. Kawan-kawan FTP khususnya TIP 2010 yaitu ; Rai Wisnawa, Putra

Adiasa, Adi Wijaya, Ananta Wibawa, Wisma, Bambang, Aditya, Bimbi, Setiabudi, Wisnu dan juga TIP 2011 yaitu Belo, Dona, Trikun yang selalu saling mendukung satu sama lain untuk mencapai cita-cita dan impian masing-masing.

9. Kadek Sri Yuliastini, terimakasih atas segala bantuannya dan dukungannya selama perkuliahan hingga peyusunan skripsi ini.

10. Teman – teman Alumni Kerajaan Semut terimakasih atas dukungan selama penyusunan skripsi ini.

Semoga Ida Sang Hyang Widhi Wasa, Tuhan Yang Maha Esa membalas semua budi baik ini dengan balasan yang lebih baik. Penulis telah berupaya optimal untuk menyelesaikan tugas akhir dengan baik, namun dengan terbuka penulis sangat menghargai segala saran dan kritik yang membangun dalam rangka penyempurnaannya. Penulis berharap semoga skripsi ini bermanfaat bagi pembaca.

Bukit Jimbaran, Januari 2016 Penulis

(12)

xii DAFTAR ISI

Halaman

JUDUL ... i

HALAMAN PERSYARATAN ... ii

ABSTRAK ... iii

RINGKASAN ... v

HALAMAN PENGESAHAN ... viii

RIWAYAT HIDUP ... ix

KATA PENGANTAR ... x

DAFTAR ISI ... xii

DAFTAR TABEL ... xiv

DAFTAR LAMPIRAN ... xv

I. PENDAHULUAN ... 1

1.1. Latar Belakang ... 1

1.2. Rumusan Masalah ... 3

1.3. Tujuan Penelitian ... 3

1.4. Hipotesis ...3

1.5 Manfaat Penelitian ... 3

II. TINJAUAN PUSTAKA ... 5

2.1. Tinjauan Umum Kakao ... 5

2.2. Buah Kakao ... 6

2.3. Fermentasi Kakao ... 7

2.4. Penghancuran Pulpa ... 9

2.5. Ragi Tape ... 11

III. METODE PENELITIAN ... 13

3.1. Tempat dan Waktu Penelitian ... 13

3.2. Alat dan Bahan ... 13

3.2.1. Alat ... 13

3.2.2. Bahan ... 13

(13)

xiii

3.4. Pelaksanaa Percobaan ... 14

3.5. Variabel yang Diamati ... 16

3.5.1. Uji Kadar Pektin ... 16

3.5.2. Uji Gula Reduksi ... 16

3.5.3. Uji Total Asam ... 17

3.5.4. Uji pH ... 17

3.5.5. Analisis Data ... 18

IV. HASIL DAN PEMBAHASAN ... 20

4.1. Kadar Pektin ... 20

4.2. Gula Reduksi ... 21

4.3. Total Asam ... 22

4.4. Derajat Keasaman (pH) ... 24

4.5. Hasil Uji Efektifitas ... 25

V. KESIMPULAN DAN SARAN ... 28

5.1. Kesimpulan ... 28

5.2. Saran ... 28

DAFTAR PUSTAKA ... 29

(14)

xiv

DAFTAR TABEL

Nomor Judul Halaman 1. Perbedaan kakao lindak dan kakao mulia ... 6 2. Perubahan komposisi pulpa... 9 3. Peranan mikroba didalam ragi tape ... 12 4. Nilai rata-rata kadar pektin (%) pulpa biji kakao pada perlakuan

penambahan ragi dan waktu fermentasi ... 20 5. Nilai rata-rata gula reduksi (% bb) pulpa biji kakao pada perlakuan

penambahan ragi dan waktu fermentasi ... 21 6. Nilai rata-rata total asam (meq NaOH/g) pulpa biji kakao pada perlakuan penambahan ragi dan waktu fermentasi ... 23 7. Nilai rata-rata pH pulpa biji kakao pada perlakuan

penambahan ragi dan waktu fermentasi ... 24 8. Hasil uji efektifitas...26

(15)

