## PERUBAHAN NILAI DESORPSI PRODUK KAKAO FERMENTASI PADA BERBAGAI SUHU DAN KELEMBABAN

## SRI WIDATA
Dosen DPK Pada Politeknik LPP Yogyakarta
E-mail: swidhata@yahoo.co.id

## ABSTRAK
Kakao merupakan produk yang dapat mengalami proses pelepasan lengas (desorpsi) ketika kadar lengasnya lebih tinggi dibanding lengas setimbangnya. Proses pelepasan lengas ini umumnya mengakibatkan adanya aktivitas mikroorganisme yang selalu dapat menurunkan kualitas produk. Proses desorpsi ini perlu dipelajari dan diketahui agar ketika disimpan, kakao tetap berkualitas tinggi. Penelitian ini bertujuan mengetahui besarnya nilai desorpsi yang terjadi pada produk kakao fermentasi pada berbagai suhu dan kelembaban. Hasil penelitian menunjukkan bahwa 77,8% sampel, telah mengalami proses desorpsi, hal ini terjadi pada semua suhu yaitu 20° C, 30° C dan suhu 50° C. Nilai desorpsi tertinggi adalah 0,1473 terjadi pada suhu 50° C, dengan kelembaban 11%. Sedangkan nilai desorpsi terendah adalah 0,0133 terjadi pada suhu 20° C dengan kelembaban 54%. Hasil penelitian juga menunjukkan bahwa dengan naiknya suhu maka menyebabkan proses desorpsi semakin besar. Sebaliknya dengan naiknya kelembaban maka menyebabkan proses desorpsi yang terjadi semakin menurun.
Kata kunci: desorpsi, fermentasi kokoa, temperature dan kelembaban

## ABSTRACT
Cocoa is product of can to experience desorptions process, when moisture content more than equillibrium moisture content. This of moisture desorptions process, as usually to result in unbelievable activity of microorganism. That is often can to drop of product quality. Desorptions process necessary to study and to know so that if to preserve, cocoa fixed of high quality. The obyectives of this research is known bigness of desorptions value is happen at cocoa fermented of product. The result of research was shown that 77,8% sample, to experience desorptions prosess. This to happen at temperature 20° C, 30° C and 50° C. Highest of desorptions value is 0,1473 and to happen at temperature 50° C with humidity 11%. Just low of desorptions value is 0,0133 and to happen at temperature 20° C with humidity 54%. The result of research also shown that increase of temperature cause to heighten of desorptions process. Just with increase of humidity cause to decrease of desorptions process.
Key words: desorptions, fermented cocoa, temperature and humidity

