Jurnal Kimia Sains dan Aplikasi, 2 (1), 1-6. 1999
Komponen Kimia dari Aroma Biji Theobroma cacao L.
Meiny Suzery, Sriani Hendarko*1 , Sulistyowati**’, Nazli, Bambang Cahyono
Laboratorium Kimia Organik, Jurusan Kimia F-M1PA UNDIP, Kampus tembalang Semarang 50275 * Laboratorium Mikrobiologi, Jurusan Biologi F-MIPA UNDIP, Kampus Tembalang Semarang ** Laboratorium Pusat Penelitian Kopi dan Kakao, J1 Pahlawan Jember - Jawa Timur

## Abstak
Telah dilakukan studi kimia terhadap komponen aroma dalam biji kakao jenis mulia (Theobroma cacao L.). Dcngan indcra penciuman, hasil analisis menunjukkan bahwa fermentasi selama 4 hari memberi aroma yang lebih baik dibanding dengan tanpa fermentasi, sebanding dengan makin banyaknya puncak pada kromatogramnya. Melalui Gas Kromatografi - Spektrometri massa (GCMS), analisis kimia beberapa komponen utama penyusun aroma kopi dapat diinterpretasikan.
kata kunci : Thebroma cacao L.. kakao. aroma, analisis kimia
Abstract
Chemical C onstituents of Theobroma cacao L. Aroma
Chemical study of cocoa beans (Theobroma cacao L.) of mulia variety has been done. The results showed that the aroma components increased in function of fermentation time. Chemical elucidation of important components have been performed using GC-MS
Key-words: Theobroma cacao L: cacao, bevereges, chemical constituen
Diterima : Desember 1998. Telah Diseminarkan pada Acara SPMIPA’98, 28 November 1998

## PENDAHUL11AN
Tanaman kakao ( Theobroma cacao L.) merupakan salali satu hasil perkebunan yang dapat diandalkan dalam meningkatkan eksport nonmigas. Produksi kakao tcrmasuk salah satu komoditas bahan yang dapat dikembangkan di masa mendatang sehingga dapat memberikan sumbangan bagi devisa negara dan sekaligus dapat memenuhi kebutuhan dalam negeri.
Untuk meningkatkan daya saing dalam pemasaran, peningkatan produksi harus dibarengi dengan peningkatan mutu kakao. Sebagai bahan industri, biji kakao harus memiliki citarasa yang khas, aroma yang kuat dan tidak mudah hilang. Adanya keseimbangan citarasa antara aroma dan rasa dari biji kakao inilah yang mendorong beberapa industri makanan cokelat meneliti
Kimia Organik, Pertanian, Analitik
M. Suzery, S. Hendarko, Sulistyowati, Nazli, B. Cahyono : Komponen Kimia dari Biji 'Theobroma
selama 20 jam, biji kakao diberi perlakuan pendahuluan sebagai berikut,
1. Biji kakao tanpa fermentasi. Biji yang telah dihilangkan daging buahnya (pulp) dicuci dengan akuadest.
2. Biji kakao hasil fermentasi. Biji kakao yang belum dihilangkan pumpnya, difermentasi di perkebuanan XXI11 Renteng, Jember. Fermentasi dilakukan selama 2 hari (36jam) dan 4 hari (81jam). Biji kakao yang telah difermentasi tersebut kemudian dicuci dengan akuadet
kandungan aroma dan citarasa dari biji kakao"’.
Kedua aspek terakhir ini ditentukan secara genetis biji kakao yang digunakan.l2) Meski demikian, aroma yang timbul sangat dipengaruhi proses sangrai dan proses fermentasi.13' Jadi, untuk memperoleh biji kakao yang memiliki potensi aroma yang kuat diperlukan taltap pengolahan yang baik, khususnya fermentasi, agar kandungan calon aromanya optimum.
Beberapa permasalahan tersebut di atas akan dipelajari dengan menggunkan biji kakao jenis mulia sebagai obyek pcnelitian,
meliputi
isolasi komponen-komponen
penyusun aroma pada tingkat-tingkat fennentasi dan analisis struktur dengan gas kromatografi-spektrometri massa.
R Persiapan sampel dan Isolasi.
Biji kakao yang telah diberi perlakuan seperti di atas, disangkrai dengan alat oven pada suhu 140°C selama 20 menit. Uji pendahuluan dilakukan dengan indera penciuman untuk menentukan aroma yang terbaik. Biji kakao yang telah disangkrai ini kemudian dihilangkan kulit bijinya Keping biji dihancurkan dengan blender liingga halus. Ditimbang sebanyak 40g serbuk halus dan dibungkus dengan kertas saring untuk didestilasi dengan teknik gabungan distilasi uap- semi mikrodistilasi151, diikuti dengan ekstraksi menggunakan pelarut kloroform (20ml). Proses ini dilakukan selama 4jam).
Ekstrak hasil isolasi dikeringkan dengan NajSOj anhidrous, kemudian dipekatkan dengan gas nitrogen hingga 0, 1ml.

