ni made mega suasti rahayu. 1311205009. pengaruh laju
TRANSCRIPT
v
Ni Made Mega Suasti Rahayu. 1311205009. Pengaruh Laju Aliran Udara
dan Lama Fermentasi Cairan Pulpa Hasil Samping Fermentasi Biji Kakao
terhadap Karakteristik Cuka Fermentasi. Di bawah bimbingan Prof. Dr. Ir.
G.P. Ganda Putra, MP. sebagai pembimbing I dan Ni Putu Suwariani, S.TP.,
M. Biotech. sebagai pembimbing II.
ABSTRAK
Cuka fermentasi merupakan produk cair yang mengandung asam asetat,
yang diperoleh melalui proses fermentasi bahan-bahan yang mengandung
karbohidrat atau alkohol. Tujuan penelitian ini adalah untuk mengetahui pengaruh
laju aliran udara dan lama fermentasi cairan pulpa hasil samping fermentasi biji
kakao terhadap karakteristik cuka fermentasi, dan mengetahui perlakuan laju
aliran udara dan lama fermentasi terbaik, dalam menghasilkan cuka fermentasi
dari cairan pulpa hasil samping fermentasi biji kakao. Percobaan dalam penelitian
ini menggunakan Rancangan Acak Lengkap (RAL) dengan dua faktor. Faktor
pertama adalah laju aliran udara yang terdiri dari 3 taraf, yaitu 0,50 vvm ̄¹, 1,00
vvm ̄¹, dan 1,50 vvm ̄¹. Faktor ke-dua adalah lama fermentasi yang terdiri dari
empat taraf, yaitu 10, 15, 20, dan 25 hari. Hasil penelitian menunjukkan,
perlakuan laju aliran udara dan interaksi antar ke-dua perlakuan berpengaruh
sangat nyata (P<0,01) terhadap kadar asam asetat, kadar total gula dan pH,
berpengaruh tidak nyata (P>0,05) terhadap kadar alkohol dan total padatan
terlarut (TPT). Perlakuan lama fermentasi berpengaruh nyata (P<0,05) terhadap
kadar asam asetat, berpengaruh tidak nyata (P>0,05) terhadap kadar alkohol, dan
berpengaruh sangat nyata (P<0,01) terhadap kadar gula, pH, dan total padatan
terlarut cuka fermentasi dari cairan pulpa hasil samping fermentasi biji kakao.
Perlakuan terbaik dalam menghasilkan cuka fermentasi dari cairan pulpa hasil
samping fermentasi biji kakao adalah dengan penggunaan laju aliran udara 0,50
vvm ̄¹ dan lama fermentasi 25 hari, yang menghasilkan cuka dengan kadar asam
asetat 2,64 % (b/b), pH 3,30, TPT 4,30 ˚Brix, total gula 0,29 % (b/b) dan kadar
alkohol 0,00 % (b/b).
Kata kunci: cuka fermentasi, laju aliran udara, lama fermentasi
vi
Ni Made Mega Suasti Rahayu. 1311205009. The Effect of Air Flow Rate and
Time of Fermentation on The Characteristics of Vinegar Fermentation from
Liquid Waste of Cocoa Beans Fermentation. Under the guidance of Prof. Dr.
Ir. G.P. Ganda Putra, MP. as 1st
supervisor and Ni Putu Suwariani, S.TP.,
M. Biotech. as 2nd
supervisor.
ABSTRACT
Vinegar fermentation is a liquid product which containing of acetic acid,
and obtained from ingredients that containing of carbohydrate and alcohol. The
aims of this study were to determine the effect of air flow rate and time of
fermentation on the characteristics of vinegar fermentation from liquid waste of
cocoa beans fermentation, and to determine the best treatment which can produces
vinegar fermentation from liquid waste of cocoa beans fermentation. The
experiments in this study using a completely randomized design (CRD) with two
factors. The first factor is the rate of air flow which consists of three levels: 0.50
vvm ̄¹, 1.00 vvm ̄¹, and 1.50 vvm ̄¹. The second factor is time of fermentation that
consists of four levels: 10, 15, 20 and 25 days. The results showed that the
treatment of air flow rate and interaction of both treatments was affected
significantly (P<0.01) on levels of acetic acid content, total sugar and pH levels,
but did not effected (P>0.05) on the alcohol content and total suspended solid.