## PENDAHULUAN
Tanaman  kakao  (Theobroma  Cacao  L) merupakan tanaman perkebunan yang mempunyai prospek  menjanjikan,  tetapi  apabila  faktor pemeliharaan  tanaman  serta  penanganan  pasca panennya  tidak  diperhatikan  dengan  baik  maka tingkat  produksi  dan  kualitasnya  akan  rendah. Buah  kakao  dipanen  pada  umur  (5,5  –  6)  bulan, biji  kakao  yang  sudah  dikeluarkan  dari  kulitnya selanjutnya akan mengalami proses fermentasi, hal ini bertujuan mempermudah menghilangkan pulp, menghilangkan daya tumbuh biji, merubah warna biji dan mendapatkan aroma dan cita rasa yang enak (Anonim, 2008).
Bahan hasil pertanian apabila diletakkan dalam udara  terbuka  maka  pada  suhu  dan  kelembaban tertentu,  kadar  lengasnya  akan  mencapai
kesetimbangan dengan sekelilingnya (Equilibrium Moisture  Content).  Setiap  kelembaban  nisbi  pada suhu  tetap,  dapat  menghasilkan  kadar  lengas setimbang tertentu, menurut Henderson dapat dibuat dalam parameter dan suatu rumus empiris yang menghubungkan antara besarnya kelembaban nisbi, suhu dengan kadar lengas setimbang tersebut. (Hall, 1980).
n
- kT (M)
(1 – Aw) = e
parameter: Aw   : aktifitas air (%) k, n : Konstanta T    : Suhu absolute (ºK) M    : Kadar lengas setimbang (%) E    : 2,303
Dari rumus empiris di atas akan tampak bahwa kekhususan masing masing produk terletak pada perbedaan konstanta “k“ dan “n“ dan setiap suhu akan mempunyai kadar lengas setimbang tersendiri. Produk dengan lengas lebih rendah dari kadar lengas setimbang akan menyerap lengas (adsorpsi) sampai dicapai kesetimbangan, sedangkan produk dengan lengas lebih tinggi dari kadar lengas setimbang akan melepas/menguapkan  lengas  (desorpsi)  sehingga tercapai kesetimbangan.
Jumlah  kandungan  air  bebas  produk  yang mengalami absorpsi lengas, akan mempengaruhi daya  tahan  produk  tersebut  terhadap  serangan mikroorganisme,  karena  besar  kecilnya  absorpsi lengas yang terjadi pada produk akan dimanfaatkan untuk pertumbuhan mikroorganisme. Hal ini disebut dengan water activity (Aw) yaitu jumlah air bebas produk yang dapat dimanfaatkan oleh pertumbuhan mikroorganisme (Winarno, 1984).
Desorpsi lengas merupakan mobilitas molekul molekul air dari keadaan terikat dalam produk ke keadaan air bebas di udara lingkungan. Gerakan molekul air ini akan berhenti apabila telah terjadi kesetimbangan  antara  lengas  produk  dengan lingkungan (Gunarif, 1988). Besar dan kecilnya proses desorpsi  ini  akan  sangat  tergantung  pada  kadar lengas produk, suhu dan kelembaban nisbi, artinya bahwa  suatu  produk  pada  kelembaban  tertentu akan mengalami proses desorpsi yang berbeda pada berbagai tingkatan suhu.
Kakao  merupakan  salah  satu  produk  hasil pertanian yang mempunyai sifat higroskopis. Hal ini berarti, untuk mencapai kesetimbangannya, produk kakao dapat mengalami proses desorpsi. Penanganan pasca panen khususnya penyimpanan produk harus dilakukan dengan hati hati, karena bersamaan dengan adanya aktifitas air bebas yang terjadi pada proses desorpsi , sering disertai dengan aktifitas pertumbuhan mikroorganisme. Aktifitas mikroorganisma akan dapat menurunkan kualitas produk yang disimpan. Sesuatu yang lebih diperhatikan dalam penanganan pasca panen kakao adalah berusaha mengetahui besar kecilnya proses sorpsi yang terjadi pada biji kakao tersebut dan kemudian berusaha mengurangi kadar  lengas  biji  kakao  sampai  mencapai  kadar lengas setimbang dengan lingkungannya, sehingga ketika mengalami penyimpanan, maka produk tetap berkualitas tinggi. (Harsono, 1979).
Proses desorpsi harus diminimalkan, hal ini untuk menekan aktifitas pertumbuhan mikroorganisme sehingga produk yang disimpan tetap berkualitas tinggi. Beberapa teori telah dikemukakan untuk menggambarkan  proses  desorpsi  suatu  bahan/
produk hasil pertanian, namun untuk produk kakao masih jarang dilakukan, oleh karena itu penelitian tentang hal ini perlu dilakukan, dengan tujuan untuk mempelajari ada dan tidaknya proses desorpsi serta mengetahui besar kecilnya nilai desorpsi yang terjadi pada biji kakao diberbagai suhu dan kelembaban. Nilai desorpsi biji kakao pada berbagai suhu dan kelembaban dapat digunakan untuk menentukan nilaiu kadar lengas yang aman jika kakao tersebut akan disimpan.