## EXPERIMENTAL
Bahan dan Alat
Kahan. Biji kakao (Theobroma cacao L.) diambil dari PT Perkebunan XX111 di Renteng, Jember-Jawa Timur
Alat. semimikrodistilasi, sesuai dengan desain yang digunakan oleh Hudiyono141. Alat kromatografi gas type HP 5890 (kolom : Carbowex 20M, I = 50m, d = 0,32mm, suhu = 50-200°C, 5°C/mnt; gas pembawa : N2, ll,7ml/mnt; detektor : FID, 250°C; suhu injektor = 250°C, kecepatan kertas : lcm/mnt). Alat kromatografi gas-spektrometri massa type Shimadzu-QP 5000 (kolom carbowax 20M, l=50m, d=0,32mm, suhu = 50- 200°C, 5°C/mnt., gas pembawa He = 0,2ml/mnt; detektor : FID, 200°C, suhu injektor = 250°C; energi ionisasi = 70 ev).
Peralatan distilasi uap- C Karakterisasi Komponen Aroma Kakao Terhadap ekstrak aroma kakao dilakukan analisis denngan gas kromatografi dan gas kromatografi-spektrometri massa (GC-MS).

## HASIL DAN PEMBAHASAN
Hasil uji pendahuluan terhadap aroma dari biji kakao yang telah disangkrai dengan indera penciuman dapat dilihat pada tabel 1. Dari tabel ini terlihat bahwa pada tingkat fermentasi optimum, aroma khas yang dihasilkan dari biji kakao sangat tajam.
Vletode Penelitian.