Time of fermentation treatment, showed a significant effect (P <0.05) on level of
acetic acid content, but did not effected (P>0.05) on the alcohol content and
affected significantly (P<0.01) on sugar content, pH, and total suspended solid of
vinegar fermentation from liquid waste of cocoa beans fermentation. The best
treatment is by using air flow rate, amount 0.50 vvm ̄ˡ and fermentation for 25
days, which can produce vinegar fermentation from liquid waste of cocoa beans
fermentation that containing 2.64 % (v/v) of acetic acid, 3.30 of pH, 4.30 ˚brix of
total suspended solid, 0.29 % (v/v) of total sugars and 0.00 % (v/v) of alcohol
content.
Key words: vinegar fermentation, the air flow rate, time of fermentation
vii
RINGKASAN
Kakao (Theobroma cacao L) adalah salah satu komoditas andalan
perkebunan yang banyak ditanam dan dikembangkan di berbagai wilayah
Indonesia serta berperan penting bagi perekonomian nasional. Luas areal
perkebunan kakao di Indonesia sampai dengan tahun 2016 diperkirakan telah
mencapai 1.722.315 ha dengan jumlah produksi kakao sebanyak 760.429 ton
(Ditjen Perkebunan, 2016).
Proses pascapanen kakao adalah hal yang wajib diperhatikan, untuk
memperoleh biji kakao dengan kualitas yang baik. Salah satu cara meningkatkan
mutu biji kakao adalah dengan melakukan proses fermentasi. Selama proses
fermentasi berlangsung, akan dihasilkan produk samping berupa cairan pulpa
kakao yang dianggap limbah dan sering dibuang ke lingkungan sehingga
mencemari lingkungan. Cairan pulpa kakao memiliki kandungan 1,6 % asam
asetat, asam sitrat 0,5 %, dengan pH 6,5 dan etil alkohol 0,5% (Case, 2004).
Adanya kandungan tersebut, membuat cairan pulpa kakao dapat dimanfaat untuk
dijadikan suatu produk satunya adalah cuka fermentasi. Cuka fermentasi
merupakan produk cair yang mengandung asam asetat, diperoleh melalui proses
fermentasi bahan-bahan yang mengandung karbohidrat atau alkohol dengan atau
tanpa penambahan bahan tambahan makanan yang diizinkan (SNI 01-4371-1996).
Asam asetat pada cuka fermentasi dari cairan pulpa kakao masih rendah yaitu
sebesar 2,30 % b/b (Aridona et al., 2016) dan 2,82 % b/b (Adrista et al., 2016).
Terbentuknya asam asetat selama proses fermentasi dipengaruhi oleh beberapa
faktor, diantaranya adalah jenis mikroorganisme serta konsentrasi inokulum, suhu,
dan ketersediaan oksigen (Rosdyana, 2004).
Mikroba yang umum digunakan dalam pembentukan asam asetat adalah
bakteri Acetobacter aceti. Pembuatan asam cuka dari pisang kepok dengan
konsentrasi inokulum Acetobacter aceti 15% diperoleh kadar asam asetat tertinggi
yaitu 4,33% pada lama fermentasi 10 hari, dibandingkan dengan penambahan
inokulum sebanyak 5% atau 10% (Nurismanto et al., 2014). Menurut Effendi
(2002), mikroba memerlukan nutrient dasar tertentu untuk pertumbuhannya,
seperti air, karbon, mineral, vitamin, dan oksigen jika kondisi aerob. Komposisi
viii
dan jenis sumber nutrient dasar dalam medium harus sesuai bagi setiap proses
fermentasi sehingga diperoleh medium yang paling baik. Alkohol merupakan
nutrient bagi bakteri Acetobacter aceti dan akan diubah menjadi asam asetat
melalui proses oksidasi. Proses terlarutnya oksigen di dalam air, dinamakan
proses aerasi. pengaturan laju aliran udara selama proses oksidasi perlu
diperhatikan sehingga menghasilkan kondisi medium yang optimum untuk
fermentasi bagi mikroba.