## METODE

## Bahan dan Alat
Bahan yang dipakai adalah biji kakao terfermentasi basah dengan kadar lengas 19%. Kemudian larutan garam jenuh, hal ini digunakan untuk membuat variasi kelembaban nisbi (RH) yaitu LiCL untuk RH 11%; MgCL2.6H2O untuk RH 33%; Mg(NO3)2.6H2O untuk RH 54%; NaCL untuk RH 75%; KCL untuk RH 85% dan KNO3 untuk RH 95%.
Alat yang digunakan dalam penelitian ini adalah botol timbang untuk tempat kakao fermentasi yang diteliti,  toples  untuk  kondisi  ruang  dengan  RH tertentu, thermometer, thermostat dan timbangan analisis. Peralatan yang lain adalah inkubator dengan elemen pendingin untuk membuat suhu 20° C dan inkubator dengan elemen pemanas berfungsi untuk membuat suhu 30° C dan 50° C,

## Cara Penelitian
Penelitian ini dimulai dengan menyediakan sampel biji kakao fermentasi basah yang masih segar dengan kadar lengas awal 19%. Selanjutnya kakao fermentasi dengan kadar lengas awal 19% ini diletakkan dalam masing-masing botol timbang. Bersamaan dengan itu, disiapkan enam buah toples yang masing-masing diisi dengan larutan garam jenuh. Toples pertama berisi LiCL sehingga mempunyai RH 11%; toples kedua berisi MgCL2.6H2O sehingga mempunyai RH 33% dan seterusnya sampai toples keenam berisi KNO3 sehingga mempunyai RH 95%.
Masing-masing toples tersebut berisi tiga buah botol timbang yang di dalamnya terdapat biji kakao fermentasi dengan kadar lengas 19%. Selanjutnya masing masing toples tersebut secara acak diletakkan ke dalam inkubator yang bersuhu 50° C untuk diuji kadar lengas setimbangnya. Proses desorpsi produk akan  diketahui  dan  dipelajari  dari  pengamatan tersebut. Cara yang sama dengan langkah tersebut, diulang  pada  inkubator  dengan  suhu  30°  C  dan suhu 20° C.

## Analisa Data
Pada penelitian ini akan diperoleh data kadar lengas setimbang pada berbagai variasi suhu dan kelembaban (RH). Dari data kadar lengas setimbang tersebut dapat diketahui proses desorpsi yang terjadi pada biji kakao fermentasi tersebut. Hipotesa dari penelitian ini adalah akan terjadi proses desorpsi dengan variasi yang berbeda pada berbagai tingkatan suhu dan kelembaban (RH). Validasi hipotesa ini, perlu  dibuktikan  dengan  suatu  analisa  statistik dan suatu kurva desorpsi pada berbagai tingkatan suhu.

