PEMANFAATAN PULPA KAKAO UNTUK
MEMPRODUKSI ASAM ASETAT DENGAN
MENGGUNAKAN RAGI ROTI DAN AERASI
MARGARETHA HAUMASSE
SEKOLAH PASCASARJANA
INSTITUT PERTANIAN BOGOR
PERNYATAAN MENGENAI TESIS
DAN SUMBER INFORMASI
Dengan ini saya menyatakan bahwa tesis Pemanfaatan Pulpa Kakao Untuk Memproduksi Asam Asetat Dengan Menggunakan Ragi Roti Dan Aerasi adalah karya saya dengan arahan dari komisi pembimbing dan belum diajukan dalam bentuk apapun kepada perguruan tinggi manapun. Sumber informasi yang berasal atau dikutip dari karya yang diterbitkan maupun tidak diterbitkan dari penulis lain telah disebutkan dalam teks dan dicantumkan dalam Daftar Pustaka di bagian akhir tesis ini.
Bogor, Januari 2009
Margaretha Haumasse
ABSTRACT
MARGARETHA HAUMASSE. Cacao Pulp Exploitation to Produce Acetic Acid Using Yeast and Aeration. Under the direction of I WAYAN BUDIASTRA and SUROSO
Cacao is one of important export commodity for Indonesia. Most of exported cacao is in the form of cacao nut. Cacao processing from the fruit to cacao nut produced pulp. The cacao pulp might be processed to acetic acid since the pulp contains some sugar. The general objective of this research is to increase the cacao pulp process to produce acetic acid. The specific objective of research is to study the influenceof sugar and yeast concentration to the production of alcohol and influence of aeration to the production of acetic acid from cacao pulp. The results showed that the sugar concentration of 15% and bread yeast of 20% could produce alcohol level of 10%, the minimum level for producing acetic acid. The optimum time of fermentation to produce alcohol level is 12 days. The highest acetic acid is obtained (4.31 %) with aeration treatment of 14 days.
RINGKASAN
MARGARETHA HAUMASSE. Pemanfaatan Pulpa Kakao Untuk Memproduksi Asam Asetat Dengan Menggunakan Ragi Roti Dan Aerasi. Dibimbing oleh I WAYAN BUDIASTRA dan SUROSO (Alm).
Kakao merupakan salah satu komoditas ekspor non migas yang cukup bekontribusi bagi perekonomian Indonesia. Potensi pengembangan kakao di Indonesia cukup besar, baik dari sumberdaya yang dimiliki, teknologi yang dikuasai, maupun peluang pasar yang terus berkembang pada masa yang akan datang. Total ekspor kakao Indonesia tahun 2006 sebesar 612.123,53 ton dan nilainya mencapai 855.047,12 ribu US$ (Statistik dan Informasi 2007). Pengolahan kakao mempunyai hasil sampingan, yang belum diperhatikan oleh masyarakat dan cenderung dianggap sebagai sampah atau limbah. Salah satu hasil sampingan yang diperoleh dari proses pengolahan awal kakao adalah pulpa. Pulpa kakao mengandung glukosa dan sukrosa antara 12-15%, asam-asam organik dan beberapa asam amino (Effendi 2002 dan Opeke 1984). Komposisi demikian cukup baik digunakan dalam proses fermentasi untuk menghasilkan asam asetat.
Secara umum penelitian ini bertujuan untuk mempelajari pemanfaatan pulpa kakao sebagai bahan untuk memproduksi asam asetat. Sedangkan secara khusus penelitian ini bertujuan untuk 1) menentukan pengaruh konsentrasi gula dan starter ragi roti terhadap kadar alkohol. 2) menentukan waktu atau lama fermentasi yang optimum untuk menghasilkan kadar alkohol. 3) mempelajari pengaruh aerasi terhadap kadar asam asetat yang dihasilkan.
Rancangan acak lengkap (RAL) digunakan dalam penelitian ini apabila terdapat perbedaan antar perlakuan dilanjutkan dengan uji Duncan Multiple Range Test (DMRT). Pada fermentasi alkohol pulpa kakao diencerkan 1 : 4 ditambahkan gula 5%, 10%, 15% dan starter ragi roti sebanyak 10% dan 20% (v/v). Pengamatan yang dilakukan pada tahap ini adalah pengukuran kadar alkohol, Total Padatan Terlarut (TPT) dan nilai pH, yang dilakukan pada hari ke- 0, 4, 8 dan 12. Selanjutnya alkohol yang terbentuk difermentasi lebih lanjut dengan menambahkan starter Acetobacter aceti (10% v/v) dengan perlakuan aerasi (dengan dan tanpa aerasi). Pengamatan yang dilakukan pada tahap ini adalah pengukuran kadar asam asetat, kadar alkohol, Total Padatan Terlarut (TPT) dan nilai pH, yang dilakukan pada hari ke- 0, 7, 14 dan 21.
Hasil penelitian menunjukkan bahwa konsentrasi gula 15% dan starter ragi roti 20% diperoleh kadar alkohol sebanyak 10% pada hari ke-12. Selama fermentasi (hari ke-12) terjadi penurunan TPT (15.9% brix – 6.4% brix) dan nilai pH (4.00 – 3.71). Hasil asam asetat yang tertinggi adalah 4.31% dengan perlakuan aerasi selama 14 hari fermentasi dan akan menurun pada hari ke-21 yaitu 2.14% dan kadar alkohol mencapai 4 %. Perlakuan tanpa aerasi pada hari ke 14 menghasilkan asam asetat yaitu sekitar 2.63 % dan pada hari ke-21 menurun menjadi 1.71%. Penurunan kadar asam asetat ini disebabkan, karena asam asetat yang telah terbentuk dioksidasi lebih lanjut oleh A. aceti menjadi H2O dan CO2.
semakin tinggi asam asetat yang dihasilkan, maka semakin rendah pH yang didapatkan dan produk yang dihasilkan juga semakin asam.
Simpulan dari penelitian ini adalah 1) konsentrasi gula 15% dan starter ragi roti 20% dapat menghasilkan kadar alkohol sebanyak 10% dan merupakan kadar kondisi terbaik untuk dilanjutkan dalam fermentasi asam asetat. 2) dari kadar alkohol yang dihasilkan, maka waktu atau lama fermentasi yang optimum untuk menghasilkan kadar alkohol adalah pada hari ke-12. 3) dengan perlakuan aerasi, pada hari ke-14 diperoleh hasil asam asetat dengan kadar 4.31% sedangkan tanpa aerasi kadar asam asetat yang dihasilkan adalah 2.63%.
Hak cipta milik IPB, tahun 2009
Hak cipta dilindungi Undang-undang
Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan atau menyebutkan sumbernya. Pengutipan hanya untuk kepentingan pendidikan, penelitian, penulisan karya ilmiah, penyusunan laporan, penulisan kritik, atau tinjauan suatu masalah; dan pengutipan tersebut tidak merugikan kepentingan yang wajar IPB
PEMANFAATAN PULPA KAKAO UNTUK
MEMPRODUKSI ASAM ASETAT DENGAN
MENGGUNAKAN RAGI ROTI DAN AERASI
MARGARETHA HAUMASSE
Tesis
sebagai salah satu syarat untuk memperoleh gelar Magister Sains pada
Program Studi Teknologi Pascapanen
SEKOLAH PASCASARJANA
INSTITUT PERTANIAN BOGOR
Judul Tesis : Pemanfaatan Pulpa Kakao Untuk Memproduksi Asam Asetat Dengan Menggunakan Ragi Roti Dan Aerasi
Nama : Margaretha Haumasse
NIM : F051060011
Disetujui
Komisi Pembimbing
Dr. Ir. I Wayan Budiastra, M.Agr. Dr. Ir. Suroso, M.Agr (Alm). Ketua Anggota
Diketahui
Ketua Program Studi Dekan Sekolah Pascasarjana Teknologi Pascapanen
Dr. Ir. I Wayan Budiastra, M.Agr. Prof. Dr. Ir. Khairil A. Notodiputro, MS.
PRAKATA
Puji syukur penulis panjatkan kepada Tuhan Yesus Kristus yang selalu memberikan Berkat dan AnugerahNya, sehingga penulis dapat menyelesaikan karya ilmiah ini dengan judul Pemanfaatan Pulpa Kakao Untuk Memproduksi Asam Asetat Dengan Menggunakan Ragi Roti Dan Aerasi.
Terima kasih penulis ucapkan kepada Dr. Ir. I Wayan Budiastra, M.Agr dan Dr. Ir. Suroso, M.Agr (Alm) selaku komisi pembimbing yang telah bersedia meluangkan waktu untuk membimbing dan mengarahkan selama penulisan tesis. Terima kasih kepada Dra. Suliantari, M.S atas kesediaannya untuk membantu dan mengarahkan penulis selama penelitian dan penulisan tesis serta kesediaannya selaku penguji luar komisi. Penulis juga mengucapkan terima kasih kepada Prof. Dr. Ir. Hadi. K. Purwadaria, M.Sc yang telah memberikan bantuan sehingga penelitian ini dapat berjalan dengan baik.
Ucapan terima kasih tak lupa penulis sampaikan kepada Beasiswa Yayasan Satyabhakti Widya dan Yayasan DAMANDIRI yang telah memberikan bantuan selama penelitian dan penulisan tesis. Penulis juga mengucapkan terima kasih kepada pegawai dan laboran pada Laboratorium TPG FATETA-IPB, teman-teman angkatan 2006 Almarhumah Darmayanti, ibu Ros, ibu Nona, Kakak Deva dan Venty atas bantuan, Doa dan semangat yang diberikan kepada penulis. Angkatan 2007 terutama buat mba Vera terima kasih atas bantuannya semoga kita semua tetap bersahabat dan menjadi saudara dalam suka dan duka. Ucapan terima kasih yang tak terhingga kepada Papa dan Mama, Kakak En serta Isteri, adik Ache, adik Aji dan tunanganku Andre juga keluarga besar Haumasse/Latumahina dan keluarga bpk. E. Pariury atas dukungan Doa, semangat dan kasih sayangnya. Bagi semua pihak yang tidak dapat disebutkan satu per satu terima kasih atas bantuannya selama ini semoga sukses dan diberkati oleh Tuhan Yesus Kristus. AMIN.