Pada proses pembuatan vinegar dari air kelapa, laju aliran udara yang
digunakan diatur dengan alat rotameter, laju aliran udara yang digunakan adalah
3,47 vvm ̄̄¹ dan 5,02 vvm ̄¹. Penggunaan laju udara 3,47 vvm ̄¹ dengan kadar
alkohol awal 7,71% dan lama fermentasi 24 jam, menghasilkan kadar asam asetat
sebesar 3,13% (b/b). Sementara itu, dengan menggunakan laju udara 5,02 vvm ̄¹,
dengan kadar alkohol awal 12,56%, diperoleh kadar asam asetat sebesar 3,74%
(b/b) dalam waktu 12 jam, namun kembali menurun menjadi 2,50% (b/b) setelah
fermentasi selama 18 jam (Susilowati dan Wati, 2001).
Lama fermentasi termasuk faktor yang menentukan tinggi rendahnya asam
asetat yang terbentuk. Penelitian Aridona et al. (2015) mengenai pengaruh lama
fermentasi alami secara aerob cairan pulpa kakao terhadap karakteristik cuka
fermentasi, dilakukan fermentasi aerob dengan menggunakan aerator berupa
pompa air aquarium dengan laju aliran udara 0,50 vvm ̄¹ selama 10 hari,
menghasilkan kadar asam asetat tertinggi sebanyak 2,30 % (b/b) dari lama
fermentasi 6 hari. Sementara itu, berdasarkan hasil penelitian Putri et al. (2016),
mengenai pembuatan cuka fermentasi dari cairan pulpa kakao melalui fermentasi
2 tahap, dengan penambahan inokulum Saccharomycess cerevisiae 10%,
inokulum Acetobacter aceti 15% dan lama fermentasi 25 hari, menghasilkan
kadar asam asetat tertinggi sebesar 2,86% (b/b).
Tujuan penelitian ini adalah mengetahui pengaruh laju aliran udara dan
lama fermentasi cairan pulpa hasil samping fermentasi biji kakao terhadap
karakteristik cuka fermentasi, serta untuk mengetahui perlakuan laju aliran udara
dan lama fermentasi terbaik, dalam menghasilkan cuka fermentasi dari cairan
pulpa hasil samping fermentasi biji kakao. Bahan utama pada penelitian ini adalah
cairan pulpa hasil samping fermentasi biji kakao yang difermentasi selama 1 – 3
ix
hari, etanol 96%, biakan murni Acetobcter aceti RNCC-0016 dari Universitas
Gadjah Mada, serta beberapa bahan yang dipergunakan untuk proses analisis.
Peralatan yang digunakan pada penelitian ini diantaranya wadah fermentasi
berupa toples plastik kapasitas 5 liter, aerator berupa pompa air aquarium
(Luckiness aquarium air pump L88), dan beberapa alat-alat lainnya untuk proses
analisis. Percobaan pada penelitian ini menggunakan Rancangan Acak Lengkap
(RAL) dengan 2 faktor. Perlakuan pertama adalah laju aliran udara yang terdiri
dari 3 taraf: 0,50 vvm ̄¹ (S1), 1,00 vvm ̄¹ (S2), dan 1,50 vvm ̄¹ (S3). Pelakuan ke-
dua adalah lama fermentasi yang terdiri dari 4 taraf yaitu: 10 Hari (H10), 15 Hari
(H15), 20 Hari (H20), dan 25 Hari (H25). Perlakuan terbaik dalam menghasilkan
cuka fermentasi diketahui melalui uji indeks efektivitas.