DAFTAR LAMPIRAN

Nomor Judul Halaman

1. Analisis ragam kadar pektin pulpa biji kakao ... 34

2. Analisis ragam kadar gula reduksi pulpa biji kakao ... 41

3. Analisis ragam total asam pulpa biji kakao... 46

4. Analisis ragam derajat keasamn (pH) ... 49

5. Kuisioner uji indeks efektifitas ... 53

(16)

I. PENDAHULUAN

1.1 Latar Belakang

Indonesia merupakan negara yang memiliki perkebunan cukup besar. Kakao merupakan komoditas perkebunan andalan yang terus dipacu pengembangannya, terutama untuk meningkatkan ekspor non migas. Selain itu juga digunakan untuk memenuhi kebutuhan beberapa industri dalam negeri, seperti: industri makanan dan minuman, farmasi dan kosmetika. Pada tahun 2013, area kakao Jembrana, Bali mencapai 6.257 Ha dengan produksi 2.928,83 ton (BPS 2013). Tahapan pengolahan yang dianggap paling dominan mempengaruhi mutu hasil biji kakao kering adalah fermentasi (Alamsyah, 1991).

Cairan pulpa biji kakao selama fermentasi, diantaranya mengandung asam asetat, asam laktat dan alkohol. Asam-asam organik tersebut terbentuk dari

(17)

fermentasi gula yang terkandung dalam pulpa biji kakao. Pulpa biji kakao adalah selaput berlendir berwarna putih yang membungkus biji kakao, terdapat sekitar 25-30% dari berat biji, diantaranya mengandung gula dengan kadar yang relatif tinggi sekitar 10-13% (Lopez, 1986). Selama fermentasi dapat dihasilkan cairan pulpa 15-20% dari berat biji kakao yang difermentasi (Ganda-Putra dkk., 2008). Potensi cairan pulpa yang cukup besar tersebut selama ini hanya dibuang begitu saja disekitar tempat pengolahan, selain akan mengotori juga dapat berdampak buruk atau mencemari bagi lingkungan disekitarnya. Padahal asam asetat sebagai salah satu kandungan cairan pulpa mempunyai nilai ekonomis yang tinggi, diantaranya dapat digunakan sebagai bahan baku cuka makan.

Ragi tape adalah salah satu jenis dari baiakan campuran yang memiliki peluang untuk memproses biji cokelat secara fermentasi, kalau dilihat dari komposisi mikroba yang terdapat pada ragi tersebut. Penambahan ragi tape pada fermentasi biji kakao dengan kisaran 1,0% telah dicobakan oleh Agung dkk. (1998), yang dapat mempersingkat waktu fermentasi menjadi 4 hari dari 6 hari pada fermentasi alami, dengan hasil biji kakao kering mutu I. Kondisi demikian terjadi karena penguraian gula pulpa berlangsung lebih cepat dan sempurna. Namun belum diketahui bagaimana perubahan karakteristik pulpa selama fermentasi. Atas dasar kondisi itulah akan perlu dilakukan penelitian tentang pengaruh penambahan ragi tape dan waktu fermentasi terhadap karakteristik pulpa biji kakao. Waktu fermentasi juga bervariasi antara 2 - 8 hari, tergantung dari jenis kakao dan kebiasaan setempat (Nasution dkk., 1980). Amin (2004a) menambahkan bahwa lama fermentasi adalah 5 hari, sesuai dengan kebiasaan yang dilakukan di perkebunan Indonesia atau sama dengan hasil penelitian

(18)

Sime-3

Cadbury. Menurut Wood and Lass (1985) lama fermentasi adalah 5 hari untuk varietas Forastero dan 2-3 hari untuk Criollo, tetapi menurut penelitian Schwan (1998) fermentasi dilakukan selama 7 hari dan biji diaduk setiap hari untuk meningkatkan aerasi. Berdasarkan hal diatas maka perlu dilakukan penelitian mengenai pengaruh penambahan ragi tape dan waktu fermentasi terhadap karakteristik pulpa biji kakao.