Semoga karya ilmiah ini dapat bermanfaat bagi yang membutuhkannya.
Bogor, Januari 2009
PEMANFAATAN PULPA KAKAO UNTUK
MEMPRODUKSI ASAM ASETAT DENGAN
MENGGUNAKAN RAGI ROTI DAN AERASI
MARGARETHA HAUMASSE
SEKOLAH PASCASARJANA
INSTITUT PERTANIAN BOGOR
PERNYATAAN MENGENAI TESIS
DAN SUMBER INFORMASI
Dengan ini saya menyatakan bahwa tesis Pemanfaatan Pulpa Kakao Untuk Memproduksi Asam Asetat Dengan Menggunakan Ragi Roti Dan Aerasi adalah karya saya dengan arahan dari komisi pembimbing dan belum diajukan dalam bentuk apapun kepada perguruan tinggi manapun. Sumber informasi yang berasal atau dikutip dari karya yang diterbitkan maupun tidak diterbitkan dari penulis lain telah disebutkan dalam teks dan dicantumkan dalam Daftar Pustaka di bagian akhir tesis ini.
Bogor, Januari 2009
Margaretha Haumasse
ABSTRACT
MARGARETHA HAUMASSE. Cacao Pulp Exploitation to Produce Acetic Acid Using Yeast and Aeration. Under the direction of I WAYAN BUDIASTRA and SUROSO
Cacao is one of important export commodity for Indonesia. Most of exported cacao is in the form of cacao nut. Cacao processing from the fruit to cacao nut produced pulp. The cacao pulp might be processed to acetic acid since the pulp contains some sugar. The general objective of this research is to increase the cacao pulp process to produce acetic acid. The specific objective of research is to study the influenceof sugar and yeast concentration to the production of alcohol and influence of aeration to the production of acetic acid from cacao pulp. The results showed that the sugar concentration of 15% and bread yeast of 20% could produce alcohol level of 10%, the minimum level for producing acetic acid. The optimum time of fermentation to produce alcohol level is 12 days. The highest acetic acid is obtained (4.31 %) with aeration treatment of 14 days.
RINGKASAN
MARGARETHA HAUMASSE. Pemanfaatan Pulpa Kakao Untuk Memproduksi Asam Asetat Dengan Menggunakan Ragi Roti Dan Aerasi. Dibimbing oleh I WAYAN BUDIASTRA dan SUROSO (Alm).
Kakao merupakan salah satu komoditas ekspor non migas yang cukup bekontribusi bagi perekonomian Indonesia. Potensi pengembangan kakao di Indonesia cukup besar, baik dari sumberdaya yang dimiliki, teknologi yang dikuasai, maupun peluang pasar yang terus berkembang pada masa yang akan datang. Total ekspor kakao Indonesia tahun 2006 sebesar 612.123,53 ton dan nilainya mencapai 855.047,12 ribu US$ (Statistik dan Informasi 2007). Pengolahan kakao mempunyai hasil sampingan, yang belum diperhatikan oleh masyarakat dan cenderung dianggap sebagai sampah atau limbah. Salah satu hasil sampingan yang diperoleh dari proses pengolahan awal kakao adalah pulpa. Pulpa kakao mengandung glukosa dan sukrosa antara 12-15%, asam-asam organik dan beberapa asam amino (Effendi 2002 dan Opeke 1984). Komposisi demikian cukup baik digunakan dalam proses fermentasi untuk menghasilkan asam asetat.
Secara umum penelitian ini bertujuan untuk mempelajari pemanfaatan pulpa kakao sebagai bahan untuk memproduksi asam asetat. Sedangkan secara khusus penelitian ini bertujuan untuk 1) menentukan pengaruh konsentrasi gula dan starter ragi roti terhadap kadar alkohol. 2) menentukan waktu atau lama fermentasi yang optimum untuk menghasilkan kadar alkohol. 3) mempelajari pengaruh aerasi terhadap kadar asam asetat yang dihasilkan.
Rancangan acak lengkap (RAL) digunakan dalam penelitian ini apabila terdapat perbedaan antar perlakuan dilanjutkan dengan uji Duncan Multiple Range Test (DMRT). Pada fermentasi alkohol pulpa kakao diencerkan 1 : 4 ditambahkan gula 5%, 10%, 15% dan starter ragi roti sebanyak 10% dan 20% (v/v). Pengamatan yang dilakukan pada tahap ini adalah pengukuran kadar alkohol, Total Padatan Terlarut (TPT) dan nilai pH, yang dilakukan pada hari ke- 0, 4, 8 dan 12. Selanjutnya alkohol yang terbentuk difermentasi lebih lanjut dengan menambahkan starter Acetobacter aceti (10% v/v) dengan perlakuan aerasi (dengan dan tanpa aerasi). Pengamatan yang dilakukan pada tahap ini adalah pengukuran kadar asam asetat, kadar alkohol, Total Padatan Terlarut (TPT) dan nilai pH, yang dilakukan pada hari ke- 0, 7, 14 dan 21.
Hasil penelitian menunjukkan bahwa konsentrasi gula 15% dan starter ragi roti 20% diperoleh kadar alkohol sebanyak 10% pada hari ke-12. Selama fermentasi (hari ke-12) terjadi penurunan TPT (15.9% brix – 6.4% brix) dan nilai pH (4.00 – 3.71). Hasil asam asetat yang tertinggi adalah 4.31% dengan perlakuan aerasi selama 14 hari fermentasi dan akan menurun pada hari ke-21 yaitu 2.14% dan kadar alkohol mencapai 4 %. Perlakuan tanpa aerasi pada hari ke 14 menghasilkan asam asetat yaitu sekitar 2.63 % dan pada hari ke-21 menurun menjadi 1.71%. Penurunan kadar asam asetat ini disebabkan, karena asam asetat yang telah terbentuk dioksidasi lebih lanjut oleh A. aceti menjadi H2O dan CO2.
semakin tinggi asam asetat yang dihasilkan, maka semakin rendah pH yang didapatkan dan produk yang dihasilkan juga semakin asam.
Simpulan dari penelitian ini adalah 1) konsentrasi gula 15% dan starter ragi roti 20% dapat menghasilkan kadar alkohol sebanyak 10% dan merupakan kadar kondisi terbaik untuk dilanjutkan dalam fermentasi asam asetat. 2) dari kadar alkohol yang dihasilkan, maka waktu atau lama fermentasi yang optimum untuk menghasilkan kadar alkohol adalah pada hari ke-12. 3) dengan perlakuan aerasi, pada hari ke-14 diperoleh hasil asam asetat dengan kadar 4.31% sedangkan tanpa aerasi kadar asam asetat yang dihasilkan adalah 2.63%.
Hak cipta milik IPB, tahun 2009
Hak cipta dilindungi Undang-undang
Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan atau menyebutkan sumbernya. Pengutipan hanya untuk kepentingan pendidikan, penelitian, penulisan karya ilmiah, penyusunan laporan, penulisan kritik, atau tinjauan suatu masalah; dan pengutipan tersebut tidak merugikan kepentingan yang wajar IPB
PEMANFAATAN PULPA KAKAO UNTUK
MEMPRODUKSI ASAM ASETAT DENGAN
MENGGUNAKAN RAGI ROTI DAN AERASI
MARGARETHA HAUMASSE
Tesis
sebagai salah satu syarat untuk memperoleh gelar Magister Sains pada
Program Studi Teknologi Pascapanen
SEKOLAH PASCASARJANA
INSTITUT PERTANIAN BOGOR
Judul Tesis : Pemanfaatan Pulpa Kakao Untuk Memproduksi Asam Asetat Dengan Menggunakan Ragi Roti Dan Aerasi
Nama : Margaretha Haumasse
NIM : F051060011
Disetujui
Komisi Pembimbing
Dr. Ir. I Wayan Budiastra, M.Agr. Dr. Ir. Suroso, M.Agr (Alm). Ketua Anggota
Diketahui
Ketua Program Studi Dekan Sekolah Pascasarjana Teknologi Pascapanen
Dr. Ir. I Wayan Budiastra, M.Agr. Prof. Dr. Ir. Khairil A. Notodiputro, MS.
PRAKATA
Puji syukur penulis panjatkan kepada Tuhan Yesus Kristus yang selalu memberikan Berkat dan AnugerahNya, sehingga penulis dapat menyelesaikan karya ilmiah ini dengan judul Pemanfaatan Pulpa Kakao Untuk Memproduksi Asam Asetat Dengan Menggunakan Ragi Roti Dan Aerasi.
Terima kasih penulis ucapkan kepada Dr. Ir. I Wayan Budiastra, M.Agr dan Dr. Ir. Suroso, M.Agr (Alm) selaku komisi pembimbing yang telah bersedia meluangkan waktu untuk membimbing dan mengarahkan selama penulisan tesis. Terima kasih kepada Dra. Suliantari, M.S atas kesediaannya untuk membantu dan mengarahkan penulis selama penelitian dan penulisan tesis serta kesediaannya selaku penguji luar komisi. Penulis juga mengucapkan terima kasih kepada Prof. Dr. Ir. Hadi. K. Purwadaria, M.Sc yang telah memberikan bantuan sehingga penelitian ini dapat berjalan dengan baik.