Perlakuan laju aliran udara berpengaruh sangat nyata (P<0,01) terhadap
kadar asam asetat, pH, dan total gula, berpengaruh tidak nyata (P>0,05) terhadap
kadar alkohol serta total padatan terlarut pada cuka fermentasi dari cairan pulpa
hasil samping fermentasi biji kakao. Perlakuan lama fermentasi, berpengaruh
nyata (P<0,05) terhadap kadar asam asetat dan berpengaruh sangat nyata (P<0,01)
terhadap pH, total padatan terlarut serta kadar total gula, dan berpengaruh tidak
nyata terhadap kadar alkohol pada produk cuka fermentasi. Interaksi antar kedua
perlakuan berpengaruh tidak nyata terhadap kadar alkohol dan total padatan
terlarut, dan berpengaruh sangat nyata (p<0,01) terhadap kadar asam asetat, pH,
dan total gula pada produk cuka fermentasi.
Berdasarkan hasil uji indeks efektivitas, perlakuan terbaik diperoleh dari
penggunaan laju aliran udara 0,50 vvm ̄¹ dan lama fermentasi 25 hari, yang
mampu menghasilkan cuka kakao dengan kadar asam asetat sebesar 2,64 % (b/b),
pH 3,30, TPT 4,30 ˚Brix, kadar alkohol sebesar 0,00 % (b/b) dan total gula 0,40
% (b/b).
x
KATA PENGANTAR
Puji syukur penulis panjatkan kehadirat Tuhan Yang Maha Esa, karena
atas anugerah-Nya, penulis dapat menyelesaikan skripsi dengan judul “Pengaruh
Laju Aliran Udara dan Lama Fermentasi Cairan Pulpa Hasil Samping Fermentasi
Biji Kakao terhadap Karakteristik Cuka Fermentasi”. Penulisan skripsi ini
dimaksudkan untuk memenuhi salah satu syarat untuk mencapai gelar Sarjana
Teknologi Pertanian, di Jurusan Teknologi Industri Pertanian, Universitas
Udayana.
Keberhasilan penulis dalam menyelesaikan skripsi ini, tidak hanya
didasarkan atas kerja keras penulis, tetapi juga berkat dukungan serta bantuan
yang penulis terima dari awal dimulainya penelitian, hingga akhir penulisan
skripsi. Untuk itu, penulis mengucapkan terimakasih yang sebesar-besarnya
kepada:
1. Bapak Prof. Dr. Ir. G.P. Ganda Putra, MP. selaku pembimbing I dan Ibu Ni
Putu Suwariani, S.TP., M. Biotech. sebagai pembimbing II, yang telah
banyak membantu, membimbing, dan mengarahkan selama penelitian hingga
penyelesaian dari skripsi ini.
2. Kepada penyandang dana Hibah Kompetensi yang diketuai oleh Bapak Prof.
Dr. Ir. G.P. Ganda Putra, MP.
3. Bapak Dr. Ir. I 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 Ir. Ida Bagus Wayan Gunam, MP.,
Ph.D., dan Ibu Dr. Ir. Luh Putu Wrasiati, MP. selaku penguji yang telah
berkenan menguji serta memberikan kritik dan saran.
6. Ibu Luh Putu Trisna Darmayanti, S.Hut., MP., Bli Suarta, Bli Mang Eka,
Bapak Gus Yoga, Ibu Gung Mirah, dan seluruh Laboran Fakultas Teknologi
Pertanian, Universitas Udayana yang telah mengarahkan, membimbing dan
memberikan motivasi selama penulis melaksanakan penelitian.
xi
7. Bapak/Ibu dosen dan staf pegawai Fakultas Teknologi Pertanian Universitas
Udayana yang telah membantu dalam menyelesaikan skripsi ini.
8. Bapak, Mamak, Like Dwi Hartini, Kakek, Mbah dan seluruh keluarga yang
senantiasa memberikan motivasi serta bantuan moril dan materi sehingga
penyusunan skripsi ini dapat berjalan dengan lancar.
9. Rekan-rekan satu bimbingan khususnya Rega, Rusli, dan Sukma yang
senantiasa membantu serta memberikan motivasi dari awal penelitian hingga
penyelesaian skripsi ini.
10. Teman-teman Fakultas Teknologi Pertanian, khususnya Indayani, Puspadi,
Noviantari, Fajar, Sang Ayu Eka Oktari, Sasha, Sri Yulianthi, Linda, Ikik, Ida
Bagus Alit Arcana, Indra Pratista, Kakak Laura, Kakak Gung Inten, dan
Kakak Adi Wagestu, yang senantiasa memberikan dukungan moral dan
motivasi dalam penyelesaian skripsi ini.