## A. Pcrlakukan terhadap bahan penelitian
Biji buah kakao yang telah masak dipecah kulit buahnya. Sebelum dikeringkan pada suhu 55°C
2
Seri Artikel No. 31/1999
Tabel 1. Uji pendahuluan aroma biji kakao pada beberapa tingkat fermentasi.
Waktu fermentasi Aroma tanpa fermentasi tidak ada aroma khas, hanva ada aroma biji-bijian yang disangkrai
2 hari (36jam) ada aroma khas tetapi agak lemah 4 hari (81 jam)
ada aroma khas yang tajam
Analisis komponen aroma biji kakao jenis mulia dengan kromatografi gas (gambarl) menunjukkan adanya perubahan
komponen penyusun aroma. Meskipun referensi external tidak digunakan. tetapi dengan jumlah bahan, jumlah ekstrak dan volume injeksi sama banyak. dapat diindikasikan adanya peningkatan jumlah dan kadar komponen dengan bertambahnya waktu fermentasi. Beberapa aroma pada biji kakao seperti ini telah dilaporkan
berhubungan erat dengan kadar asam amino dan gula pereduksi.151 Pada proses sangrai, asam amino bebas jenis tertentu, dengan bantuan gula pereduksi. akan bereaksi menghasilkan senyawa aroma yang tertentu melalui reaksi Maillard dan degradasi Strecker161. Sebagai contoh, pembentukan senyawa aroma seperti isovaleraldehida dan asam isovalerat ditentukan oleh asam amino jenis leusina. scdangkan untuk senyawa aroma seperti
fenil asetaldehida,
bensaldehida dan 2-fenil etanol dibentuk oleh asam amino jenis fenilalanin171.
Dengan kromatogram yang sama. analisis kualitatif terhadap aroma biji kakao menunjukkan adanya perubahan jumlah komponen penysunnya (gambar). Dapat dicatat. sebelum fermentasi terdapat 3 1
komponen, sedangkan setelah 4 hari
fermentasi, penyusun aroma biji kakao jenis mulia menjadi 65 komponen. Diduga, selama proses fermentasi, mikroorganisme jenis tertentu dapat mengadakan biotransformasi senyawa-senyawa calon penyusun aroma kakao. Pengetahuan ini telah memberi ide pengembangan laboratorium guna merapelajari kemungkinan adanya biotransfonnasi senyawa-senyawa penyusun aroma kakao.
Dalam penelitian ini, struktur kimia penyusun aroma biji kakao hasil fermetasi 4 hari. dilakukan dengan inetode gabungan gas kromatografi-spektrometri massa (tabel
2). Guna memudahkan interpretasi.
identifikasi hanya akan dilakukan pada puncak-puncak yang meiniliki intensitas cukup tinggi, terhitung terdapat 11 senyawa utama penyusun aroma (A-K).
Dengan bantuan referensi yang tersedia di komputer, ditambah dengan interpretasi terhadap puncak-puncak spesilik pada spektrum massanya, struktur senyawa penyusun komponen aroma tersebut dapat diinterpretasikan. Meski demikian. dua senyawa, yakni puncak G dan puncak J hingga kini belum dapat diinterpretasikan.
Kimia Organik, Pertanian , Analitik 3
M. Suzery, S. Hendarko, Stdislyowa/i. Nazli, B. Cahyono : Komponen Kimia dan Biji Theobroma
\ : UiuLiiiiJi iilJ ! 5 ! ! ? : i ! i JL VJiJ : ; i ! i t : iiLiijkiiM jiii ih
Ganibar Kromatogram aroma biji kakao jenis mulia dari kromatogram gas : (A) tanpa fermentasi. (B) fermentasi 2 hari (36 jam), (C) 4 hari (81 jam)
Seri Artikel No. 31/1999 4
Jurnal Kimia Sains dan Aplikasi, 2 (1), 1-6, 1999
Tabel 2. Data kromatografi gas dan spektra massa dari biji kakao hasil fennentasi 4 hari Puncak Intesitas t,. (mnt) m/e ( % ) Senyawa A 7,05 119 750 45 (100), 47 (16), 61 (5), 73 (40), 103 (16),
118(2) 1, 1-dietoksi etana, B 8,83 1.205.887 Isovaleraldehida, C,Hl0O
44 (88), 45 (19). 50 (6), 53 (7), 55 (8), 57 (55), 58(100), 71 (25), 86(6) C 20,97 258 691 45 (100), 55 (2), 73 (2), 88 (4) 3-hidroksi butanon, C,Hx02 D 24,92 trimetil pirazin, C7H10N2
124 082 51 (42), 52 (58), 54 (55). 64 (7), 66 (9), 80 (16). 81 (49), 107(4), 122(100), 123 (7)
tetrametil pirazin, C*H12N2 E 27,09 451.871 50 (8), 51 (16), 52 (16), 53 (34), 54 (100), 94(3), 95(4), 136(24)
benzaldehida,
C7H(,O
F 28,67 48.413 48 (6), 50 (72), 51 (100). 52 (25), 62 (6), 74 (20), 77 (65), 78 (18), 105 (34), 106 (36) o G 29,31 121.421 45 (100), 55 (26), 73 (41 ), 88 (15), 221
fenil asetaldehida. CxHaO H 30,28 18.767 44 (5), 45 (7), 50 (14), 51 (20), 60 (5), 62 (12), 63 (28), 64 (5), 65 (52), 73 (7), 89 (12), 91 (100), 92(30), 120(9)
asam isovalerat, c5H10o2 1 32,14 474.536 45 (50), 50 (6), 55 (14), 60 (100), 61 (6), 69 (11), 73 57), 87 (24), 91 (5)
9 81.701 45 (17), 50 (13), 51 (22), 52 (6), 63 (12). 65 (31), 73 (10), 77 (15), 87 (7), 89 (II), 91 (34), 103 (13). 104(100), 105 (12), 174(3) J 34,84 2-fenit alkohol, CsH|0O etil
156.384 45 (17), 50 (16), 51 (26), 52 (8), 73 (6), 74 (5), 77 (9), 89 (9), 91 (100), 92 (51), 103
(3), 104(4), 122(16)
K 39,04