Ucapan terima kasih tak lupa penulis sampaikan kepada Beasiswa Yayasan Satyabhakti Widya dan Yayasan DAMANDIRI yang telah memberikan bantuan selama penelitian dan penulisan tesis. Penulis juga mengucapkan terima kasih kepada pegawai dan laboran pada Laboratorium TPG FATETA-IPB, teman-teman angkatan 2006 Almarhumah Darmayanti, ibu Ros, ibu Nona, Kakak Deva dan Venty atas bantuan, Doa dan semangat yang diberikan kepada penulis. Angkatan 2007 terutama buat mba Vera terima kasih atas bantuannya semoga kita semua tetap bersahabat dan menjadi saudara dalam suka dan duka. Ucapan terima kasih yang tak terhingga kepada Papa dan Mama, Kakak En serta Isteri, adik Ache, adik Aji dan tunanganku Andre juga keluarga besar Haumasse/Latumahina dan keluarga bpk. E. Pariury atas dukungan Doa, semangat dan kasih sayangnya. Bagi semua pihak yang tidak dapat disebutkan satu per satu terima kasih atas bantuannya selama ini semoga sukses dan diberkati oleh Tuhan Yesus Kristus. AMIN.
Semoga karya ilmiah ini dapat bermanfaat bagi yang membutuhkannya.
Bogor, Januari 2009
RIWAYAT HIDUP
Penulis dilahirkan di Ambon pada tanggal 31 Desember 1981 dari ayah Drs. Jantje Haumasse, Msi dan ibu Oktovina Haumasse/Latumahina. Penulis merupakan anak kedua dari tiga bersaudara.
DAFTAR ISI
Halaman
DAFTAR TABEL ... xii
DAFTAR GAMBAR ... xiii
DAFTAR LAMPIRAN ... xiv
PENDAHULUAN
Latar Belakang ... 1 Tujuan Penelitian ... 3
TINJAUAN PUSTAKA
Pulpa Kakao ... 4 Asam Asetat ... 5
Fermentasi Alkohol ... 6 Fermentasi Asam Asetat ... 7 Mikroorganisme Yang Berperan Dalam Fermentasi ... 8 Khamir ... 8 Bakteri (Acetobacter aceti) ... 10 Faktor-Faktor Yang Mempengaruhi Proses Fermentasi ... 11 Karbohidrat (gula) ... 11 Suhu ... 12 pH ... 12 Unsur Hara ... 13 Kadar Alkohol ... 13 Pengaruh Aerasi (oksigen) ... 13
METODE PENELITIAN
Waktu dan Tempat ... 15 Bahan dan Alat ... 15 Tahapan Penelitian ... 15 Penyegaran Kultur ... 15 Pembuatan Starter ... 16 Starter Khamir ... 16 Starter Acetobacter aceti ... 17 Produksi Asam Asetat ... 18 Fermentasi Alkohol ... 18 Fermentasi Asam Asetat ... 19 Peubah yang Diukur ... 21 Kadar Asam Asetat ... 22 Kadar Alkohol ... 22 Total Padatan Terlarut (TPT) ... 22 Nilai pH ... 22 Rancangan Percobaan ... 23 Rancangan Percobaan untuk Fermentasi Alkohol ... 23 Rancangan Percobaan untuk Fermentasi Asam Asetat ... 23
HASIL DAN PEMBAHASAN
Kadar Alkohol... 26 Total Padatan Terlarut (TPT) ... 28 Nilai pH ... 30 Fermentasi Asam Asetat ... 31
Kadar Asam Asetat ... 32 Kadar Alkohol ... 34 Total Padatan Terlarut (TPT) ... 35 Nilai pH ... 37
SIMPULAN DAN SARAN ... 40
DAFTAR PUSTAKA ... 41
DAFTAR TABEL
DAFTAR GAMBAR
Halaman 1 Penampang melintang buah kakao ... 4 2. Penyegaran kultur A. aceti pada media cair ... 16 3. Diagram alir pembuatan starter Khamir (ragi roti) ... 17 4. Pembuatan starter A. aceti ... 18 5. Diagram alir fermentasi alkohol ... 20 6. Proses fermentasi asam asetat ... 21 7. Grafik perubahan kadar alkohol pulpa kakao selama fermentasi ... 27 8. Grafik perubahan total padatan terlarut pulpa kakao selama
fermentasi ... 28 9 Grafik perubahan nilai pH pulpa kakao selama fermentasi ... 31 10. Grafik perubahan kadar asam asetat pulpa kakao selama fermentasi .... 33 11. Grafik perubahan kadar alkohol pulpa kakao selama fermentasi ... 35 12. Grafik perubahan total padatan terlarut pulpa kakao selama fermentasi
DAFTAR LAMPIRAN
Halaman
1. Analisis ragam pengaruh lama fermentasi dan konsentrasi gula
serta starter terhadap kadar alkohol selama fermentasi alkohol ... 46 2. Hasil uji lanjut Duncan’s untuk perubahan kadar alkohol selama
fermentasi alkohol ... 47 3. Analisis ragam pengaruh lama fermentasi dan konsentrasi gula
serta starter terhadap total padatan terlarut (TPT) selama fermentasi
alkohol ... 49 4. Hasil uji lanjut Duncan’s untuk perubahan total padatan terlarut (TPT)
selama fermentasi alkohol ... 50 5. Analisis ragam pengaruh lama fermentasi dan konsentrasi gula
serta starter terhadap nilai pH selama fermentasi alkohol ... 52 6. Hasil uji lanjut Duncan’s untuk perubahan nilai pH selama fermentasi
alkohol ... 53 7. Analisis ragam pengaruh lama fermentasi dan perlakuan terhadap
kadar asam asetat selama fermentasi asam asetat ... 55 8. Hasil uji lanjut Duncan’s untuk perubahan kadar asam asetat selama
fermentasi asam asetat ... 56 9. Analisis ragam pengaruh lama fermentasi dan perlakuan terhadap
kadar alkohol selama fermentasi asam asetat ... 58 10. Hasil uji lanjut Duncan’s untuk perubahan kadar alkohol selama
fermentasi asam asetat ... 59 11. Analisis ragam pengaruh lama fermentasi dan perlakuan terhadap
total padatan terlarut (TPT) selama fermentasi asam asetat ... 61 12. Hasil uji lanjut Duncan’s untuk perubahan total padatan terlarut (TPT)
selama fermentasi asam asetat ... 62 13. Analisis ragam pengaruh lama fermentasi dan perlakuan terhadap
nilai pH selama fermentasi asam asetat ... 64 14. Hasil uji lanjut Duncan’s untuk perubahan nilai pH selama fermentasi
asam asetat ... 65 15. Perubahan kadar alkohol selama fermentasi alkohol ... 67 16. Rata-rata perubahan kadar alkohol selama fermentasi alkohol ... 68 17. Perubahan total padatan terlarut (TPT) selama fermentasi alkohol ... 69 18. Rata-rata perubahan total padatan terlarut (TPT) selama fermentasi
20. Rata-rata perubahan nilai pH selama fermentasi alkohol ... 72 21. Perubahan titrasi selama fermentasi asam asetat ... 73 22. Perubahan berat sampel selama fermentasi asam asetat ... 74 23. Perubahan titrasi dan berat sampel selama fermentasi asam asetat ... 75 24. Rata-rata perubahan kadar asam asetat selama fermentasi asam
asetat ... 76 25. Perubahan kadar alkohol selama fermentasi asam asetat ... 77 26. Rata-rata perubahan kadar alkohol selama fermentasi asam asetat ... 78 27. Perubahan total padatan terlarut (TPT) selama fermentasi asam
asetat ... 79 28. Rata-rata perubahan total padatan terlarut (TPT) selama fermentasi
asam asetat ... 80 29. Perubahan nilai pH selama fermentasi asam asetat ... 81 30. Rata-rata perubahan nilai pH selama fermentasi asam asetat ... 82
I.
PENDAHULUAN
A. Latar Belakang
Kakao merupakan salah satu komoditas ekspor non migas yang cukup berkontribusi bagi perekonomian Indonesia. Potensi pengembangan kakao di Indonesia cukup besar, baik dari sumberdaya yang dimiliki, teknologi yang dikuasai, maupun peluang pasar yang terus berkembang pada masa yang akan datang. Total ekspor kakao Indonesia tahun 2006 sebesar 612.123.53 ton dan nilainya mencapai 855.047.12 ribu US$ (Statistik dan Informasi 2007).
Tujuan pengembangan kakao di Indonesia adalah untuk memanfaatkan sumberdaya alam, memenuhi konsumsi dan meningkatkan pendapatan produsen serta meningkatkan devisa negara. Kakao telah lama dikenal dan dimanfaatkan oleh masyarakat dengan mengolahnya menjadi bahan minuman, penambah rasa, aroma dan bahan makanan. Selain itu lemaknya kakao digunakan untuk bahan kosmetik dan obat-obatan.
Effendi (2002), menghasilkan asam asetat sebesar 4.24% dengan kecepatan pengadukan terbaik adalah 400 rpm pada inokulum 10% v/v. Hasil tersebut lebih baik dibandingkan proses pembuatan asam asetat yang di survei oleh Kozaki et al. (1998) secara tradisional di Indonesia dan Philipina yang menghasilkan sekitar 2% asam asetat.
Industri asam asetat merupakan salah satu industri kimia yang berprospek di Indonesia, hal ini ditunjukkan dengan perkembangan produksi dan ekspor asam asetat (Tabel 1).
Tabel 1. Perkembangan Asam Asetat Indonesia Tahun 1996 – 2000 ( dalam ton )
Tahun Produksi Ekspor
1996 28.840 2.106
1997 23.540 0
1998 26.500 1.000
1999 29.680 136
2000 32.210 588
Sumber : Anonim (2008)
Asam asetat merupakan senyawa yang cukup penting dalam pengolahan bahan pangan baik sebagai bumbu maupun sebagai pengawet, penggunaan asam asetat sebagai bumbu antara lain dalam mayonais, saus, acar disebabkan adanya senyawa-senyawa volatil yang menghasilkan flavor dan aroma, sedangkan sebagai pengawet pada kadar asam asetat 0.1% dapat menghambat pertumbuhan bakteri pembusuk dan bakteri pembentuk spora dan kadar asam asetat 0.3% dapat menghambat pertumbuhan jamur penghasil mikotoksin (Luwihana, 1998). Kegunaan lain dari asam asetat adalah dapat mengatur keasaman pada industri makanan, sebagai pelunak air dalam rumah tangga, sebagai minuman (cuka apel) dan sebagai bahan baku untuk pembuatan bahan kimia seperti vinil asetat, selulosa asetat, asetat anhidrit, ester asetat dan garam asetat.
penelitian dengan harapan dapat mengurangi limbah pulpa kakao, dengan menghasilkan produk asam asetat yang tentunya sangat bermanfaat bagi kelangsungan hidup manusia.