11. Teman-teman KKN Beringkit, Marga Tabanan Periode XIII dan rekan-rekan
PKL Cau Chocolate, Marga Tabanan, yang senantiasa memberikan dukungan
moral dan motivasi dalam penyelesaian skripsi ini
Penulis menyadari bahwa penulisan skripsi ini masih jauh dari sempurna.
Namun, menulis berharap skripsi ini dapat dipergunakan sebagaimana mestinya.
Sehingga, dapat bermanfaat bagi semua pihak.
Bukit Jimbaran, Juli 2017
Penulis
xii
DAFTAR ISI
Halaman
HALAMAN JUDUL ................................................................................................ i
HALAMAN PERNYATAAN ................................................................................ ii
HALAMAN PENGESAHAN ................................................................................ iii
RIWAYAT HIDUP ................................................................................................ iv
ABSTRAK ............................................................................................................... v
ABSTRACT ............................................................................................................. vi
RINGKASAN ....................................................................................................... vii
KATA PENGANTAR ............................................................................................. x
DAFTAR ISI ......................................................................................................... xii
DAFTAR TABEL ................................................................................................ xiv
DAFTAR GAMBAR ............................................................................................. xv
DAFTAR LAMPIRAN ........................................................................................ xvi
I. PEMDAHULUAN ............................................................................................ 1
1.1. Latar Belakang ......................................................................................... 1
1.2. Rumusan Masalah ................................................................................... 4
1.3. Tujuan Penelitian ..................................................................................... 4
1.4. Hipotesis .................................................................................................. 4
1.5. Manfaat Penelitian ................................................................................... 4
II. TINJAUAN PUSTAKA ................................................................................... 5
2.1. Tanaman Kakao ....................................................................................... 5
2.1.1. Buah Kakao ................................................................................. 5
2.1.2. Pasca Panen Kakao ...................................................................... 7
2.2. Mekanisme Fermentasi Biji Kakao ......................................................... 8
2.3. Penghancuran Pulpa .............................................................................. 10
2.4. Proses Fermentasi Asam Asetat ............................................................ 11
2.5. Proses Aerasi ......................................................................................... 13
2.6. Acetobacter Aceti ................................................................................... 14
2.7. Cuka Fermentasi .................................................................................... 15
III. METODE PENELITIAN ................................................................................ 17
3.1. Tempat dan Waktu Penelitian ............................................................... 17
3.2. Bahan dan Alat ...................................................................................... 17
3.2.1. Bahan ......................................................................................... 17
3.2.2. Alat ............................................................................................ 17
3.3. Rancangan Percobaan ............................................................................ 18
3.4. Pelaksanaan Penelitian .......................................................................... 19
3.4.1. Persiapan Bahan dan Penetapan Laju Aliran Udara .................. 19
3.4.2. Pembuatan Inokulum Acetobacter aceti .................................... 19
3.4.3. Fermentasi Cairan Pulpa Kakao ................................................ 21
3.5. Variabel yang Diamati ........................................................................... 21
3.5.1. Kadar Asam Asetat .................................................................... 22
3.5.2. pH .............................................................................................. 23
3.5.3. Total Padatan Terlarut ............................................................... 23
3.5.4. Total Gula .................................................................................. 23
xiii
3.5.5. Kadar Alkohol ........................................................................... 25