1.2 Rumusan Masalah

1. Bagaimana pengaruh penambahan ragi tape dan waktu fermentasi terhadap karakteristik pulpa biji kakao?

2. Perlakuan manakah yang dapat memberikan indikator dalam proses penghancuran pulpa terbaik ?

1.3 Tujuan

1 Mengkaji pengaruh penambahan ragi tape dan waktu fermentasi terhadap karakteristik pulpa fermentasi biji kakao.

2 Menentukan perlakuan terbaik yang dapat memberikan indikator dalam proses penghancuran pulpa.

1.4 Hipotesis

1 Penambahan ragi tape dan waktu fermentasi berpengaruh terhadap karakterisitik pulpa biji kakao.

2 Penambahan ragi tape dan waktu fermentasi tertentu dapat menghancurkan pulp yang terbaik selama fermentasi.

(19)

1.5Manfaat

Melalui penelitian ini diharapkan dapat mengoptimalkan proses pencairan pulpa selama fermentasi dan dapat memberikan informasi dalam penghancuran pulp pada fermentasi biji kakao yang ditambahkan ragi tape.

(20)

II. TINJAUAN PUSTAKA

2.1 Tinjauan Umum Kakao

Tanaman kakao (Theobroma cacao Linn.) terdiri atas tiga varietas utama, yaitu: Criollo, Forastero dan Trinitario. Varietas Criollo, dengan ciri cita rasa enak dan beraroma lembut, terdapat sekitar 10% di seluruh dunia terutama di Venezuela, Equador, Columbia dan Indonesia. Sementara varietas Forastero, dengan cita rasa lebih pahit dan beraroma lebih kuat, merupakan mayoritas tanaman kakao dunia terutama dijumpai di Ivory Coast, Ghana, Nigeria, Malaysia dan Indonesia. Varietas Trinitario merupakan persilangan antara Criollo dan Forastero, terdapat di Trinidad, Cameroon, Papua New Guinea dan Jamaica (Anonymous, 2004). Varietas Criollo, Trinitario dan persilangannya dikenal sebagai penghasil biji kakao mulia atau kakao edel (fine-cocoa). Varietas Forastero dikenal sebagai penghasil biji kakao lindak atau kakao curah (bulk-cocoa) (Wood and Lass, 1985).

Di perkebunan kakao Indonesia secara umum terdapat tiga varietas tanaman kakao, yaitu: (1) Trinitario (klon-klon Djati Runggo) menghasilkan biji kakao mulia, (2) Amelonado (West African Amelonado) menghasilkan biji kakao lindak dan (3) Amazon juga menghasilkan biji kakao lindak (Wardojo, 1991). Kakao lindak (bulk) yang telah tersebar luas di daerah tropika adalah anggota sub jenis Sphaerocarpum.

Bentuk bijinya lonjong (oval), pipih dan keping bijinya (kotiledon) berwarna ungu gelap. Mutunya beragam tetapi lebih rendah dari pada subjenis cacao. Permukaan kulit buahnya relatif halus karena alur alurnya dangkal.

(21)

Pertumbuhan tanamannya kuat dan cepat, daya hasilnya tinggi dan relatif tahan terhadap beberapa jenis hama dan penyakit. Perbedaan kakao lindak dan kakao mulia bisa dilihat pada tabel 1.

Tabel 1. Perbedaan Kakao Lindak dan Kakao Mulia (Anonimous ,2015) No Kakao Mulia (Edel) Kakao Lindak (Bulk)

1 Bentuk buah bulat telur sampai lonjong Bentuk buah umumnya bulat 2 Warna buah merah muda Warna buah hijau muda 3 Biji besar dan bulat Biji gepeng dan kecil

4 Berat biji kering lebih dari 1,2 gram Berat biji kering rata-rata 1 gram 5 Warna kotiledon dominan putih Warna kotiledon dominant ungu 6 Kandungan lemak biji < 56% Kandungan lemak biji ≥ 56% 7 Ukuran dan berat biji homogeny Ukuran dan berat biji heterogen 8 Aroma dan rasa lebih baik Aroma dan rasa kurang