B. Tujuan
Secara umum penelitian ini bertujuan untuk mempelajari pemanfaatan pulpa kakao sebagai bahan untuk memproduksi asam asetat. Sedangkan secara khusus penelitian ini bertujuan untuk :
1. Menentukan pengaruh konsentrasi gula dan starter ragi roti terhadap kadar alkohol.
2. Menentukan waktu atau lama fermentasi yang optimum untuk menghasilkan kadar alkohol.
II.
TINJAUAN PUSTAKA
A. Pulpa Kakao
[image:31.595.202.482.304.523.2]Secara umum buah kakao terdiri dari empat bagian yaitu kulit, plasenta, pulpa dan biji (Gambar 1). Buah yang matang berkulit tebal dan berisi 30-50 biji yang masing-masing terbungkus oleh pulpa berwarna putih, manis dan berlendir yang sangat bermanfaat dalam proses fermentasi. Bagian dalam biji yang disebut kotiledon, merupakan bagian yang digunakan untuk pembuatan produk kakao setelah melalui proses pengolahan pasca panen.
Gambar 1. Penampang melintang buah kakao
Yang dimaksud dengan pulpa adalah lapisan yang berwarna putih yang melapisi permukaan biji kakao. Pulpa yang melingkupi biji kakao terdiri dari 80 – 90% air dan 12 – 15% gula, dalam bentuk glukosa dan sukrosa. Gula ini merupakan komponen yang sangat penting untuk pertumbuhan mikroba selama proses fermentasi. Pulpa merupakan lapisan tebal endosperm, yang terdiri dari sel-sel turbular dengan ruangan antar sel yang besar. Pada buah mentah lapisan ini membengkak, akan tetapi pada buah masak lapisan ini lunak dan berlendir. Selama proses fermentasi sel-sel ini mati dan terlepas,
a. kulit (544.8 gram)
b. pulpa (48.0 gram)
c. plasenta (-)
membentuk selaput seperti butir-butir pasta, mudah dilepaskan dari kulit biji (Nasution et al., 1985). Sebelum terjadi proses fermentasi, pH pulpa adalah sekitar 3.5 dan protein serta asam sitrat 1 – 3% (Minifie, 1999). Senyawa-senyawa lain yang juga terdapat dalam pulpa kakao adalah kalium, kalsium, magnesium, albuminoids dan lain-lain (Siregar et al., 1989).
Komposisi kimia pulpa kakao terdiri dari kandungan air 80 – 90 %, kandungan albuminoid 0.5 – 0.7 %, glukosa 8 – 13 %, pati sedikit, asam yang tidak menguap 0.2 – 0.4 %, besi oksida (Fe2O3) 0.03 %, sukrosa 0.4 – 1.0 %,
garam – garam 0.4 – 0.45 % (Nasution et al., 1985).
B. Asam Asetat
Asam asetat (CH3COOH) memiliki beberapa nama antara lain asam
etanoat, vinegar (mengandung minimal 4 gram asam asetat per 100 larutan), atau asam cuka. Asam asetat merupakan senyawa organik yang mengandung gugus asam karboksilat. Asam asetat yang dikenal dengan nama vinegar merupakan suatu senyawa hasil fermentasi menggunakan bakteri asam asetat, juga merupakan senyawa yang cukup penting dalam pengolahan bahan pangan baik sebagai bumbu maupun sebagai pengawet, penggunaan asam asetat sebagai bumbu antara lain dalam mayonais, saus, acar disebabkan adanya senyawa-senyawa volatil yang menghasilkan flavor dan aroma, sedangkan sebagai pengawet pada kadar 0.1% dapat menghambat pertumbuhan bakteri pembusuk dan bakteri pembentuk spora dan kadar 0.3% dapat menghambat pertumbuhan jamur penghasil mikotoksin (Luwihana, 1998).
Menurut Irnia dan Hidayat (2001), pembuatan asam asetat dapat dilakukan dengan dua cara, yaitu secara sintesis/khemis dan secara mikrobiologis atau fermentasi, namun demikian cara fermentasi lebih disukai, karena lebih murah, lebih praktis dan resiko kegagalan relatif lebih kecil.
1. Fermentasi Alkohol
Fermentasi didefinisikan oleh Amerine et al., (1980) sebagai suatu proses metabolisme yang membawa perubahan kimia terhadap substrat organik melalui kerja enzim yang dihasilkan oleh mikroorganisme. Khamir (ragi roti) dan bakteri (A. aceti) merupakan salah satu mikroorganisme yang berperan aktif dalam proses fermentasi terutama selama proses pemecahan gula menjadi alkohol dan perubahan alkohol menjadi asam asetat. Fermentasi yang dilakukan pada pulpa kakao, akan menghasilkan alkohol dan asam asetat. Kandungan yang terdapat di dalam pulpa kakao, sangat berpengaruh terhadap pembentukan asam selama fermentasi. Selain karbohidrat, komponen lain yang mempunyai peranan penting dalam proses fermentasi antara lain protein, vitamin, lemak dan asam nukleat. Tujuan dari fermentasi pulpa adalah untuk menghasilkan alkohol yang selanjutnya akan digunakan untuk menghasilkan asam asetat.
Alkohol merupakan sumber karbon yang diperlukan untuk pertumbuhan sel, tetapi pada kadar tertentu justru menghambat pertumbuhan atau bahkan membunuh sel bakteri asam asetat. Sedangkan asam asetat merupakan produk metabolit yang terbentuknya bergantung pada besarnya populasi bakteri asam asetat dan ketersediaan etanol (Kapti dan Harmayani, 1998).
Alkohol diproduksi dengan cara fermentasi dari bahan (medium) yang mengandung sukrosa oleh khamir (Purawisastra, 1994). Alkohol yang dihasilkan selama fermentasi berasal dari pemecahan gula dalam media pulpa kakao.
Menurut Reed and Peppler (1973), proses yang terjadi pada fermentasi alkohol adalah perubahan 1 mol gula menjadi 2 mol etanol dan 2 mol CO2. Proses ini menghasilkan senyawa alkohol dan karbondioksida
dalam jumlah besar.
Glukosa (C6H12O6) 2C2H5OH + 2CO2 + 2 ATP + 5 Kkal
menjadi alkohol, karbondioksida dan hasil sampingannya dibagi menjadi 3 bagian yaitu :
1. Urutan reaksi dari glukosa hingga gliseraldehida-3-fosfat yang merupakan senyawa inti atau utama dalam reaksi. Reaksi ini menggunakan 2 mol ATP dan bukan merupakan reaksi oksidasi reduksi. 2. Reaksi fosfogerilasi tingkat substrat (oksidasi) yang menghasilkan 4
mol ATP dan piruvat.
3. Reaksi reduksi piruvat menjadi hasil utama fermentasi yaitu 2 mol alkohol dan 2 mol CO2.
Pada permulaan proses fermentasi, khamir memerlukan oksigen untuk pertumbuhannya sehingga fermentasi terjadi secara aerob. Setelah terbentuk CO2, reaksi akan berubah menjadi anaerob. Apabila terdapat
udara pada proses fermentasi, maka alkohol yang dihasilkan lebih sedikit karena terjadi respirasi yang mengakibatkan terjadinya konversi gula menjadi karbondioksida (CO2) dan air (H2O).
2. Fermentasi Asam Asetat
Hampir semua bahan yang mengandung alkohol, gula, pati, serta adanya sejumlah kecil unsur nitrogen, dapat dibuat menjadi asam asetat atau vinegar. Vinegar adalah cairan yang diperoleh melalui fermentasi alkohol dan dilanjutkan dengan fermentasi asam asetat. Fermentasi asam asetat bertujuan untuk menghasilkan produk asam asetat. Terbentuknya asam asetat diawali dengan fermentasi alkohol oleh khamir yang berlangsung dalam keadaan mikroaerofilik yang selanjutnya fermentasi asam asetat oleh A. aceti dalam keadaan aerob. Persamaan reaksi dari proses fermentasi tersebut adalah sebagai berikut :
(1) Fermentasi Alkohol :
C6H12O6 + Ragi roti 2 C2H5OH + 2CO2
glukosa alkohol
(2) Fermentasi Asam Asetat :
C2H5OH + O2 CH3COOH + H2O
Produksi asam asetat merupakan proses oksidasi tidak sempurna, dimana daya reduksi dipindahkan ke molekul oksigen. Pada tahap pertama terjadi oksidasi dari alkohol menjadi asetaldehida dengan bantuan enzim alkohol dehidrogenase. Kemudian terjadi hidrasi menjadi asetaldehida hidrat dan oksidasi kedua oleh asetaldehida dehidrogenase menjadi asam asetat (Effendi, 2002).
Menurut Effendi (2002), dengan atau tanpa penambahan urea pada fermentasi substrat limbah cair pulpa kakao (kadar gula 12.63%) oleh
Saccharomyces cerevisiae R60 (10% v/v), waktu fermentasi selama 48 jam
diperoleh kadar etanol rata-rata 5.3%. Pada fermentasi lebih lanjut dengan
Acetobacter aceti B127 dengan kecepatan pengadukan 400 rpm diperoleh asam
asetat dengan kadar 4.24 %.
Menurut Anonim (2008), Kegunaan asam asetat atau vinegar adalah sebagai berikut :
1. Produksi polimer seperti polietilena tereftalat, selulosa asetat, dan polivinil asetat, maupun berbagai macam serat dan kain.