3.5.6. Uji Indeks Efektivitas. ............................................................... 26
IV. HASIL DAN PEMBAHASAN ....................................................................... 27
4.1. Kadar Asam Asetat ................................................................................ 27
4.2. pH .......................................................................................................... 28
4.3. Total Padatan Terlarut ........................................................................... 30
4.4. Total Gula .............................................................................................. 31
4.5. Kadar Alkohol ....................................................................................... 33
4.6. Uji Indeks Efektivitas ............................................................................ 34
V. KESIMPULAN DAN SARAN ....................................................................... 36
5.1. Kesimpulan ............................................................................................ 36
5.2. Saran ...................................................................................................... 36
DAFTAR PUSTAKA ............................................................................................ 37
LAMPIRAN ........................................................................................................... 44
xiv
DAFTAR TABEL
Nomor Judul Halaman
1. Perubahan komposisi cairan pulpa ...................................... 10
2. Perlakuan penelitian pembuatan cuka fermentasi ............... 18
3. Nilai rata-rata kadar asam asetat cuka fermentasi ............... 27
4. Nilai rata-rata pH cuka fermentasi....................................... 29
5. Nilai rata-rata TPT cuka fermentasi .................................... 30
6. Nilai rata-rata total gula cuka fermentasi ............................ 32
7. Hasil pengujian efektivitas untuk menentukan perlakuan
terbaik produk cuka fermentasi ........................................... 35
xv
DAFTAR GAMBAR
Nomor Judul Halaman
1. Buah kakao mulia yang masih muda ................................... 6
2. Buah kakao lindak yang masih muda .................................. 7
3. Diagram alir pelaksanaan penelitian.................................... 22
4. Kurva standar ....................................................................... 25
5. Histogram nilai rata-rata kadar asam asetat cuka
fermentasi ............................................................................ 27
6. Histogram nilai rata-rata pH cuka fermentasi...................... 29
7. Histogram nilai rata-rata TPT cuka fermentasi ................... 30
8. Histogram nilai rata-rata total gula cuka fermentasi ........... 32
xvi
DAFTAR LAMPIRAN
Nomor Judul Halaman
1. Analisis statistik kadar asam asetat ..................................... 44
2. Analisis statistik pH ............................................................. 52
3. Analisis statistik total padatan terlarut (TPT) ...................... 56
4. Analisis statistik total gula ................................................... 59
5. Analisis statistik kadar alkohol ............................................ 63
6. Analisis data uji indeks efektivitas ...................................... 64
7. Histogram nilai rata-rata variabel ........................................ 67
8. Tabel persentase alkohol ..................................................... 68
9. Kuisioner uji indeks efektivitas ........................................... 69
10. Dokumentasi penelitian ....................................................... 70
1
I. PENDAHULUAN
1.1. Latar Belakang
Kakao (Theobroma cacao L) adalah salah satu komoditas andalan
perkebunan yang banyak ditanam dan dikembangkan di berbagai wilayah
Indonesia serta berperan penting bagi perekonomian nasional. Luas areal
perkebunan kakao di Indonesia sampai dengan tahun 2016 diperkirakan telah
mencapai 1.722.315 ha dengan jumlah produksi kakao sebanyak 760.429 ton
(Ditjen Perkebunan, 2016). Biji kakao banyak diolah menjadi berbagai varian
makanan ataupun minuman, bahkan menjadi bahan utama dalam pembuatan obat
dan kosmetik. Kualitas biji kakao dapat ditingkatkan dengan memperhatikan
proses penanganan pasca panen.
Fermentasi merupakan salah satu tahapan pasca panen yang dilakukan
untuk meningkatkan mutu biji kakao (Ditjen Perkebunan, 2012). Fermentasi
berperan dalam pengurangan rasa sepat, pahit serta memperbaiki penampakan biji
kakao (Afoakwa et al., 2013). Fermentasi berfungsi untuk menghancurkan pulpa.
Pulpa yang telah terurai akan mudah lepas sehingga biji kakao menjadi bersih dan
cepat kering (Ganda-Putra et al., 2010).
Pulpa merupakan jaringan halus berlendir yang melekat ketat pada biji
kakao. Cairan pulpa hasil fermentasi biji kakao seringkali dianggap limbah yang
jarang dimanfaatkan dan dibuang langsung ke lingkungan sehingga menyebabkan
pencemaran. Menurut Case (2004), cairan pulpa hasil fermentasi biji kakao
mengandung 1,6 % asam asetat, asam sitrat 0,5 %, pH 6,5 dan etil alkohol 0,5%.
