## KARAKTERISTIK LIMBAH KULIT BIJI KAKAO PROSES BIODEGRADASI MENGGUNAKAN JAMUR PELAPUK PUTIH

## Phanerochaete chrysosporium
Mita Ramadiyanti* 1 , Triyana Ulfah 2
1,2 Program Studi Teknologi Hasil Pertanian Jurusan Pertanian Universitas Bandung
Raya,Bandung, Indonesia
e-mail : 1 mitamey5@gmail.com

## ABSTRAK
Limbah  kulit  biji  kakao  memiliki  potensi  kimia  seperti  kandungan  serat  lignoselulosa,  kandungan protein, kandungan karbohidrat, kandungan theobromine, kandungan cafein, kandungan tannin. Kulit biji  kakao  memiliki  kandungan  serat  lignoselulosa  yang  tinggi  mencapai  25,10%.  Kandungan  serat lignoselulosa  tersebut  berpotensi  untuk  dijadikan  tempat  hidup  bagi Phanerochaete  chrysosporium untuk hidup dan berkembang biak mendegradasi secara bilogi untuk menghasilkan enzim lakase. Enzim lakase memiliki fungsi yang luas dan kebutuhan akan enzim ini meningkat, namun kendala yang timbul adalah  harga  enzim  lakase  yang  timggi  dan  sulit  didapatkan.    Karakterisasi  limbah  kulit  biji  kakao diawali  dengan    proses  pengecilan  ukuran  bahan  baku  kulit  biji  kakao,  biodegradasi  menggunkan Phanerochaete chrysosporium dengan metode solid state fermentation . Phanerochaete chrysosporium mampu mendegradasi lignin, selulosa dan hemiselulosa dengan menghasilkan enzim lakase. Analisis stuktur  dan  morfologi    menggunakan Scanning  electron  micriskopy (SEM),  spektrofotometer,  dan colorimete r. Tujuan dari penelitian  ini adalah  untuk  mengetahui karakterisasi  kulit biji kakao secara fisik dan kimia serta menghasilkan enzim lakase. Metode penelitian dimulai dengan studi pendahuluan melalui observasi, studi pustaka untuk merumuskan masalah, dan pengumpulan data. Hasil penelitian menunjukan bahwa hasil dari SEM struktur kulit iji kakao memiliki kadar serat lignoselulosa yang telah terbiodegradasi,  degan  pengujian  spektrofotometer  terlihat  pertumbuhan  jamur  pelapuk  putih Phanerochaete chrysosporium dapat hidup dan menghasilkan aktifitas enzim lakase tertinggi pada hari ke-5  dan  menurut  alat  colorimeter  menghasilkan  L  =  47,82  ,  A  =  9,69,  B  =  10,48  warna  tersebut menunjukan tidak adanya perbedaan warna kulit biji kakao dengan kakao.
Kata Kunci : Karakterisasi, Kulit Biji Kakao, Biodegradasi, Phanerochaete chrysosporium.

## ABSTRACT
Cocoa bean shell waste has chemical potential such as lignocellulosic fiber content, protein content, carbohydrate content,  theobromine content, caffeine content, and tannin content. Cocoa bean shells contain a high lignocellulose fiber, reaching 25.10%. The lignocellulosic fiber content has the potential to  be  used  as  a  place  to  live  for  Phanerochaete  chrysosporium  to  live  and  reproduce  and  degrade bilogically to produce laccase enzymes. The laccase enzyme has a wide range of functions and the need for this enzyme is increasing, but the problem that arises is the high price of the laccase enzyme and is difficult to obtain. Characterization of cocoa bean husk waste begins with the process of reducing the size of the raw material for the cocoa bean husk, biodegradation using Phanerochaete chrysosporium using  the  solid  state  fermentation  method.  Phanerochaete  chrysosporium  is  able  to  degrade  lignin, cellulose  and  hemicellulose  by  producing  laccase  enzymes.  Structural  and  morphological  analysis using Scanning electron microscopy (SEM), spectrophotometer, and colorimeter. The purpose of this study was to determine the physical and chemical characterization of cocoa bean shells and to produce laccase enzymes. The research method begins with a preliminary study through observation, literature study  to  formulate  problems,  and  data  collection.  The  results  showed  that  the  SEM  results  of  the structure of the cocoa iji peel had biodegradable lignocellulose fiber content, with spectrophotometer testing, it was seen that the growth of white rot fungus Phanerochaete chrysosporium was viable and produced the highest lacase enzyme activity on day 5 and according to the colorimeter it produced L
= 47 , 82, A = 9.69, B = 10.48 This color indicates that there is no difference in the color of the skin of the cocoa beans with the cocoa beans.