2. Pengatur keasaman pada industri makanan 3. Pelunak air dalam rumah tangga
4. Minuman fungsional misal: cuka apel
5. Sebagai bahan baku untuk pembuatan vinil asetat, selulosa asetat, asetat anhidrit, ester asetat, garam asetat.
C. Mikroorganisme Yang Berperan Dalam Fermentasi 1. Khamir
Khamir atau yang sering disebut juga ragi atau yeast adalah mikroorganisme bersel tunggal, berbentuk bulat atau bulat telur atau bulat panjang membentuk pseudomisellium (Frazier, 1977). Selain itu khamir atau ragi dapat diartikan sebagai jasad renik sejenis jamur yang berkembang biak dengan sangat cepat dan yang mampu mengubah pati dan gula menjadi karbondioksida dan alkohol.
bermanfaat dan mempunyai nilai ekonomis apabila dapat mengubah atau
mengkonversi gula dalam proses fermentasi alkohol dan karbondioksida (Lopez and Penna, 2001). Ragi roti selain murah juga mudah diperoleh dan tahan lama sehingga cukup ekonomis bila digunakan dalam fermentasi alkohol.
Jenis ragi kering ada yang berbentuk butiran kasar, ada juga yang berbentuk pelet-pelet halus. Ragi yang berbentuk kasar biasanya tidak mudah larut dan tidak cepat tumbuh sehingga perlu dilarutkan dulu dalam air pada waktu penggunaannya. Demikian juga ragi segar yang dipres, perlu dilarutkan dalam air sebelum dicampurkan supaya mudah menyebar. Ragi kering berbentuk pelet halus biasanya mudah larut dan tersebar dalam bahan serta cepat tumbuh berkembang pada saat dicampurkan dengan bahan.
Beberapa faktor lain yang juga mempengaruhi pertumbuhan khamir, diantaranya adalah alkohol, gula, karbondioksida dan tekanan udara, oksigen, asam asetat, asam organik dan pH, komponen bernitrogen, faktor
pertumbuhan, tanin, partikel tak terlarut, logam serta suhu (Kunkee dan Mardon , 1970).
Kadar alkohol yang dapat dihasilkan selama fermentasi berkisar antara 0 - 19%. Pada kadar yang tinggi alkohol dapat menghambat fermentasi karena memepercepat kerusakan sel khamir, sehingga mempengaruhi pula jumlah maksimum alkohol yang terbentuk (Amarine et al., 1987). Umumnya fermentasi alkohol sudah terhambat pada kadar alkohol 18%.
Fiechter (1982) mengatakan, komponen karbon diperoleh dari glukosa, fruktosa dan sukrosa. Pada umumnya hampir semua galur
organik lainnya termasuk alkohol dapat digunakan sebagai sumber karbon oleh khamir (Kunkee dan Mardon, 1970).
Pengaruh oksigen terutama pada pertumbuhan aerob. Pada fase pertumbuhan awal atau fase eksponensial, oksigen memberi stimulasi pada pertumbuhan khamir. Perbanyakan sel berlangsung sampai pertengahan fermentasi dan pada kondisi anaerob sebagian besar gula dikonversi
menjadi alkohol. Adanya kekurangan oksigen maka khamir akan menggunakan senyawa-senyawa antara sebagai penerima hidrogen dan menstimulasi pembentukan alkohol.
2. Bakteri (Acetobacter aceti)
Nama bakteri berasal dari bahasa Yunani ”bacterion” yang berarti
batang atau tongkat. Sekarang nama itu dipakai untuk menyebut sekelompok mikroorganisme bersel satu, tubuhnya bersifat prokariotik, yaitu tubuhnya atas sel yang tidak mempunyai pembungkus inti. Bakteri berkembangbiak dengan membelah diri, dan karena begitu kecil maka hanya dapat dilihat dengan menggunakan mikroskop. Bakteri walaupun bersel satu tetapi mempunyai beberapa organel yang dapat melaksanakan beberapa fungsi hidup.
Fermentasi asam asetat dilakukan oleh bakteri asam asetat terhadap larutan yang mengandung alkohol oleh bakteri dari genus Acetobacter, biasanya spesies yang digunakan adalah Acetobacter aceti (Fardiaz, 1989).
A. aceti bersifat motil atau nonmotil dan mengoksidasi etanol menjadi asam asetat yang dioksidasi lebih lanjut menjadi karbondioksida (CO2) (Fardiaz,
1992). Frazier (1978) menyatakan bahwa A. aceti berbentuk bulat panjang seperti batang, lurus atau agak melengkung dengan susunan sel tunggal, berpasangan atau dalam rantai. A. aceti bersifat kemoorganotrof, sehingga dapat tumbuh pada medium sederhana maupun kompleks. Bakteri ini merupakan bakteri aerob dengan suhu optimal 20 OC - 30 OC.
CO2 dan H2O, sedangkan konsentrasi alkohol lebih dari 14% akan
mengakibatkan terhambatnya proses fermentasi asam asetat (Waluyo, 1984). A. aceti membutuhkan oksigen untuk pertumbuhannya minimal 0,36 gram untuk setiap gram gula (Adams, 1980).
Menurut Waluyo (1984), bahwa penambahan starter A. aceti ke dalam substrat beralkohol dilakukan pada saat fermentasi alkohol berjalan sempurna, dimana kandungan alkohol berkisar antara 10% - 13%. Apabila di dalam media belum mengandung alkohol dan dilakukan penambahan starter A. aceti, maka dapat menyebabkan berkurangnya aktivitas khamir atau bahkan mematikan khamir, sehingga tidak dapat menghasilkan alkohol dan proses fermentasi asam asetat akan terhambat.
D. Faktor-Faktor Yang Mempengaruhi Proses Fermentasi 1. Karbohidrat (gula)
Hampir semua strain khamir dapat memfermentasi karbohidrat. Khamir akan memfermentasi karbohidrat pada kadar yang optimum sehingga apabila kadarnya di atas optimum maka kecepatan fermentasi akan menurun dan jumlah alkohol yang dihasilkan tidak maksimal atau tidak sesuai dengan yang diharapkan (Kunkee dan Mardon, 1970).
Menurut Amarine et al., (1987), jika konsentrasi gula dalam substrat terlalu tinggi maka alkohol yang terbentuk akan menghambat aktivitas khamir, sehingga waktu fermentasi menjadi lebih lama dan tidak semua gula dapat dikonversi menjadi alkohol, sehingga efisiensi menjadi lebih rendah.
2. Suhu
Suhu optimum dalam proses pertumbuhan mikroba merupakan faktor yang sangat penting dalam fermentasi. Menurut Frazier dan Westhoff (1978), suhu opimum bagi pertumbuhan khamir pada proses fermentasi antara 25 – 30 OC dan maksimum pada suhu 35 – 47 OC. Sedangkan menurut Presscot dan Dunn (1981), suhu optimum untuk fermentasi alkohol adalah 25 – 35 OC. Kenaikan suhu akan menurunkan ketahanan khamir terhadap alkohol yang dihasilkan dan akan meningkatkan pembentukan asam asetat yang bersifat racun. Amarine et al., (1987) menyatakan, bahwa kegunaan fermentasi pada suhu rendah adalah untuk menghambat aktivitas mikrothermofilik, bakteri dan khamir liar. Suhu optimum bagi pertumbuhan bakteri adalah antara 20 – 30 OC. Pada suhu tersebut pertumbuhan bakteri akan berlangsung dengan cepat. Diluar kisaran suhu optimum, pertumbuhan mikroba baik khamir maupun bakteri akan menjadi lambat, bahkan fermentasi sama sekali tidak dapat berlangsung dengan baik.
3. pH
4. Unsur Hara
Umumnya khamir membutuhkan unsur C, H,O,N,P,K,Mg dan Ca dalam jumlah yang cukup besar sedangkan Fe dan Cu dibutuhkan dalam jumlah yang kecil. Kebutuhan akan unsur Nitrogen akan dapat diperoleh dari garam-garam amonium, asam amino, pepton, dan peptida. Bentuk amonium merupakan bentuk yang paling mudah dipergunakan oleh khamir (Harrison Graham, 1970).
5. Kadar Alkohol
Fiecther (1982) mengatakan bahwa alkohol dengan konsentrasi tinggi merupakan racun bagi khamir. Alkohol pada konsentrasi tinggi dapat mendenaturasi protein dan melarutkan lemak, sehingga dinding sel khamir rusak dan plasma membeku, selanjutnya khamir akan mati.
Menurut Ebner (1983), proses fermentasi asam asetat bila kadar alkohol dalam substrat tersebut menurun maka bakteri A. aceti akan mengoksidasi asam asetat dalam substrat menjadi CO2 dan H2O.
6. Pengaruh Aerasi (oksigen)
Aerasi ialah proses pengaliran dan pemindahan udara ke dalam cairan. Aerasi berfungsi untuk memasok kebutuhan oksigen dan menjaga
mikroba dalam suspensi agar dapat melakukan metabolisme (Wang et al., 1979).
Khamir tumbuh dengan baik pada kondisi aerob, tetapi ada beberapa jenis dapat tumbuh pada kondisi anaerob, dimana proses respirasi digantikan dengan proses fermentasi. Jika kadar oksigen cukup tinggi dalam sel khamir akan terjadi metabolisme aerob atau respirasi. Pada proses respirasi, asam piruvat akan dioksidasi menjadi CO2 dan H2O. Jika
terdapat bakteri dari jenis Acetobacter, maka alkohol akan diubah menjadi asam asetat. Menurut Irnia dan Hidayat (2001), bahwa aerasi bertujuan untuk memenuhi kebutuhan mikroba akan O2 pada konsentrasi tertentu
Ketersediaan oksigen sangat penting dalam proses pemecahan alkohol menjadi asam asetat. Biasanya pemberian oksigen dilakukan dengan memberikan aerasi pada media atau substrat.. Dengan menjaga aerasi yang baik maka proses oksidasi dan dismutasi pada pembentukan asam asetat juga akan berlangsung dengan baik (Waluyo, 1984).