2.2 Buah Kakao

Kakao dalam komoditas perdagangan biasanya dibedakan menjadi dua yaitu kakao mulia dan kakao curah/lindak. Buah kakao dapat dipanen apabila telah mencapai umur buah 160-175 hari atau sekitar 5-6 bulan sejak dari fase penyerbukan dan terjadi perubahan warna kulit buah (Haryadi dan Supriyanto, 1991; Bucheli dkk., 2001). Buah kakao masak berisi sekitar 30-40 biji yang terbungkus oleh lapisan lendir (pulpa). Menurut Haryadi dan Supriyanto (1991), berat biji kakao yang diperoleh dipengaruhi oleh curah hujan selama periode pemasakan, berkisar antara 92,2-103,5 g biji kakao basah segar setiap buah (pod) tergantung dari besarnya curah hujan. 1991; Bucheli dkk., 2001). Buah kakao masak berisi sekitar 30-40 biji yang terbungkus oleh lapisan lendir (pulpa). Menurut Haryadi dan Supriyanto (1991), berat biji kakao yang diperoleh dipengaruhi oleh curah hujan selama periode pemasakan, berkisar antara 92,2-103,5 g biji kakao basah segar setiap buah (pod) tergantung dari besarnya curah hujan.

(22)

Pemanenan buah kakao umumnya berlangsung antara bulan Mei sampai dengan Oktober tiap tahunnya. Di Jawa Tengah panen besar biasanya pada bulan Mei-Juni dan panen tambahan pada bulan Agustus-Oktober. Di Sumatera Utara, panen besar pada bulan Mei-Juni dan panen tambahan pada bulan September-Oktober. Rotasi pemanenan biasanya dilakukan dengan selang waktu antara 7-14 hari, dimaksudkan untuk memperoleh hasil panen tepat masak dengan tingkat masak relatif homogen (Haryadi dan Supriyanto, 1991).

Pulpa biji kakao, yaitu selaput berlendir berwarna putih yang membungkus biji kakao, mengandung : 82-87% air, 10-13% gula, 2-3% pentosan, 1-2% asam sitrat dan 8-10% garam-garam (Lopez, 1986). Pembentukan senyawa gula pada pulpa mencapai maksimal pada buah masak optimal (±170 hari), begitu pula dengan peningkatan kandungan asam-asam organik. Pada buah masih muda, senyawa gula yang terbentuk masih sangat rendah sehingga mungkin akan ber-pengaruh pada kondisi pulpa untuk difermentasi (Haryadi dan Supriyanto, 1991).

2.3 Fermentasi Kakao

Fermentasi biji kakao memiliki tujuan untuk menghancurkan pulpa (eksternal) dan mengusahakan kondisi untuk terjadinya reaksi kimia dan biokimia dalam keping biji (internal). Pulpa yang dihancurkan akan dengan mudah terlepas dari biji sehingga biji kakao yang difermentasi akan menjadi bersih dan cepat mengering. Faktor–faktor yang mempengaruhi proses fermentasi tersebut, diantaranya : waktu fermentasi, pengadukan dan aerasi, ukuran tumpukan biji dalam wadah fermentasi, penundaan pengolahan, kemasan buah, dan varietas kakao (Haryadi dan Supriyatno, 1991).

(23)

Mekanisme proses fermentasi bermula dari adanya pulpa yang membungkus biji kakao segar. Ketika baru dipecah pulpa dalam keadaan steril, tetapi kemudian terkontaminasi oleh mikroorganisme dari kulit buah, serangga, alat angkut maupun manusia sebagai pekerjanya. Menurut Lopez (1986), kandungan gula yang relatif tinggi, pH rendah dan suplai oksigen yang rendah pada tumpukan biji selama tahap awal fermentasi menyebabkan yeast mampu berkembang dengan baik. Lebih lanjut menurut Amin (2004b), akfivitas utama dari yeast tersebut adalah: (a) disimilasi sukrosa, glukosa dan fruktosa menjadi etanol dan CO2, (b) kemungkinan terjadi pemecahan pektin dalam pulpa, dan (c) memetabolisme asam-asam organik (asam sitrat) yang terdapat dalam jumlah relatif banyak pada pulpa biji kakao.