Keywords: Characterization, Cocoa Bean Shell, Biodegradation, Phanerochaete chrysosporium.

## PENDAHULUAN
Limbah  kulit  biji  kakao  memiliki kandungan lignoselulosa yang cukup tinggi. Lignoselulosa  merupakan  suatu  komples molekul  terdiri  dari  lignin,  selulosa,  dan hemiselulosa. Limbah kulit biji kakao belum dimanfaatkan  secara  optimal  dan  nilai ekonomisnya rendah. Sejauh ini limbah kulit biji  kakao  hanya  dimanfaatkan  sebagai pakan  ternak  dan  kompos  padahal  potensi kimia  yang  dimiliki  kulit  biji  kakao  masih tinggi.  Kulit  biji  kakao  mengandung senyawa alkaloid yang disebut theobromine dan senyawa polofenol sebagai zat antioksidan  (Utami  et  al.,  2017).  Kulit  biji kakao  memiliki  nutrisi  yang  baik  berupa serat,  protein  dan  potensi  bioaktif  dalam bentuk senyawa polifenol berupa tannin dan antosianin (Minifie, 1999). Kulit biji kakao adalah  kulit  tipis,  lunak  dan  agak  berlendir yang  menyelubungi  keping  biji  kakao. Persentasenya berkisar 10-16% dari keseluruhan  bagian  biji  kakao  kering (Fowler,  2009).  Menurut  Sutardi,  (1991) komposisi  lignoselulosa  kulit  biji  kakao terdiri  25,10  %.  Kandungan  yang  cukup tinggi  membuat  kulit  biji  kakao  dapat difermentasikan  sebagai  substrat  dalam memproduksi enzim lakase.
Enzim  lakase  memiliki  fungsi  yang  luas dan  kebutuhan  akan  enzim  ini  semakin meningkat. Enzim lakase merupakan enzim ligninase  yang  dapat  mendegradasi  lignin pada  limbah  lignoselulosa.  Pada  penelitian ini digunakan jamur pelapuk putih Phanerochaete  chrysosporium. Yang  dapat mengsekresikan enzim lignoselulosa. Fungi ini  digunakan  untuk  fermentasi  kulit  biji kakao  dalam  bioreaktor  fermentasi  substrat padat  berskala  1  liter.  Dalam  penelitian  ini akan  dilakukan  optimasi  waktu  inkubasi untuk memproduksi aktifitas enzim lakase.