III.
METODOLOGI PENELITIAN
A. Waktu dan Tempat
Penelitian ini dilakukan pada Bulan April sampai September 2008 di Laboratorium Pengolahan Pangan, Laboratorium Mikrobiologi Pangan dan Biokimia Departemen Ilmu dan Teknologi Pangan, Fakultas Teknologi Pertanian, Institut Pertanian Bogor.
B. Bahan dan Alat
Bahan-bahan yang digunakan antara lain : pulpa kakao yang diperoleh dari Perkebunan Kakao Liang Awaia Seram Bagian Barat – Ambon, ragi roti (Fermipan) dan gula pasir yang diperoleh dari pasar tradisional di daerah Bogor, bakteri A. aceti BTCC-618, media untuk pertumbuhan khamir dan
A. aceti yaitu PDB (Potato Dextrose Broth), pepton, yeast ekstrak, glukosa, MgSO4.7H2O (Magnesium Sulphate Heptahydrate) dan agar, spiritus, kapas,
kertas label, allumunium foil, tisu, aquades, NaOH, asam oksalat (C2H2O4. 2H2O), indikator PP (Phenolphtalein), alkohol 70%, alkohol 96 %.
Sedangkan Alat-alat yang digunakan erlenmeyer, gelas ukur, spatula, bunsen, timbangan, blender, kain saring, sumbat karet yang dilengkapi dengan selang, autoklaf, aerator, refraktometer, alkohol meter, pH meter, labu destilasi, cawan petri, hot plate, labu takar, gelas piala, buret dan pipet tetes.
C. Tahapan Penelitian 1. Penyegaran Kultur
Penelitian ini menggunakan kultur A. aceti BTCC-618, yang diperoleh dari Lembaga Ilmu Pengetahuan Indonesia (LIPI) di Cibinong. Sebelum dipergunakan, kultur A. aceti disegarkan terlebih dahulu dengan cara menumbuhkan pada media cair yang terdiri dari pepton, yeast ekstrak, glukosa dan MgSO4.7H2O. Proses penyegaran kultur A. aceti dapat dilihat
Biakan murni mikroba Diinokulasikan 1 mata ose ke dalam media cair (pepton, yeast ekstrak, glukosa, MgSO4.7H2O)
Diinkubasi pada suhu ruang selama 2 – 3 hari
Gambar 2. Penyegaran Kultur A. aceti pada Media Cair
2. Pembuatan Starter
Starter adalah media yang digunakan untuk memperbanyak sel-sel khamir penghasil alkohol dan bakteri penghasil asam asetat yang selanjutnya akan diinokulasikan ke dalam media fermentasi.
Dalam proses pembuatan asam asetat, starter yang perlu disiapkan adalah starter khamir dan starter A. aceti. Dalam penelitian ini, khamir yang digunakan adalah ragi roti komersial.
2.1. Starter Khamir
Sebelum dipergunakan, ragi roti komersial tersebut terlebih dahulu ditumbuhkan atau diperbanyak dalam media cair PDB (Potato Dextrose Broth). Media PDB tersebut dilarutkan dengan aquades, kemudian disterilkan dan didinginkan. Setelah media tersebut didinginkan, maka ragi roti ditambahkan ke dalam media PDB, kemudian diinkubasikan selama 24 jam pada suhu ruang, untuk selanjutnya diinokulasikan dalam media pulpa kakao.
(pengenceran 1 : 4), kemudian ditambahkan gula 10% dan disterilkan pada suhu 121 OC selama 15 menit. Setelah melewati proses sterilisasi, media tersebut didinginkan dan diinokulasikan secara aseptis dengan suspensi ragi roti (umur 24 jam). Kemudian, media diinkubasi pada suhu ruang dan siap digunakan untuk proses fermentasi (Gambar 3).
[image:44.595.165.458.207.488.2]
Inokulasi
Gambar 3. Diagram alir pembuatan starter khamir (ragi roti)
2.2. Starter Acetobacter aceti
Starter A. aceti dibuat dalam media cair yang terdiri dari campuran pepton, yeast ekstrak, glukosa dan MgSO4.7H2O. Setelah
itu, tambahkan aquades dan dilarutkan. Setelah larut, media tersebut disterilkan pada suhu 121 OC selama 15 menit. Kemudian didinginkan dan diinokulasikan dengan A. aceti. Setelah itu, diinkubasikan pada suhu ruang selama 2 – 3 hari (Gambar 4).
Inkubasi 24 jam (suhu ruang)
Ragi Roti
PDB steril Tambahkan gula 10 %
dan dicampur - larut
Sterilisasi T 121 oC - 15 menit
Media pulpa kakao
Inkubasi (suhu ruang) Pulpa kakao
Gambar 4. Pembuatan starter A. aceti
3. Produksi Asam Asetat
Ada dua tahap fermentasi yang harus dilakukan untuk menghasilkan asam asetat. Tahap pertama adalah fermentasi alkohol, dimana khamir mengubah kandungan glukosa pada pulpa kakao menjadi alkohol. Tahap kedua adalah fermentasi asam asetat, dimana dengan penambahan bakteri
A. aceti pada media yang beralkohol tinggi, maka dapat menghasilkan asam asetat.
3.1. Fermentasi Alkohol
Media fermentasi yang digunakan adalah pulpa kakao yang sudah diblender dan diencerkan dengan perbandingan 1 : 4, kemudian disaring
Sterilisasi 121 °C : 15’
Inokulasi A. aceti
Inkubasi 2 – 3 hari (suhu ruang) Pepton, yeast ekstrak, glukosa dan
MgSO4.7H2O dilarutkan dengan aquades
menggunakan kain saring dan ditambahkan gula dengan konsentrasi 5 %, 10% dan 15%. Media tersebut kemudian disterilkan dengan menggunakan autoklaf pada suhu 121 oC selama 15 menit, dan kemudian didinginkan. Setelah dingin, ke dalam masing-masing media pulpa tersebut diinokulasikan dengan suspensi ragi roti sebanyak 10% dan 20% dan diinkubasikan pada suhu ruang selama 12 hari (Gambar 5). Untuk menampung gas yang terbentuk selama fermentasi, maka labu erlenmeyer tersebut dilengkapi dengan pipa dan selang plastik yang bagian ujungnya direndam dalam air. Pengamatan yang dilakukan pada tahap ini adalah pengukuran Total Padatan Terlarut (TPT), nilai pH dan alkohol, yang dilakukan pada hari ke- 0, 4, 8 dan 12.
3.2. Fermentasi Asam Asetat
Fermentasi asam asetat pada penelitian ini bertujuan untuk mengetahui pengaruh lama fermentasi terhadap perubahan kadar alkohol, total padatan terlarut, pH, dan kadar asam asetat. Starter yang digunakan adalah biakan A. aceti pada agar miring yang diinokulasikan dalam larutan nutrient broth. Banyaknya starter yang ditambahkan adalah 10% (v/v).
Setelah diinkubasi selama 12 hari dengan kadar alkohol tertentu, kemudian fermentasi dilanjutkan dengan menambahkan suspensi A. aceti
ke dalam media pulpa tersebut sebanyak 10% dan pemeraman dilakukan selama 7 hari dalam wadah erlenmeyer dengan perlakuan aerasi dan tanpa aerasi (Gambar 6). Analisis asam asetat dilakukan dengan metode titrasi menggunakan NaOH 0.1 N yang telah distandarisasi.
[image:47.595.201.514.74.603.2]
Inokulasi (10%, 20%)
Gambar 5. Diagram alir fermentasi alkohol Pulpa kakao
(pengenceran 1 : 4)
Blender dan saring
Penambahan gula (5%, 10%, 15%) ukur TPT
Sterilisasi T 121 oC - 15 menit
Pendinginan Wadah
Analisa kadar alkohol (Metode Destilasi) Inkubasi suhu ruang
(Pengamatan hari ke- 0, 4, 8, dan 12)
Gambar 6. Proses fermentasi asam asetat
4. Peubah yang Diukur
Pada fermentasi pulpa, dilakukan pengambilan sampel pada setiap empat hari selama 12 hari fermentasi kemudian dianalisis. Pengambilan sampel fermentasi alkohol dilakukan setiap tujuh hari selama tiga minggu.
Inokulasi A. aceti 10% (alkohol tertinggi)
Inkubasi
Analisis asam asetat (metode titrasi)
ASAM ASETAT
Perlakuan aerasi
Analisis yang akan dilakukan dalam penelitian ini adalah kadar asam asetat, kadar alkohol, total padatan terlarut dan nilai pH.
Prosedur analisa dari masing-masing parameter adalah sebagai berikut :
4.1. Kadar Asam Asetat
10 ml sampel ditimbang, dimasukkan ke dalam labu takar, tambahkan aquades hingga volume menjadi 100 ml. Kemudian pipet 10 ml, masukkan ke dalam erlenmeyer 100 ml, kemudian dititrasi dengan NaOH 0,1 N menggunakan indikator phenolphtalein 2-3 tetes sampai berubah warna menjadi merah jambu. Sampel dititrasi dengan menggunakan buret.
Kadar Asam Asetat = (ml) titran x N.NaOH x Pengenceran x BM x 100% Berat Sampel x 1000
4.2. Kadar Alkohol
Pengukuran kadar alkohol dilakukan dengan menggunakan peralatan mikrodestilasi, selanjutnya destilat diukur dengan alkohol meter untuk menentukan kadar alkohol.
Seratus ml sampel didestilasi hingga didapatkan destilat 80 ml, kemudian ditambahkan aquades ke dalam destilat sampai volume menjadi seratus ml. Larutan tersebut dikocok agar homogen lalu alkohol meter dimasukkan. Kadar alkohol ditunjukkan oleh angka pada alkohol meter yang berhimpit dengan destilat.