## HASIL DAN PEMBAHASAN
Proses  desorpsi  terjadi  apabila  kadar  lengas setimbang produk kakao fermentasi mempunyai nilai yang lebih rendah dari kadar lengas awal produk. Dengan demikian besar kecilnya nilai desorpsi dapat dilihat dari kadar lengas setimbang suatu produk kakao tersebut. Hasil penelitian dari nilai kadar lengas setimbang desorpsi produk kakao fermentasi terdapat pada tabel 1.
Tabel 1. Kadar lengas setimbang pada proses desorpsi produk kakao fermentasi
Suhu (°C) Kelembaban (RH)% 0,11 0,33 0,54 0,75 0,85 0,95 20 0,0867 0,0950 0,1767 0,2250 0,3102 0,4370 30 0,1106 0,1312 0,1698 0,1764 0,1764 0,3326 50 0,0427 0,0538 0,0654 0,0848 0,0923 0,0961
Gambar 1. Grafik  Kadar  lengas  setimbang  proses desorpsi
Hasil penelitian menunjukkan bahwa sebagian besar nilai kadar lengas setimbang produk kakao fermentasi,  nilainya  lebih  kecil  dari  nilai  kadar lengas awal produk yaitu 19%. Hal ini menunjukkan bahwa produk kakao fermentasi telah mengalami proses  desorpsi.  Demikian  pula  dari  Gambar  1 tampak bahwa dengan naiknya suhu akan semakin
memperkecil  nilai  kadar  lengas  kesetimbangan produk, artinya bahwa nilai desorpsi yang terjadi semakin besar pada produk kakao tersebut. Sementara pada suhu tetap, dari penelitian di atas terlihat bahwa dengan semakin naiknya kelembaban (RH) maka akan memperbesar nilai kadar lengas kesetimbangan. Hal ini berarti nilai desorpsi yang terjadi pada produk kakao tersebut semakin kecil.
Hasil penelitian tentang nilai desorpsi (pelepasan lengas) pada berbagai suhu dan kelembaban terdapat pada tabel 2.
Tabel 2. Nilai Desorpsi Produk Kakao Fermentasi
Suhu (°C) Kelembaban (RH)% 0,11 0,33 0,54 0,75 0,85 0,95 20 0,1033 0,0950 0,0133 -0,0350 -0,1202 -0,2470 30 0,0794 0,0588 0,0202 0,0136 0,0136 -0,1426 50 0,1473 0,1362 0,1246 0,1052 0,0977 0,0939
Hasil penelitian seperti ditunjukkan pada tabel 2, terlihat bahwa lebih kurang 77,8% sampel biji kakao fermentasi mengalami proses pelepasan lengas dari produk biji kakao ke udara bebas (lingkungan). Pada suhu 20° C tampak bahwa 50% sampel mengalami proses  desorpsi.  Sementara  untuk  suhu  30°  C tampak bahwa 83% dari sampel biji kakao fermentasi mengalami proses desorpsi, kemudian untuk suhu 50° C seluruh sampel biji kakao (100%) mengalami proses desorpsi. Dengan demikian dapat dikatakan bahwa proses desorpsi telah/dapat terjadi pada biji kakao fermentasi, sampai dicapai lengas setimbang dengan lingkungan.
Biji kakao yang terfermentasi, daging buahnya (pulp) yang masih menempel pada kulit lebih mudah hilang (Harsono, 1979), sehingga biji kakao akan bersifat  permeabel  yaitu  mudah  ditembus.  Oleh karena itu jika biji kakao diletakkan pada lingkungan dengan lengas lebih rendah dari lengas biji kakao maka akan terjadi mobilitas molekul-molekul air (lengas) dari dalam biji kakao ke udara lingkungan sampai dicapai lengas setimbang antara biji kakao dengan lingkungan. Hal inilah yang disebut proses desorpsi  yang  dialami  oleh  biji  kakao  fermentasi tersebut.
Hasil analisa pengaruh suhu dan kelembaban (RH) terhadap nilai desorpsi , lebih jelas dapat dilihat pada gambar 2.
Dari  data  dan  grafik  pada  gambar  2  terlihat bahwa  pada  kelembaban  (RH)  yang  sama,  maka dengan  naiknya  suhu,  proses  pelepasan  lengas (desorpsi) biji kakao fermentasi yang terjadi adalah semakin besar. Selanjutnya sesuatu terjadi sebaliknya di mana pada suhu tetap, dengan semakin naiknya kelembaban  (RH)  maka  nilai  pelepasan  lengas (desorpsi) yang terjadi akan semakin kecil.
Hal ini sesuai dengan teori Hall bahwa dengan semakin naiknya suhu maka kadar lengas setimbang akan semakin rendah (Hall, 1980), sehingga dengan demikian proses pelepasan lengas (desorpsi) yang terjadi akan semakin besar. Sementara pada kondisi suhu  tetap,  kenaikan  kelembaban  (RH)  akan menaikkan nilai kadar lengas setimbang sehingga proses pelepasan lengas (desorpsi) biji kakao fermentasi akan semakin kecil.
Suatu analisa statistik sangat diperlukan untuk menguji hipotesa adanya variasi nilai desorpsi lengas biji  kakao  karena  pengaruh  suhu.  Uji  statistik dilakukan pada tingkat signifikasi 5% dan 1%. Hasil uji statistik dapat dilihat pada tabel 3.
Tabel 3. Analisa statistik pengaruh suhu terhadap nilai desorpsi pada biji kakao fermentasi
F. tabel SK DB JK KT F. hitung 5% 1% Kelompok 5 0,0869 0,0174 4,7027 3,33 5,64 Suhu 2 0,0719 0,0359 9,7027** 4,10 7,56 Galat 10 0,0365 0,0037 Total 17 0,1953
Keterangan: ** : Sangat nyata
Hasil analisa statistik pengaruh suhu terhadap nilai desorpsi biji kakao fermentasi terlihat bahwa Fhitung  >  F  table,  dengan  tingkat  kepercayaan 99%. Hal ini menunjukkan adanya perbedaan yang sangat nyata dari perlakuan suhu 20° C, 30° C dan 50° C terhadap hasil nilai desorpsi lengas biji kakao fermentasi tersebut. Oleh karena itu dapat dikatakan bahwa variasi suhu dapat berpengaruh terhadap nilai desorpsi produk.
Hasil  analisa  statistik  untuk  uji  pangaruh kelembaban  terhadap  nilai  desorpsi  biji  kakao fermentasi terlihat pada tabel 4.
Tabel 4. Analisa  statistik  pengaruh  kelembaban (RH) terhadap nilai desorpsi pada biji kakao Fermentasi
F. tabel SK DB JK KT F. hitung 5% 1% Kelompok 2 0,0719 0,0359 9,7027 4,10 7,56 RH 5 0,0869 0,0174 4,7027* 3,33 5,64 Galat 10 0,0365 0,0037 Total 17 0,1953