Jenis yeast tertentu juga dapat menghasilkan enzim pektolitik, yang dapat merombak pektin dalam pulpa. Perubahan komposisi pulpa sebelum dan setelah fermentasi (Case, 2004), disajikan seperti Tabel 2. Selanjutnya menurut Chong, Shepherd and Foon (1978), desimilasi asam sitrat oleh yeast menyebabkan naiknya pH yang disertai dengan naiknya suhu karena panas yang timbul pada fermentasi alkohol, menjadikan kondisi ini cocok untuk pertumbuhan bakteri asam laktat meskipun masih dalam keadaan anaerob. Bakteri asam laktat yang mempunyai sifat homo- dan hetero-fermentatif dapat menghidrolisis substrat gula menghasilkan asam laktat, asam asetat, etanol dan CO2 disertai dengan pembebasan panas. Amin (2004b) menambahkan bahwa produksi asam laktat dari gula heksosa oleh bakteri asam laktat akan membantu dalam peningkatan suhu. Perubahan komposisi pulpa bisa dilihat pada tabel 2.

(24)

Tabel 2. Perubahan komposisi pulpa

Komposisi Sebelum fermentasi Setelah fermentasi Sukrosa 12% 0%

Asam sitrat 1-3% 0,5% Pektin 1-1,5% - pH 3,7 6,5 Etil alkohol - 0,5% Asam asetat - 1,6% Sumber : Case (2004)

2.4 Penghancuran Pulpa

Salah satu tujuan fermentasi adalah penghancuran pulpa biji kakao. Proses ini dapat berlangsung karena terjadinya depolimerisasi pektin pulpa. Depolimerisasi pektin dapat berlangsung karena adanya aktivitas enzim pektolitik yang menghidrolisis substrat pektin, yaitu polisakarida struktural pada dinding sel primer dan ruang antar sel. Aktivitas enzim tersebut dalam menghidrolisis pektin menyebabkan jaringan pulpa rusak terdisintegrasi, membentuk cairan dan menetes keluar tumpukan biji (watery sweatings).

Pada fermentasi biji kakao secara alami, mekanisme penghancuran pulpa didasarkan atas aktivitas mikroba yang dapat menghasilkan enzim-enzim pektolitik (eksojinus). Pendapat ini didukung oleh ditemukannya strain yeast yang dapat menghasilkan enzim pektolitik pendegradasi pektin, misalnya Kluyveromyces fragilis (dulunya Saccharomyces) (Carr, 1982; Schwan, 1998). Dzogbefia and Oldham (1997), menambahkan bahwa penggunaan kultur murni Saccharomyces chevalieri dan Kluyveromyces fragilis pada fermentasi biji kakao dapat meningkatkan volume watery sweatings. Gálvez, Loiseau, Paredes, Barel and Guiraud (2007), juga menemukan beberapa strain yeast yang menghasilkan enzim pektolitik pendegradsi pektin pulpa biji kakao seperti: Candida inconspicua, Hanseniaspora guillermondii dan Candida zeylanoides.

(25)

Menurut Quesnel (1967) dalam Haryadi dan Supriyanto (1991), jenis yeast tertentu juga dapat menghasilkan enzim pektolitik, diantaranya pektin metil esterase (PME) dan poligalakturonase (PG). Menurut Fox (1991); Whitaker (1996), enzim PME menghidrolisis ikatan metil ester pada pektin menjadi asam pektat dan metanol. Pelepasan metil ester menyebabkan asam pektat lebih banyak memiliki gugus karboksilat bebas. Poligalakturonase (PG) menghidrolisis ikatan glikosidik antar unit-unit asam galakturonat (asam pektat) yang berdekatan dengan gugus karboksilat bebas. Hasil hidrolisis asam pektat akan terbentuk asam uronida (galakturonat), galaktosa, arabinosa dan asam asetat. Hal ini menyebabkan pektin mengalami depolimerisasi. Bower and Cutting (1988); Nikolic and Mojovic (2007), menambahkan bahwa proses yang didahului oleh aktivitas enzim PME dalam mendemetilasi pektin akan memberikan kondisi substrat yang lebih baik bagi aktivitas enzim PG pada depolimerisasi pektin.