Selama fermentasi dapat dihasilkan cairan pulpa 15-20 % dari berat biji kakao
yang difermentasi (Ganda-Putra et al., 2008). Besarnya potensi cairan pulpa yang
keluar selama proses fermentasi, serta adanya kandungan asam asetat dan etil
alkohol, membuat cairan pulpa hasil samping fermentasi biji kakao dapat
dimanfaatkan untuk diolah lebih lanjut menjadi cuka fermentasi.
Cuka fermentasi merupakan produk cair yang mengandung asam asetat,
diperoleh melalui proses fermentasi bahan-bahan yang mengandung karbohidrat
atau alkohol dengan atau tanpa penambahan bahan tambahan makanan yang
diizinkan (SNI 01-4371-1996). Terbentuknya asam asetat selama proses
2
fermentasi dipengaruhi oleh beberapa faktor, diantaranya adalah jenis
mikroorganisme serta konsentrasi inokulum, suhu, dan ketersediaan oksigen
(Rosdyana, 2004). Mikroba yang umum terlibat dalam pembentukan asam asetat
adalah bakteri Acetobacter aceti. Penelitian Nurismanto et al. (2014) mengenai
pembuatan asam cuka dari pisang kepok dengan penambahan konsentrasi
inokulum Acetobacter aceti 15% diperoleh kadar asam asetat tertinggi yaitu
4,33% dibandingkan dengan penambahan inokulum sebanyak 5% atau 10%.
Mikroba memerlukan nutrient dasar tertentu untuk pertumbuhannya,
seperti air, karbon, mineral, vitamin, dan oksigen jika kondisi aerob. Komposisi
dan jenis sumber nutrient dasar dalam medium harus sesuai bagi setiap proses
fermentasi sehingga diperoleh medium yang paling baik (Effendi, 2002).
Penambahan nutrient ke dalam limbah cair pulpa kakao perlu dilakukan agar
formulasi medium yang berbasis limbah cair pulpa kakao menjadi optimum untuk
pertumbuhan Acetobacter aceti dan pembentukan asam asetat.
Asam asetat yang terbentuk selama proses fermentasi, dipengaruhi oleh
kadar alkohol yang terdapat dalam substrat. Alkohol merupakan nutrient bagi
bakteri Acetobacter aceti dan akan diubah menjadi asam asetat melalui proses
oksidasi. Konsentrasi alkohol yang tinggi atau lebih dari 12%, akan memperlemah
bahkan menjadi racun bagi aktivitas Acetobacter aceti (Hardoyo et al., 2007).
Menurut hasil penelitian Adrista et al. (2016) mengenai pengaruh penambahan
etanol dan lama fermentasi cairan pulpa kakao terhadap karakteristik cuka
fermentasi, penambahan etanol sebesar 5% dengan lama fermentasi 10 hari hanya
mampu menghasilkan asam asetat sebanyak 2,82%. Kondisi ini tidak memenuhi
syarat SNI 01-4371-1996 bahwa dalam cuka fermentasi minimal terkandung 4%
asam asetat.
Tahapan proses fermentasi alkohol menjadi asam asetat merupakan proses
oksidasi, sehingga memerlukan oksigen. Proses terlarutnya oksigen di dalam air,
dinamakan proses aerasi. Satuan laju aliran aerasi adalah vvm ̄¹
(vessel volumes per minute). Cara menghitung laju aliran udara yang digunakan
saat proses aerasi adalah volume aliran udara (standar liter/menit) dibagi volume
bioreaktor per menit (Anon., 2017). Selain itu laju aliran udara saat aerasi juga
dapat diatur dengan menggunakan alat rotameter (Susilowati dan Wati, 2001).
3
Rotameter adalah alat pengukur aliran yang mengukur aliran volumetrik aliran
cairan dan gas. Pada proses pembuatan vinegar dari air kelapa, laju aliran udara
yang digunakan diatur dengan alat rotameter, laju aliran udara yang digunakan
adalah 3,47 vvm ̄¹ dan 5,02 vvm ̄¹. Penggunaan laju udara 3,47 vvm ̄¹ dengan
kadar alkohol awal 7,71% dan lama fermentasi 24 jam, menghasilkan kadar asam
asetat sebesar 3,13% (b/b). Penggunaan laju aliran udara 5,02 vvm ̄¹, dengan kadar
alkohol awal 12,56%, diperoleh kadar asam asetat sebesar 3,74% (b/b) dalam
waktu 12 jam, namun kembali menurun menjadi 2,50% (b/b) setelah fermentasi
selama 18 jam (Susilowati dan Wati, 2001).