4.3. Total Padatan Terlarut (TPT)
Total padatan terlarut diukur dengan refraktometer. Satu tetes sampel diteteskan, kemudian angka yang keluar dari alat refraktometer adalah nilai TPT dari sampel tersebut, yang dinyatakan dalam persen (%) brix.
4.4. Nilai pH
terbaca. Apabila nilai pH telah terbaca, kemudian elektroda dikeluarkan dari sampel dan dibersihkan dengan menggunakan aquades, kemudian dikeringkan dengan tisu bersih.
D. Rancangan Percobaan
1. Rancangan percobaan untuk fermentasi alkohol
Rancangan yang digunakan adalah rancangan acak lengkap (RAL) dengan tiga faktor dan dua kali ulangan. Faktor pertama adalah penambahan gula (5%, 10% dan 15%). Faktor kedua adalah konsentrasi starter ragi roti
(10% dan 20%) dan faktor ketiga adalah waktu fermentasi (hari ke-0, 4, 8 dan 12).
Model matematis yang digunakan menurut Mattjik dan Sumertajaya (2006) adalah sebagai berikut :
Yijk = + Ai + Bj + Ck + ijk Keterangan :
Yijk = Pengaruh konsentrasi gula ke-i, starter ragi roti taraf ke-j dan lama fermentasi taraf ke-k
µ = Rata-rata pengamatan sebenarnya Ai = Pengaruh penambahan gula taraf ke-i Bj = Pengaruh konsentrasi ragi roti taraf ke-j
Ck = Pengaruh lama fermentasi (hari) taraf ke-k (0, 4, 8, 12)
ijk = Pengaruh acak
2. Rancangan percobaan untuk fermentasi asam asetat
Rancangan yang digunakan adalah rancangan acak lengkap (RAL) dengan dua faktor dan dua kali ulangan. Faktor pertama adalah perlakuan aerasi dan tanpa aerasi. Faktor kedua adalah waktu fermentasi (hari ke-0, 7, 14 dan 21).
Model matematis yang digunakan menurut Mattjik dan Sumertajaya (2006) adalah sebagai berikut :
Keterangan :
Yijk = Pengamatan pada ulangan ke-k dalam perlakuan aerasi atau tanpa aerasi taraf ke-i dan lama fermentasi taraf ke-j
µ = Rata-rata pengamatan sebenarnya
IV.
HASIL DAN PEMBAHASAN
A. Fermentasi Alkohol
Fermentasi merupakan kegiatan mikroba pada bahan pangan sehingga dihasilkan produk yang dikehendaki. Mikroba yang umumnya terlibat dalam fermentasi adalah bakteri, khamir dan kapang. Contoh bakteri yang digunakan dalam fermentasi adalah Acetobacter xylinum pada pembuatan nata de coco,
Acetobacter aceti pada pembuatan asam asetat. Contoh khamir dalam fermentasi adalah Saccharomyces cerevisiae dalam pembuatan alkohol sedang contoh kapang adalah Rhizopus sp pada pembuatan tempe, Monascus purpureus pada pembuatan angkak dan sebagainya.
Fermentasi dapat dilakukan dengan menggunakan kultur tunggal dan kultur campuran. Kultur tunggal adalah mikroorganisme yang telah diketahui dengan pasti sifat dan karakteristiknya sehingga produk yang dihasilkan memiliki stabilitas dan kualitas yang jelas. Sedangkan kultur campuran adalah kultur yang terdiri dari beberapa mikroorganisme yang belum diketahui sifat dan karakteristiknya, sehingga hasil yang diperoleh sering tidak stabil.
Penelitian ini menggunakan ragi roti yang merupakan khamir bersel tunggal Saccharomyces cerevisiae, dimana terdapat sejumlah enzim di dalam cairan sel ragi salah satunya adalah enzim invertase dan enzim zimase. Enzim invertase yang berfungsi sebagai pemecah sukrosa menjadi monosakarida (glukosa dan fruktosa) serta enzim zimase yang mengubah monosakarida tersebut menjadi alkohol pada proses fermentasi (Romli, 1998).
Fermentasi alkohol merupakan salah satu tahap dalam menghasilkan asam asetat. Fermentasi alkohol dalam penelitian ini dilakukan dengan menginkubasi substrat larutan pulpa kakao yang ditambahkan ragi roti (10% dan 20%) selama 12 hari pada suhu ruang.
antara lain dengan perubahan pH dan total padatan terlarut (TPT), juga menghasilkan asam asetat sebagai produk sekunder.
1. Kadar Alkohol
Kadar alkohol memegang peranan penting dalam proses fermentasi, karena berhubungan dengan kemampuan pertumbuhan mikroba terutama khamir (ragi roti) dalam media fermentasi yang selanjutnya akan digunakan untuk produksi asam asetat.
Alkohol merupakan produk utama pada fermentasi anaerob, tetapi alkohol ini merupakan racun bagi khamir itu sendiri pada konsentrasi yang tinggi untuk itu konsentrasi substrat awal harus diperhatikan agar dapat di metabolisme oleh khamir dengan baik. Fungsi utama khamir adalah mengubah gula dalam substrat menjadi alkohol dan karbondioksida. Pada Tabel 2 dan Gambar 7 menunjukkan, bahwa kadar alkohol awal dari masing-masing substrat yaitu mencapai 1 % dan akan mengalami peningkatan seiring dengan semakin lamanya waktu fermentasi (12 hari) dan semakin tinggi konsentrasi gula (15%) serta starter ragi (20%) yang digunakan. Hal ini disebabkan, karena semakin tinggi konsentrasi gula dan starter ragi, maka semakin banyak alkohol yang dihasilkan dari pemecahan gula oleh khamir.
Tabel 2. Perubahan kadar alkohol pulpa kakao selama fermentasi
Perlakuan
Kadar alkohol (%) Lama fermentasi (hari)
0 4 8 12
Gula 5%, Ragi 10% 1 3 4 5
Gula 5%, Ragi 20% 1 3 5 6
Gula 10%, Ragi 10% 1 4 6 7
Gula 10%, Ragi 20% 1 5 7 8
Gula 15%, Ragi 10% 1 6 8 9
Gula 15%, Ragi 20% 1 7 9 10
asetat (A. aceti) untuk mengoksidasi alkohol menjadi asam asetat dalam fermentasi alkohol.
Waluyo (1984) menyatakan, bahwa jika kadar alkohol yang dihasilkan terlalu rendah, maka asam asetat yang terbentuk akan sedikit, dan sebagian akan hilang sebagai ester atau teroksidasi menjadi CO2.
Sebaliknya, apabila kadar alkohol mencapai 14% atau lebih maka produksi asam asetat tidak berlangsung secara sempurna. Toleransi berbagai khamir terhadap alkohol tergantung pada strain yang dipilih, tetapi secara umum pertumbuhan sel terhenti sepenuhnya dalam alkohol yang konsentrasinya lebih besar 13.6 %vv (Anonim, 2008).
0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
0 4 8 12
Lama Fe rme ntasi (Hari)
K a d a r A lk o h o l ( %)
Gula 5%, Ragi 10%
Gula 5%, Ragi 20%
Gula 10%, Ragi 10%
Gula 10%, Ragi 20%
Gula 15%, Ragi 10%
[image:54.595.151.501.294.518.2]Gula 15%, Ragi 20%
Gambar 7. Grafik perubahan kadar alkohol pulpa kakao selama fermentasi
Hasil analisis ragam (Lampiran 1) menunjukkan, bahwa perlakuan konsentrasi gula dan starter ragi serta lama fermentasi memberikan pengaruh yang sangat berbeda nyata terhadap kadar alkohol yang
dihasilkan. Uji lanjut Duncan’s (Lampiran 2) menunjukkan, bahwa
2. Total Padatan Terlarut (TPT)
Karbohidrat merupakan nutrisi yang dibutuhkan organisme termasuk khamir (ragi roti) untuk dapat tumbuh dan berkembang. Khamir menggunakan glukosa dalam substrat untuk proses metabolisme dan menghasilkan alkohol serta gas CO2. Pengukuran total padatan terlarut
[image:55.595.150.508.257.626.2]dilakukan untuk mengetahui penurunan total padatan terlarut karena konsumsi gula oleh sel-sel ragi roti selama fermentasi. Perubahan total padatan terlarut pulpa kakao selama fermentasi dapat dilihat pada Tabel 3 dan Gambar 8.
Tabel 3. Perubahan total padatan terlarut pulpa kakao selama fermentasi
Perlakuan
Total padatan terlarut (%) brix Lama fermentasi (hari)
0 4 8 12
Gula 5%, Ragi 10% 6.5 4.6 2.7 2.6
Gula 5%, Ragi 20% 7.3 4.1 2.3 2.1
Gula 10%, Ragi 10% 11.2 8.3 3.6 3.4
Gula 10%, Ragi 20% 12.5 8.1 3.4 3.2
Gula 15%, Ragi 10% 14.8 11.9 8.4 6.8
Gula 15%, Ragi 20% 15.9 11.5 8.0 6.4
0 2 4 6 8 10 12 14 16
0 4 8 12
Lama Fermentasi (Hari)
To ta l P ad at an Te r lar u t (% ) B r ix
Gula 5%, Ragi 10%
Gula 5%, Ragi 20%
Gula 10%, Ragi 10%
Gula 10%, Ragi 20%
Gula 15%, Ragi 10%
Gula 15%, Ragi 20%
Gambar 8. Grafik perubahan total padatan terlarut pulpa kakao selama fermentasi
yaitu 2.6% brix. Pada konsentrasi gula tertinggi yaitu 15% dengan starter ragi roti 20%, total padatan terlarut awal yang diperoleh adalah 15.9% brix dan akan terus menurun pada hari ke 12 yaitu mencapai 6.4% brix. Penurunan total padatan terlarut disebabkan oleh aktivitas khamir (ragi roti) dalam memecahkan gula untuk menghasilkan alkohol selama proses fermentasi. Khamir membutuhkan substrat dan nutrien untuk keperluan hidupnya. Substrat dan nutrien akan berkurang, sehingga menyebabkan jumlah total padatan terlarut pada media menjadi berkurang (Fiecher,1982).