Menurut Turner et al. (2007), bahwa beberapa enzim pektolitik terlibat dalam depolimerisasi pektin, baik dengan cara hidrolisis seperti: pektinmetilgalakturonase, endo-PG dan ekso-PG yang menghidrolisis asam galakturonat, maupun dengan cara trans-β-eliminasi seperti pektin liase. Nikolic and Mojovic (2007), menambahkan bahwa degradasi pektin dikatalisis oleh enzim-enzim pektolitik, baik yang endojinus maupun yang eksojinus.

(26)

2.5 Ragi Tape

Ragi atau fermen adalah zat yang menyebabkan fermentasi. Ragi biasanya mengandung mikroorganisme yang melakukan fermentasi dan media biakan bagi ragi tersebut. Media biakan ini dapat berupa butiran butiran kecil atau cairan nutrient. Ragi tape digunakan dalam industri makanan dan minuman seperti roti, tempe, bir, dan lain-lain. Mikroorganisme yang digunakan dalam ragi tape umumnya terdiri dari berbagai bakteri dan fungi (khamir dan kapang) yaitu Rhizopus,Aspergilis,Mucor, Amylomycetes, Endomycopsis, Sacharomyches, Hansemula anomal, dan lain sebagainya (Arnata, 2012).

Djien (1972) mengidentifikasi mikroorganisme dari ragi tape dan berhasil mengidentifikasi kapang Chlamydomucor oryzae, lima spesies dari genus Mucor dan satu spesies Rhizopus, serta khamir Pichia burtonii dan Endomycopsis fibuliger dari ragi tape. Penelitian-penelitian terbaru mengungkapkan spesies-spesies lain yang terdapat dalam ragi tape selain yang telah disebutkan di atas, antara lain khamir Candidautilis dan Saccharomyces cerevisiae, serta bakteri Pediococcus sp. dan Bacillus sp. Berdasarkan uraian di atas, dapat disimpulkan mikroorganisme yang terdapat di dalam ragi tape adalah kapang Amylomyces rouxii, Mucor sp., dan Rhizopussp.; khamir Saccharomycopsis fibuligera,

Saccharomycopsis malanga, Pichiaburtonii, Saccharomyces cerevisiae, dan

Candida utilis; serta bakteri Pediococcus sp. dan Bacillus sp.

Ragi mengandung enzim zimase yang bertindak sebagai katalis untuk mengubah sukrosa menjadi glukosa dan fruktosa. Fruktosa dan glukosa kemudian bereaksi dengan enzim invertase yang mengubahnya menjadi alkohol (ethanol) dan karbondioksida. Proses fermentasi berlangsung selama 3-7 hari dan

(27)

berlangsung Pada temperatur 25-30oC. Fungsi enzim alfa amilase adalah untuk memecah polisakarida (pati) yang masih terdapat dalam proses hidrolisis untuk diubah menjadi monosakarida (glukosa).

Enzim invertase selanjutnya mengubah monosakarida menjadi alkohol dengan proses fermentasi. Pada awal fermentasi masih diperlukan oksigen untuk pertumbuhan dan perkembangan Sacharomyces cereviseae, tetapi kemudian tidak dibutuhkan lagi karena kondisi proses yang diperlukan adalah anaerob. Sebelum dilakukan proses fermentasi dilakukan proses sterilisasi dan proses penyiapan inokulum. Sterilisasi dilakukan terhadap bahan dan alat sehingga terbebas dari kontaminasi mikroorganisme lain (Arnata, 2012). Peranan mikroba di dalam ragi tape dapat dilihat pada tabel 3.

Tabel 3. Peranan mikroba di dalam ragi tape

Jenis mikroba Genus Peranan Kapang amilolitik

Khamir amilolitik Khamir non amilolitik

Bakteri Asam Laktat Bakteri Amilolitik Amylomices Mucor Rhizopus Endomycopsis Sacharomyces Hansenula Endomycopsis Candida Pediococcus Bacillus

Pembentuk sakarida (sakarifikasi) Pembentuk sakarida

Pembentuk alkohol

Pembentuk sakarida dan produksi aroma

Pembentuk alkohol Pembentuk aroma

Pembentuk aroma yang spesifik Pembentuk aroma yang spesifik Pembentuk asam laktat

Pembentuk sakarida Sumber : Saono (1981)

(1)

2.3 Fermentasi Kakao

(2)