Karakteristik  fisik  dan  kimia  merupakan faktor penting dalam menentukan mutu kulit biji  kakao.  Karakteristik  fisik  seperti keseragaman
ukuran  bubuk  kulit  biji  kakao  dan  warna bubuk  kulit  biji  kakao  digunakan  untuk menggolongkan mutu berdasarkan kenampakan  fisik,  sedangkan  karakteristik kimia digunakan untuk mengetahui kandungan  air,  kandungan  abu,  kandungan lemak,  kandungan  protein,  kandungan karbohidrat,  kandungan  serat,  kandungan tannin, kandungan theobromine, kandungan lignoselulosa  pada  kulit  biji  kakao  dan aktifitas  enzim  lakase.  Terdapat  berbagai metode dilakukan untuk tujuan mendapatkan enzim lakase. Metode biodegradasi dilakukan terkait pengembangan  degradasi lignin salah satunya  dengan  pendekatan  secara  biologi yang  memanfaatkan  mikroorganisme  yang dapat  menghasilkan  enzim  untuk  hidrolisis ikatan  yang terbentuk antara lignin, selulosa dan  hemiselulosa  secara  ramah  lingkungan dan  menghasilkan  bahan  baku  yang  ramah lingkungan  (Chowdhury.,  et  al  2013). Tujuan    penelitian  ini  adalah  untuk mengetahui  karakterisasi  kulit  biji  kakao secara  fisik  dan  kimia  serta  menghasilkan enzim  lakase.    Pelaksanaan  penelitian  ini menggunakan  model  deskriptif.    Model statistik  deskriptif  adalah  salah  satu  bagian dari  ilmu  statistika  yang  berhubungan dengan  aktivitas  penghimpunan,  penataan, peringkasan  dan  penyajian  data  dengan harapan  agar  data  lebih  bermakna,  mudah dibaca dan mudah dipahami oleh pengguna data.  Statistik  deskriptif  hanya  sebatas memberikan deskripsi atau gambaran umum tentang  karakteristik  objek  yang  diteliti tanpa maksud untuk melakukan generalisasi sampel  terhadap  populasi.  Kegiatan  dalam statistik  deskriptif  meliputi  pengumpulan, pengelompokan  dan  pengolahan  data  yang selanjutnya  akan  menghasilkan  ukuran- ukuran  statistik  seperti  pemusatan  data, penyebaran  data.  Selain  itu,  data  disajikan diringkas  dalam  bentuk  tabulasi  atau disajikan dalam bentuk grafik atau diagram. Penggunaan grafik dan diagram
dimaksudkan agar data yang disajikan lebih menarik dan lebih komunikatif.

## METODE
Penelitian  ini  merupakan  penelitian deskriptif  dan  experiment.  Penelitian  ini dilaksanakan di Laboratorium Mikrobiologi Universitas Pasundan. Penelitian ini menggunakan metode solide state
fermentation diulang  sebanyak  tiga  kali. Penelitian bertujuan untuk mencari karakteristik  kulit  biji  kakao.  Karakteristik pendahuluan  yang dilakukan adalah ukuran serbuk  kulit  biji  kakao  menjadi  80  mesh yang  selanjutnya  akan  dilakukan  pengujian SEM  ( Scanning  electron  micriskopy ). Kemudian  dilakukan  penelitian  lanjutan untuk  mengidentifikasi  karakteristik  kulit biji  kakao  secara  fisik  dan  kimia.  Tahapan penelitian  dilakukan  persiapan  bahan  kulit biji kakao diolah menjadi serbuk dengan cara pengumpulan bahan, sortasi untuk memastikan  pengotor  dari  kulit  biji  kakao hilang dan tidak ada yang busuk, selanjutnya dihaluskan dengan mesin penggiling ( grinder )  dan  proses  pengayakan  hingga ukuran  80  mesh.  Persiapan  pembuatan media  Natrium  Agar  (NA)  untuk  proses peremajaan jamur pelapuk putih Phanerochaete  chrysosporium ,  sterilisasi
media  kulit  biji  kakao.  Inkubasi  selama  14 hari  menggunakan  substrat  kulit  biji  kakao dengan  metode solid  state  fermentation (SSF).  Teknik  pengambilan  data  dengan menggukur  aktifitas  enzim  lakase    setiap hari setiap 24 jam dalam masa inkubasi  14 hari menggunakan alat spektrofotometer.