## KF.SIMPl LAN.
Telah berhasil diisolasi koinponen penyusun aroma dari biji kakao (Theobroma cacao L.) jenis mulia melalui metode gabungan distilasi uap-semimikrodistilasi. Dengan GC-MS,
beberapa senyawa penyusun aroma ini telah diinterpretasikan. Komponen penyusun aroma kakao
sangat dipengaruhi oleh proses fennentasi. Data perbedaan ini dapat membuka jalan bagi penelitian yang lebih mendalam.
khususnya biotransfonnasi senyawa-senyawa penyusun komponen aroma kakao.
mempelajari dalam
Kimia Organik, Perlunian, Analitik 5
M Suzery, S. Hendarko, Sulistyowati, Nazli, B. Cahyono : Komponen Kimia dari Biji Theobroma
Fermentation of Cocoa beans", J. Food Science, 32, 395-398 dan 399-402 6. Lopez, A.S. (1986), "Chemical Change Occuring during the Processing of Cacao", Proc. Cacao Biotech. Sym., Pensylvania, p. 19-54.
7. Baigrie, B.D. dan S.J. Rumbelow (1987), "Investigation of Flavor Defect in Asian Cocoa Liquors”, ./. Science Food Agric., 39. p. 357-368 Bailey. S.D., D.G. Mitchell, M.L. Bazinet dan C. Weurman (1961), "Studies on the Volatile Components of Different Varietes of Cacao Beans", ./. Food Sciene, 27, p. 1 65
Bainbridge, J.S. dan S.H.Davies (1972), "The Essential Oil of Cacao", J. Chem.
Soc. 101. p. 2209
Lopez, A. dan V.C. Quesnel (1973), "Volatile Fatty Acid Production in Cacao
Fermentation and Effect on Chocolate Flavour", J. Science Food Agric.. 24, p. 319-326

## UCAPAN TERIMAKASIH
:
Ucapan terimakasih kepada DR. Surip Mawardi, atas segala fasilitas dan bantuan yang telah diberikan untuk penelitian ini.
RF.FERENSI :
1. Charalambus, G. dan G.E. Inglett
(1978), Flavor of Food and Beverages : Chemistry and Technology, Acad. Press Inc, NY.
2. Wahyudi, T (1988), "Periksa Kakao dan Pelita Komponen-komponennya", Perke-bunan, 4, 106-110
3. Sulistyowati (1994), "Keasaman Biji Kakao dan Masalahnya", Pelita Perkebunan. 3, 151-158 4. Hudiyono, S (1994), "Metode Distilasi Uap-Mikrodistilasi Suatu Cara Altematif Isolasi Senyawa Volatil untuk Analisis Komponen Suatu .Aroma" Proceeding UNESCO National Seminar,
Depok, 15-16 Desember 1994
5. Rohan, T.A., dan T. Stewart (1967),
"The Precursors of Chocolate Aroma : Production of Free Amino Acids during Vitzthum, O.G. (1975), "Volatile Components of Roasted Cocoa, Basic Fraction", J. Food Science, 40. p. 911- 916 ------- (BC ) Seri Artikel No. 31/1999
6