## Keterangan: * : nyata
Hasil  uji  statistik  pengaruh  kelembaban (RH)  terhadap  nilai  desorpsi  pada  taraf  uji  5%, menunjukkan bahwa Fhitung > F table, sedangkan pada taraf uji 1%, menunjukkan bahwa F hitung < F table. Analisa ini menunjukkan bahwa terdapat perbedaan  yang  nyata  akan  variasi  kelembaban (RH), terhadap nilai desorpsi biji kakao fermentasi. Hal ini menunjukkan bahwa variasi kelembaban berpengaruh nyata terhadap nilai desorpsi lengas yaitu semakin besar kelembaban (RH) maka akan menyebabkan nilai desorpsi produk kakao fermentasi akan semakin kecil.
Secara  keseluruhan  hasil  analisa  di  atas semakin menunjukkan bahwa nilai desorpsi produk kakao dipengaruhi oleh suhu , kelembaban (RH), kadar lengas awal produk dan nilai kadar lengas setimbang. Nilai desorpsi ini,menyebabkan adanya aktifitas  lengas  bebas  yang  berasal  dari  produk ke udara lingkungan. Aktifitas lengas bebas perlu diperhatikan karena fluktuasi lengas bebas ini, akan dimanfaatkan oleh pertumbuhan mikroorganisme. Lengas  bebas  harus  diminimalkan  sehingga pertumbuhan mikroorganisma dapat ditekan, karena hal ini akan berpengaruh terhadap kualitas produk kakao fermentasi tersebut.

## SIMPULAN
Proses desorpsi (pelepasan lengas) dapat terjadi pada  biji  kakao  fermentasi.  Hal  ini  terlihat  dari sekitar 77,8% sampel biji kakao fermentasi mengalami proses  desorpsi.  Analisa  Statistik  menunjukkan bahwa  suhu  berpengaruh  sangat  nyata  terhadap nilai desorpsi biji kakao fermentasi yaitu kenaikan suhu akan memperbesar nilai desorpsi yang terjadi pada biji kakao tersebut. Variasi kelembaban (RH) menunjukkan pengaruh yang nyata terhadap nilai desorpsi biji kakao fermentasi yaitu adanya kenaikan kelembaban (RH) akan memperkecil nilai desorpsi produk.
Gambar 2. Grafik pengaruh suhu dan kelembaban (RH) terhadap nilai desorpsi

## DAFTAR PUSTAKA
Anonim.  2008.  Budidaya  Kakao/Coklat  (Theobroma Cacao) Edisi I PT. Natural NusantaraDonald, dkk. 1992. Drying and Storage of Grains and Oil Seeds. Published by Van Nostrand Reinhold. New York Gunarif. 1988. Operasi Pengeringan Pada Pengolahan Hasil Pertanian. PT Mediyatama Sarana Perkasa. Jakarta.
Hall. C.W. 1980. Drying and Storage of Agriculture Crops.
AVI Publishing Company. Inc. Westport connecut. Harsono. 1979. Pengolahan Kakao. Yayasan Pembina Fakultas Teknologi Pertanian UGM Yogyakarta. Winarno  F.G.  1984.  Kimia  Pangan.  PT.  Gramedia Jakarta.