## HASIL DAN PEMBAHASAN
Penelitian  ini  menggunakan  bahan  kulit biji  kakao  yang  diperoleh  dari  Dusun Gambiran  Desa  Bunder  Kecamatan  Patuk Kabupaten Gunung Kidul Yogyakarta. Kulit biji kakao serbuk berukuran 80 mesh. Menurut SNI  standar  kehalusan  dari  serbuk  kakao yaitu  lolos  ayakan  mesh  200  b/b  dengan tingkat kelolosan 99,5%, artinya serbuk kulit biji  kakao  dengan  ukuran  60  mesh  sesuai dengan standar SNI karena kurang dari 200 mesh  dengan  tingkat  kelolosan  99,5% (BPTP Balai Pengkajian Teknologi
Pertanian., 2012).
Berikut  gambar  dari  kulit  biji  yang dilakukan  proses  SEM  ( Scanning  electron micriskopy )  untuk  mengetahui karakteristik penampakan  fisik  kulit  biji  kakao.  Hasil SEM terdapat pada gambar 1 berikut.
Gambar 1. Kulit Biji Kakao sebelum Biodegradasi
Setelah  dilakukan  pengujian  SEM  maka dilakukan proses selanjutnya berupa proses degradasi  kulit  biji  kakao  secara  biologi dilakukan  dengan  metode  fermentasi kultur  padat  ( solid  state  fermentation ). Proses  fermentasi  kultur  padat  ini, dimaksudkan agar jamur dapat  mereduksi kandungan lignin yang terkandung didalam serat kulit biji kakao sehingga serat kulit biji kakao  mengalami  penurunan  kandungan lignin.  Jamur  yang  diinokulasikan  untuk mereduksi  kandungan  lignin  dalam  serat kulit  biji  kakao.  Berdasarkan  proses biodegradasi secara solid state fermentation terhadap kulit biji kakao yang direndam menggunakan urea 2% ditambahkan dengan yeast ekstrak kemudian dilakukan sterilisasi selama 120 ℃ dengan  waktu  20  menit  kemudian pendinginan dilakukan inkubasi selama 0- 14  hari  dengan  suhu  28 ℃ ditambahkna inokulum Phanerochaete  chrysosporium . Hasil inkubasi dilakukan ekstraksi dengan larutan penyangga asetat pH 5, kemudian dishaking selama 2 jam dengan kecepatan 100 rpm menghasilkan cairan dan padatan. Dimana  cairan  merupakan  enzim  lakase yang  kemudian  dilakukan  perhitungan aktifitas enzim (Risdianto et al., 2013).
Enzim  lakase  merupakan  enzim  yang produksinya paling tinggi dihasilkan Phanerochaete chrysosporium. Enzim lakase  merupakan  enzim  ekstrakselular yang dihasilkan pada saat  jamur memasuki fase metabolisme sekunder yang mendorong oleh  kekurangan  nutrisi  nitrogen,  karbon,
maupun  sulpur.  Umumnya  dilakukan  pada saat  kadar  glukosa  rendah,  maka  kondisi tersebut memicu
Phanerochaete chrysosporium untuk  menghasilkan  enzim ekstraseluler.
Keberadaan
enzim ekstraseluler tersebut berperan untuk mendegradasi lignin pada struktur lignoselulosa, sehingga selulosa dan hemiselulosa  yang  terkandung  didalamnya dapat  dijadikan  sebagai  sumber  karbon kembali untuk pertumbuhan Phanerochaete chrysosporium (Kirk  et  al.,  1986).  Diawali pertumbuhan
Phanerochaete
chrysosporium sumber  karbon  yang  ada didalam  medium  akan  dimanfaatkan  untuk pertumbuhan  dan  pertambahan  biomasa jamur. Pada saat konsentrasi sumber karbon mulai terbatas, maka pertumbuhan Phanerochaete chrysosporium mulai melambat dan terhenti sementara. Peralihan metabolisme Phanerochaete chrysosporium dimulai  untuk  mencari  sumber  karbon  lain dengan  cara  mendegradasi  atau  merusak struktur  lignin  pada  limbah  lignoselulosa yang dijadikan sebagai substrat pertumbuhan, sehingga memudahkan akses perolehan  selulosa  maupun  hemiselulosa pada  limbah  lignoselulosa  yang  akan dijadikan sebagai sumber karbon pengganti dari gula sederhana seperti selulosa maupun hemiselulosa.  Enzim  ekstraseluler  petama kali  aktif  bekerja  dan  dihasilkan  dalam mendegradasi  lignin  adalah  enzim  lakase oleh Phanerochaete chrysosporium (Lestari, 2015).