Mekanisme proses fermentasi bermula dari adanya pulpa yang membungkus biji kakao segar. Ketika baru dipecah pulpa dalam keadaan steril, tetapi kemudian terkontaminasi oleh mikroorganisme dari kulit buah, serangga, alat angkut maupun manusia sebagai pekerjanya. Menurut Lopez (1986), kandungan gula yang relatif tinggi, pH rendah dan suplai oksigen yang rendah pada tumpukan biji selama tahap awal fermentasi menyebabkan yeast mampu berkembang dengan baik. Lebih lanjut menurut Amin (2004b), akfivitas utama dari yeast tersebut adalah: (a) disimilasi sukrosa, glukosa dan fruktosa menjadi etanol dan CO2, (b) kemungkinan terjadi pemecahan pektin dalam pulpa, dan (c) memetabolisme asam-asam organik (asam sitrat) yang terdapat dalam jumlah relatif banyak pada pulpa biji kakao.

Jenis yeast tertentu juga dapat menghasilkan enzim pektolitik, yang dapat merombak pektin dalam pulpa. Perubahan komposisi pulpa sebelum dan setelah fermentasi (Case, 2004), disajikan seperti Tabel 2. Selanjutnya menurut Chong, Shepherd and Foon (1978), desimilasi asam sitrat oleh yeast menyebabkan naiknya pH yang disertai dengan naiknya suhu karena panas yang timbul pada fermentasi alkohol, menjadikan kondisi ini cocok untuk pertumbuhan bakteri asam laktat meskipun masih dalam keadaan anaerob. Bakteri asam laktat yang mempunyai sifat homo- dan hetero-fermentatif dapat menghidrolisis substrat gula menghasilkan asam laktat, asam asetat, etanol dan CO2 disertai dengan pembebasan panas. Amin (2004b) menambahkan bahwa produksi asam laktat dari gula heksosa oleh bakteri asam laktat akan membantu dalam peningkatan suhu. Perubahan komposisi pulpa bisa dilihat pada tabel 2.

(3)

Tabel 2. Perubahan komposisi pulpa

Komposisi Sebelum fermentasi Setelah fermentasi Sukrosa 12% 0%

Asam sitrat 1-3% 0,5% Pektin 1-1,5% - pH 3,7 6,5 Etil alkohol - 0,5% Asam asetat - 1,6% Sumber : Case (2004)

2.4 Penghancuran Pulpa

Kluyveromyces fragilis (dulunya Saccharomyces) (Carr, 1982; Schwan, 1998). Dzogbefia and Oldham (1997), menambahkan bahwa penggunaan kultur murni

Saccharomyces chevalieri dan Kluyveromyces fragilis pada fermentasi biji kakao dapat meningkatkan volume watery sweatings. Gálvez, Loiseau, Paredes, Barel and Guiraud (2007), juga menemukan beberapa strain yeast yang menghasilkan enzim pektolitik pendegradsi pektin pulpa biji kakao seperti: Candida inconspicua, Hanseniaspora guillermondii dan Candida zeylanoides.

(4)

Menurut Quesnel (1967) dalam Haryadi dan Supriyanto (1991), jenis yeast

tertentu juga dapat menghasilkan enzim pektolitik, diantaranya pektin metil esterase (PME) dan poligalakturonase (PG). Menurut Fox (1991); Whitaker (1996), enzim PME menghidrolisis ikatan metil ester pada pektin menjadi asam pektat dan metanol. Pelepasan metil ester menyebabkan asam pektat lebih banyak memiliki gugus karboksilat bebas. Poligalakturonase (PG) menghidrolisis ikatan glikosidik antar unit-unit asam galakturonat (asam pektat) yang berdekatan dengan gugus karboksilat bebas. Hasil hidrolisis asam pektat akan terbentuk asam uronida (galakturonat), galaktosa, arabinosa dan asam asetat. Hal ini menyebabkan pektin mengalami depolimerisasi. Bower and Cutting (1988); Nikolic and Mojovic (2007), menambahkan bahwa proses yang didahului oleh aktivitas enzim PME dalam mendemetilasi pektin akan memberikan kondisi substrat yang lebih baik bagi aktivitas enzim PG pada depolimerisasi pektin.