Lama fermentasi termasuk faktor yang menentukan tinggi rendahnya asam
asetat yang terbentuk. Penelitian Kwartiningsih dan Mulyati (2005), mengenai
pembuatan vinegar dari buah nanas, menghasilkan kadar asam asetat tertinggi
pada fermentasi di hari ke-25 sebesar 4,11 g/100 ml, dan kembali mengalami
penurunan setelah hari ke-25. Penelitian Aridona et al. (2015) mengenai pengaruh
lama fermentasi alami secara aerob cairan pulpa kakao terhadap karakteristik cuka
fermentasi, dilakukan fermentasi aerob dengan menggunakan aerator berupa
pompa air aquarium dengan laju aliran udara 0,50 vvm ̄¹ selama 10 hari,
menghasilkan kadar asam asetat tertinggi sebanyak 2,30 % (b/b) dari lama
fermentasi 6 hari. Sementara itu, berdasarkan hasil penelitian Putri et al. (2016),
mengenai pembuatan cuka fermentasi dari cairan pulpa kakao melalui fermentasi
2 tahap, dengan penambahan inokulum Saccharomycess cerevisiae 10%,
inokulum Acetobacter aceti 15% dan lama fermentasi 25 hari, menghasilkan
kadar asam asetat tertinggi sebesar 2,86% (b/b).
Berdasarkan hasil penelitian tersebut, kadar asam asetat yang terbentuk
masih tergolong rendah dan tidak memenuhi standar cuka fermentasi yang
disyaratkan oleh SNI 01-4371-1996 yaitu minimal sebesar 4% (b/b). Oleh karena
itu, dilakukan penelitian lebih lanjut mengenai penggunaan laju aliran udara dan
lama fermentasi pada proses fermentasi cuka dari cairan pulpa hasil samping
fermentasi biji kakao. Sehingga, dapat diketahui laju aliran udara dan waktu
fermentasi yang optimum untuk pembentukan cuka fermentasi dari cairan pulpa
hasil samping fermentasi biji kakao.
4
1.2. Rumusan Masalah
1. Bagaimana pengaruh laju aliran udara dan lama fermentasi cairan pulpa
hasil samping fermentasi biji kakao terhadap karakteristik cuka
fermentasi?
2. Perlakuan laju aliran udara dan lama fermentasi manakah yang terbaik,
dalam menghasilkan cuka fermentasi dari cairan pulpa hasil samping
fermentasi biji kakao?
1.3. Tujuan Penelitian
1. Mengetahui pengaruh laju aliran udara dan lama fermentasi cairan
pulpa hasil samping fermentasi biji kakao terhadap karakteristik cuka
fermentasi.
2. Mengetahui perlakuan laju aliran udara dan lama fermentasi terbaik,
dalam menghasilkan cuka fermentasi dari cairan pulpa hasil samping
fermentasi biji kakao.
1.4. Hipotesis
1. Laju aliran udara dan lama fermentasi cairan pulpa hasil samping
fermentasi biji kakao berpengaruh terhadap karakteristik cuka
fermentasi.
2. Laju aliran udara dan waktu fermentasi tertentu merupakan perlakuan
terbaik dalam menghasilkan cuka fermentasi dari cairan pulpa hasil
samping fermentasi biji kakao.
1.5. Manfaat Penelitian
1. Penelitian ini diharapkan dapat menambah referensi pembaca mengenai
proses fermentasi cuka dari cairan pulpa hasil samping fermentasi biji
kakao
2. Penelitian ini diharapkan dapat menjadi referensi bagi industri-industri
pengolahan kakao dalam mengoptimalkan dan memanfaatkan limbah
cairan pulpa hasil samping fermentasi biji kakao.