Gambar 2. Kurva Aktivitas Enzim Lakase
Hasil  dari  pengukuran  aktivitas  enzim lakase  dapat  dilihat  pada  kurva  aktivitas enzim lakase diatas dari perhitungan enzim yang diaplikasikan pada bentuk kurva. Pada awal  fermentasi  hingga  hari  ke  5  terjadi peningkatan aktifitas enzim lakase.
Diperkirakan
Phanerochaete chrysosporium mulai  kekurangan  sumber karbon  dan  nitrogen  sehingga  aktivitas lakase meningkat untuk menguraikan lignin dan mendedahkan selulosa untuk didegradasi (Brijwani et al., 2010). Pada hari ke 6 fermentasi aktivitas lakase mengalami
penurunan. Penurunan aktivitas enzim dapat diakibatkan oleh resepsi  katabolit. Glukosa yang berasal dari penguraian substrat dapat menghambat sintesis lakase. Mekanisme ini merupakan respon untuk menghemat energi oleh jamur (Piscitelli et al., 2011).
Hasil serbuk kulit biji kakao terdelignifikasi  oleh  jamur Phanerochaete chrysosporium dilakukan  proses  SEM kembali  untuk  melihat  karakteristik  fisik setelah  delignifikasi.  Gambar  SEM  dapat dilihat pada gambar 3.
Gambar 3. Kulit Biji Kakao Terbiodegradasi
Pada  gambar  3  terlihat  bahwa  adanya perbedaan  karakteristik  secara  fisik  yang dihasilkan oleh foto dari hasil SEM tersebut. Setelah dilakukan proses analisis SEM maka selanjutnya  dilakukan  pengukuran  warna untuk mengetahui standar warna dari serbuk
kulit biji kakao.  Pengukuran  warna dilakukan  oleh colorimeter NH  310. Colorimeter  NH  310  ini  sensitif  terhadap setiap  cahaya    diukur  dan  sebagian  besar warna diserap oleh suatu benda atau zat.
Tabel 1. Hasil Pengukuran Warna Serbuk Kulit bIji Kakao
Karakteristik Calorimeter Warna L = 47,82 A = 9,69 B = 10,48 Selanjutnya  dilakukan  pemeriksaan karakteristik  kimia  kulit  biji  kakao. Karakteristik  kimia  kulit  biji  kakao
bertujuan  untuk  menilai  mutu  dari  kulit biji  kakao yang  digunakan  untuk penelitian.
Tabel 2. Hasil pengukuran Karakteristik Kimia Biji Kakao  Kering
Karakteristik kimia Hasil Kadar Air 4,53% Kadar Abu 6,64% Kadar protein 16,60% Kadar Lemak 8,82% Kadar Karbohidrat 54,84% Kadar Serat 5% Kadar Teobromine 4,3% Kadar Cafein 3,1% Kadar Polifenol 1,46% Kadar Tanin 4,46% pH meter 5
Dengan  hasil  kadar  air  pada  kulit  biji kakao  4,53%  yang  memenuhi  SNI  serbuk kakao  menurut  SNI  <5%  dengan  melihat kadar  air  yang  dihasilkan  sesuai  dengan standar dapat dijelaskan bahwa serbuk kulit biji  kakao  yang  digunakan  baik  dalam penyimpanan yang lama. Kadar lemak pada serbuk  kakao  8,82%  yang  tidak  memenuhi standar  SNI  serbuk  kakao  namun karna  ini merupakan  serbuk  kulit  biji  kakao  dengan kadar  8,82%  menunjukan  angka  yang  baik yang  tidak  mengandung  banyak  lemak sehingga dapat menjadi alternative substitusi bagi serbuk kakao yang memiliki nilai lemak terlalu tinggi.