Kadar alkohol yang diperoleh dari penelitian ini lebih tinggi bila dibandingkan dengan penelitian yang dilakukan oleh Asep (2008). Dari hasil penelitian Asep (2008), pulpa kakao dengan penambahan gula 20% brix diperoleh etanol 8%. Perbedaan ini diduga mungkin disebabkan karena adanya kondisi optimum untuk pertumbuhan khamir. Menurut Anonim (2008), konsentrasi gula yang lebih tinggi dari 15% (b/v) akan menghambat pertumbuhan khamir. Penentuan konsentrasi gula dalam media, dipengaruhi oleh dua hal yang mendasar, yaitu (1) konsentrasi gula yang terlalu tinggi akan menghambat pertumbuhan sel khamir di awal proses fermentasi, dan (2) konsentrasi alkohol tinggi akan mematikan khamir.
Hasil analisis ragam (Lampiran 3) menunjukkan, bahwa lama fermentasi dan konsentrasi gula serta starter ragi, sangat berbeda nyata dalam mempengaruhi total padatan terlarut yang dihasilkan. Uji lanjut
Duncan’s (Lampiran 4) menunjukkan, bahwa konsentrasi gula yang
berbeda serta lamanya proses fermentasi yang dilakukan, memberikan pengaruh yang berbeda nyata terhadap penurunan total padatan terlarut. Sedangkan konsentrasi starter ragi roti yaitu 10% dan 20% pada substrat tidak berbeda nyata terhadap total padatan terlarut.
karena sel-sel yang dimiliki oleh khamir aktif bekerja dalam memecahkan gula dengan tujuan untuk menghasilkan kadar alkohol yang terbaik.
2. Nilai pH
Nilai pH yang relatif rendah merupakan salah satu sifat substrat hasil fermentasi. Nilai pH substrat yang rendah menunjukkan bahwa substrat tersebut bersifat asam. Selain itu, pH menunjukkan aktivitas ion H+ dalam suatu larutan sehingga sangat berpengaruh terhadap laju pertumbuhan mikroorganisme (Said, 1985).
[image:57.595.152.476.449.579.2]Tabel 4 dan Gambar 9 menunjukkan, bahwa terjadi perubahan nilai pH selama proses fermentasi. Nilai pH substrat menurun dan mencapai nilai minimum pada hari ke-12 untuk konsentrasi gula 15% dan starter ragi 20%, dimana pada konsentrasi tersebut nilai pH awal yang dimiliki yaitu 4.00 dan kemudian akan terus mengalami penurunan sampai hari ke 12 yaitu 3.71. Hal ini diduga mungkin disebabkan karena konsentrasi gula dan starter ragi yang semakin tinggi akan menghasilkan asam yang juga semakin tinggi, sehingga pH substrat menjadi semakin rendah.
Tabel 4. Perubahan nilai pH pulpa kakao selama fermentasi
Perlakuan
Nilai pH
Lama fermentasi (hari)
0 4 8 12
Gula 5%, Ragi 10% 4.33 3.95 3.90 3.88
Gula 5%, Ragi 20% 4.27 3.91 3.88 3.84
Gula 10%, Ragi 10% 4.08 3.87 3.86 3.82
Gula 10%, Ragi 20% 4.04 3.86 3.82 3.79
Gula 15%, Ragi 10% 4.02 3.84 3.79 3.77
Gula 15%, Ragi 20% 4.00 3.82 3.77 3.71
3.6 3.7 3.8 3.9 4.0 4.1 4.2 4.3 4.4
0 4 8 12
Lama Fermentasi (Hari)
N il ai p H
Gula 5%, Ragi 10%
Gula 5%, Ragi 20%
Gula 10%, Ragi 10%
Gula 10%, Ragi 20%
Gula 15%, Ragi 10%
[image:58.595.149.479.83.307.2]Gula 15%, Ragi 20%
Gambar 9. Grafik perubahan nilai pH pulpa kakao selama fermentasi
Hasil analisis ragam (Lampiran 5) menunjukkan, bahwa dengan penambahan konsentrasi gula, maka memberikan hasil yang berbeda nyata terhadap nilai pH, sedangkan lama fermentasi sangat berbeda nyata dalam mempengaruhi nilai pH substrat. Uji lanjut Duncan’s (Lampiran 6) menunjukkan bahwa perubahan nilai pH selama proses fermentasi tidak berbeda nyata.
B. Fermentasi Asam Asetat
Fermentasi asam asetat merupakan tahap lanjutan setelah fermentasi alkohol untuk memproduksi asam asetat. Konsentrasi gula 15% dengan starter ragi roti 20% merupakan perlakuan yang akan digunakan untuk fermentasi alkohol. Hal ini disebabkan, karena pada saat fermentasi pulpa, konsentrasi tersebut menghasilkan kadar alkohol yang tinggi yaitu 10% dengan total padatan terlarut 4.8% brix dan nilai pH yang dimiliki yaitu 3.42.
Pada penelitian ini, fermentasi asam asetat dilakukan dengan cara menginokulasikan substrat hasil fermentasi alkohol dengan starter bakteri
1. Kadar Asam Asetat
Asam asetat merupakan produk utama pada proses fermentasi asam asetat. Asam asetat yang dihasilkan merupakan hasil oksidasi alkohol oleh sel-sel bakteri A. aceti.
[image:59.595.148.478.309.378.2]Menurut Waluyo (1986), apabila kadar alkohol pada awal fermentasi asam asetat sebesar 14 % atau lebih, maka produksi asam asetat tidak berlangsung sempurna. Kadar asam asetat menurut standar yang ditetapkan oleh Dewan Standardisasi Nasional (1996) adalah minimal 4 %. Perubahan kadar asam asetat selama proses fermentasi asam asetat dapat dilihat pada Tabel 5 dan Gambar 10.
Tabel 5. Perubahan kadar asam asetat pulpa kakao selama fermentasi
Perlakuan
Kadar asam asetat (%) Lama fermentasi (hari)
0 7 14 21
Aerasi 0.29 2.02 4.31 2.14
Tanpa aerasi 0.17 1.73 2.63 1.71
Tabel 5 dan Gambar 10 menunjukkan, bahwa dengan perlakuan aerasi kadar asam asetat mengalami peningkatan pada fermentasi hari ke-14 yaitu 4.31%, kemudian akan menurun pada hari ke- 21 yaitu 2.14%. Sedangkan pada perlakuan tanpa aerasi, mengalami peningkatan pada hari ke-14 yaitu 2.63% dan akan menurun pada hari ke-21 yaitu 1.71%.
Penurunan kadar asam asetat ini disebabkan, karena asam asetat yang telah terbentuk dioksidasi lebih lanjut oleh A. aceti menjadi H2O dan
CO2 (Soedarini et al 1998).
Penurunan kadar asam asetat ini juga, disebabkan oleh kadar alkohol yang masih tinggi yaitu sekitar 7% (perlakuan aerasi) dan 8% (perlakuan tanpa aerasi) (Tabel 4), sehingga bakteri A. aceti tidak mampu berperan secara sempurna mengoksidasi alkohol untuk menghasilkan asam asetat yang optimal.
Menurut Daulay dan Rahman, (1992), semua spesies Acetobacter
0.0 0.5 1.0 1.5 2.0 2.5 3.0 3.5 4.0 4.5
0 7 14 21
Lam a Ferm entasi (Hari)
K a d a r A s a m A s e ta t (% ) Aerasi Tanpa aerasi
Gambar 10. Grafik perubahan kadar asam asetat pulpa kakao selama fermentasi
Analisis ragam (Lampiran 7) menunjukkan bahwa lama fermentasi sangat berbeda nyata terhadap kadar asam asetat substrat yang dihasilkan sedangkan perlakuan memberikan hasil yang berbeda nyata terhadap kadar asam asetat. Hasil uji lanjut Duncan’s (Lampiran 8) menunjukkan, bahwa perubahan kadar asam asetat selama fermentasi 21 hari memberikan hasil yang berbeda nyata pada perlakuan aerasi dan tanpa aerasi.
Perlakuan dengan aerasi menghasilkan kadar asam asetat yang tinggi, karena dalam proses pemecahan alkohol menjadi asam asetat merupakan proses oksidasi, maka kesempurnaan proses ini sangat tergantung pada penyediaan oksigen.
Waluyo (1984) menyatakan, bahwa ketersediaan oksigen sangat penting dalam proses pemecahan alkohol menjadi asam asetat. Biasanya pemberian oksigen dilakukan dengan memberikan aerasi pada media atau substrat. Dengan menjaga aerasi yang baik maka proses oksidasi dan dismutasi pada pembentukan asam asetat juga akan berlangsung dengan baik.
[image:60.595.149.478.85.346.2]sesuai dengan karakteristik mikroba yang digunakan yaitu A. aceti. Bakteri
A. aceti merupakan bakteri aerob, sehingga sangat membutuhkan oksigen untuk pertumbuhannya di dalam memproduksi asam asetat.
2. Kadar Alkohol
Pada fermentasi asam asetat, alkohol hasil fermentasi dioksidasi oleh sel-sel A. aceti menjadi asam asetat dan H2O. Selama fermentasi
alkohol, alkohol dioksidasi hingga pada akhir fermentasi, kadar alkohol yang tersisa maksimal 1% (Dewan Standarisasi Nasional, 1996). Kadar alkohol rata-rata dalam substrat pada awal fermentasi sebesar 10% (Tabel 6). Hasil tersebut sangat sesuai dengan kadar alkohol substrat pada fermentasi alkohol.
Tabel 6. Perubahan kadar alkohol pulpa kakao selama fe