Menurut Turner et al. (2007), bahwa beberapa enzim pektolitik terlibat dalam depolimerisasi pektin, baik dengan cara hidrolisis seperti: pektinmetilgalakturonase, endo-PG dan ekso-PG yang menghidrolisis asam galakturonat, maupun dengan cara trans-β-eliminasi seperti pektin liase. Nikolic and Mojovic (2007), menambahkan bahwa degradasi pektin dikatalisis oleh enzim-enzim pektolitik, baik yang endojinus maupun yang eksojinus.

(5)

2.5 Ragi Tape

Ragi atau fermen adalah zat yang menyebabkan fermentasi. Ragi biasanya mengandung mikroorganisme yang melakukan fermentasi dan media biakan bagi ragi tersebut. Media biakan ini dapat berupa butiran butiran kecil atau cairan nutrient. Ragi tape digunakan dalam industri makanan dan minuman seperti roti, tempe, bir, dan lain-lain. Mikroorganisme yang digunakan dalam ragi tape umumnya terdiri dari berbagai bakteri dan fungi (khamir dan kapang) yaitu

Rhizopus,Aspergilis,Mucor, Amylomycetes, Endomycopsis, Sacharomyches, Hansemula anomal, dan lain sebagainya (Arnata, 2012).

Djien (1972) mengidentifikasi mikroorganisme dari ragi tape dan berhasil mengidentifikasi kapang Chlamydomucor oryzae, lima spesies dari genus Mucor

dan satu spesies Rhizopus, serta khamir Pichia burtonii dan Endomycopsis fibuliger dari ragi tape. Penelitian-penelitian terbaru mengungkapkan spesies-spesies lain yang terdapat dalam ragi tape selain yang telah disebutkan di atas, antara lain khamir Candidautilis dan Saccharomyces cerevisiae, serta bakteri

Pediococcus sp. dan Bacillus sp. Berdasarkan uraian di atas, dapat disimpulkan mikroorganisme yang terdapat di dalam ragi tape adalah kapang Amylomyces rouxii, Mucor sp., dan Rhizopussp.; khamir Saccharomycopsis fibuligera,

Saccharomycopsis malanga, Pichiaburtonii, Saccharomyces cerevisiae, dan

Candida utilis; serta bakteri Pediococcus sp. dan Bacillus sp.

(6)

berlangsung Pada temperatur 25-30oC. Fungsi enzim alfa amilase adalah untuk memecah polisakarida (pati) yang masih terdapat dalam proses hidrolisis untuk diubah menjadi monosakarida (glukosa).

Enzim invertase selanjutnya mengubah monosakarida menjadi alkohol dengan proses fermentasi. Pada awal fermentasi masih diperlukan oksigen untuk pertumbuhan dan perkembangan Sacharomyces cereviseae, tetapi kemudian tidak dibutuhkan lagi karena kondisi proses yang diperlukan adalah anaerob. Sebelum dilakukan proses fermentasi dilakukan proses sterilisasi dan proses penyiapan inokulum. Sterilisasi dilakukan terhadap bahan dan alat sehingga terbebas dari kontaminasi mikroorganisme lain (Arnata, 2012). Peranan mikroba di dalam ragi tape dapat dilihat pada tabel 3.

Tabel 3. Peranan mikroba di dalam ragi tape

Jenis mikroba Genus Peranan Kapang amilolitik

Khamir amilolitik Khamir non amilolitik

Bakteri Asam Laktat Bakteri Amilolitik Amylomices Mucor Rhizopus Endomycopsis Sacharomyces Hansenula Endomycopsis Candida Pediococcus Bacillus

Pembentuk sakarida (sakarifikasi) Pembentuk sakarida

Pembentuk alkohol

Pembentuk sakarida dan produksi aroma

Pembentuk alkohol Pembentuk aroma

Pembentuk aroma yang spesifik Pembentuk aroma yang spesifik Pembentuk asam laktat

Pembentuk sakarida Sumber : Saono (1981)

Pengaruh Penambahan Ragi Tape dan Waktu Fermentasi Terhadap Karakteristik Pulpa Biji Kakao.