Kadar  abu,  protein,  dan  karbohidrat memiliki  kandungan  yang  tidak  jauh berbeda  dengan  serbuk  kakao    keunggulan dari  kulit  biji  kakao  memiliki  kandungan theobromine,  cafein,  polifenol,  tannin,  dan serat  tinggi  seperti  lignin,  selulosa,  dan hemiselulosa yang tidak dimiliki oleh buah kakao.

## KESIMPULAN
Karakteristik kulit biji kakao menjadikan limbah kulit biji kakao memiliki keunggulan karakteristik secara fisik dan kimia, kulit biji kakao  berpotensi  digunakan  sebagai  media pertumbukan jamur pelapuk putih Phanerochaete chrysosporium untuk memproduksi enzim lakase. Aktifitas enzim lakase tertinggi dapat dilihat pada hari ke 5 dengan nilai aktifitas 43,44 U/L.

## UCAPAN TERIMAKASIH
Penelitian  ini  didanai  oleh  Penelitian Dosen  Pemula  Tahun  2020  dari  Direktorat Riset  dan  Pengabdian  Kepada  Masyarakat Kementrian  Riset  dan  Teknologi/Badan Riset dan Inovasi Nasional.

## DAFTAR PUSTAKA
Minifie, B.W., 1999. Chocolate, Cocoa and Confectionery: Science and Technology, 3rd ed.
Balai  Pengkajian  Teknologi  Pertanian.,
2012.  Teknologi  Pengolahan  Biji Kakao  Menuju  SNI  Biji  Kakao  01- 2323-2008.
Brijwani,  Rigdon,  Vadlani,  2010.  Fungal laccases :  Production,  function  and aplication in food processing.
Enzyme Research, 149748.
Fowler, M.S., 2009. Cocoa Beans: from Tree to  Factory.,  2nd  ed.  Oxford,  United Kingdom.
Kirk,  T.K.,  Tien,  M.,  Johnsrud,  S.C., Eriksson, K.-E., 1986. Lignin degrading  activity  of  Phanerochaete chrysosporium  Burds.:  comparison of  cellulase-negative  and  other strains.  Enzyme  and  Microbial
Technology
8, 75–80.
https://doi.org/10.1016/0141- 0229(86)90074-8
Lestari,  2015.  Penapisan  dan  Optimasi Produksi Enzim Lignoselulase (MnP dan  Lakase)  dengan  memanfaatkan limbah  tandan  kosong  kelapa  sawit (TKKS).
Maiti, S.K., Chowdhury, A., 2013. Effects of
Anthropogenic Pollution on Mangrove  Biodiversity:  A  Review. JEP 04, 1428–1434. https://doi.org/10.4236/jep.2013.412 163
Piscitelli, Giardina, Lettera, Pezzela, Sannia, Faraco, 2011. Induction and transcriptional regulation of
lacccases in fungi. Current Genomics 12, 104–112.
Risdianto, H., Ronald, O., Cornelius Damar, H., 2013. Optimisasi Produksi Enzim Lakase pada Fermentasi Kultur Padat menggunakan  Jamur  Pelapuk  Putih Marasmius  sp. :  Pengaruh  ukuran partikel,
Kelembapan, dan
Konsentrasi Cu.
Sutardi,  T.,  1991.  Pemanfaatan  Limbah Tanaman Perkebunan sebagai Pakan Ternak Ruminansia.
Utami,  R.R.,  Supriyanto,  S.,  Rahardjo,  S., Armunanto,  R.,  2017.  Aktivitas
Antioksidan  Kulit  Biji  Kakao  dari
Hasil  Penyangraian  Biji  Kakao
Kering pada Derajat Ringan, Sedang dan Berat. Agritech 37, 89.
https://doi.org/10.22146/agritech.10 454