## STUDI MIKROBIA DAN BIOKIMIA FERMENTASI BIJI KAKAO KERING
Mulono Apriyanto (1) , Rujiah (2)
(1) Fakultas Pertanian, Universitas Islam Indragiri
(2) Dinas Tanaman Pangan, Hortikultura dan Peternakan Kab. INHIL
mulonoapriyanto71@gmail.com

## Abstrak
Penelitian  ini  bertujuan  mempelajari  parameter  fermentasi  biji  kakao  kering secara  kuantitatif  dan  sudut  pandang  kualitatif,  sehingga  lebih  efektif  menentukan peran  dan  fungsi  mikroorganisme.  Ketiga  cara  fermentasi  yaitu  kontrol  (tanpa penambahan  inokulum),  selanjutnya  inokulum Sacharomyces  cerevisiae (FNCC 3056), Lactobacillus  lactis (FNC  0086)  dan Acetobacter  aceti (FNCC  0016), masing–masing  sekitar  108    cfu/g  diberikan  serentak  diawal  fermentasi  (A)  dan ketiga  inokulum  diberikan  secara  bertahap  (B)  di  awal  fermentasi  ditambahkan Sacharomyces  cerevisiae (FNCC  3056),  selanjutnya  jam  ke  24  ditambahkan Lactobacillus lactis (FNC 0086) dan Acetobacter aceti (FNCC 0016) pada jam ke 48 selanjutnya  difermentasi  hingga  jam  ke  120.  Hasil  penelitian  menunjukan  bahwa terjadi  penurunan  kadar  gula  total,  pH  dan    total  polifenol  pada  ketiga  perlakuan selama  fermentasi.  Konsentrasi  etanol,  asam  laktat  dan  asam  asetat  pada  semua perlakuan  mencapai  jumlah  puncaknya  berturut-turut  pada  jam  ke  24,  60  dan  108 fermentasi. Sacharomyces cerevisiae , Lactobacillus lactis dan Acetobacter aceti dari ketiga perlakuan mencapai populasi tertinggi berturut–turut pada jam ke 24, 48 dan 72 fermentasi.
Kata Kunci : mikrobia, fermentasi, biji kakao kering.

## PENDAHULUAN
Pasca  panen  biji  kakao  segar ditingkat petani terdapat 2 cara yaitu biji kakao  terfermentasi  dan  biji  kakao kering tanpa fermentasi.  Produksi kakao tahun  2011  sebesar  ±  5.450.000  ton terdiri  biji  kakao  tanpa  fermentasi  ± 385.000  ton  sisanya  merupakan  biji kakao  hasil  fermentasi  (Permana  dkk, 2012).  Padahal  biji  kakao  kering  tanpa proses  fermentasi  dihasilkan  biji    kakao dengan  cita  rasa  pahit  dan  tidak dihasilkan  aroma  khas  kakao  (Caponio dkk, 2020).
Senyawa  prekusor  flavor  biji kakao  dapat  terbentuk  melalui  proses fermentasi.  Pada saat  Fermentasi  terbagi menjadai dua. Pertama diawali pelepasan pulp  dan  kedua  terjadinya  reaksi hidrolitik  didalam  kotiledon  biji.  Pada tahap  kedua  diawali  dengan  proses suksesi mikrobia (Apriyanto dkk,  2017). Fermentasi  kakao  berlangsung  selama 120  jam  atau  6  hari  serta  dilakukan pembalikan  dihari  ke  2,  3,  4  dan  5. Diawal fermentasi
S. cerevisiae merupakan  mikrobia  yang  berperan diawal  fermentasi.  Hal  ini  dikarena S. cerevisiae mempu  tumbuh  dengan  baik
dan  toleran  terhadap  etanol,  pH  rendah sejalan  aktivitas  pektinolitik. L.  lactis , toleran terhadap lingkungan asam dengan  kandungan  oksigen  banyak. Bakteri diakhir fermentasi didominasi A. aceti  mampu  tumbuh  pada  pH  3,5  serta kosentrasi  etanol  rendah.  Selanjutnya etanol  teroksidasi  menjadi  asam  asetat dan  menjadi    CO 2 dan  air  (Apriyanto dkk,  2016).  Alkohol  dan  asam  asetat akan  terdidifusi  kedalam  keping  biji seiring  naiknya  suhu  lingkungan  dan kematian biji  (Afoakwa, 2014).

## METODE PENELITIAN
Buah  kakao  yang  digunakan  dari jenis  lindak  berasal  dari  desa  Bunder, Yogyakarta. Ciri  buah seperti  gambar 1. dengan  karakteristik  yaitu  panjang  buah ±16  cm,  diameter  ±9  cm.  Metoda fermentasi  mengacu  pada  penelitian (Apriyanto  dkk.,  2017).  Fermentasi dilakukan  dalam  tiga  teknik.  Teknik  I difermentasi  secara  spontan  (tanpa inokulum)  sebagai  perlakuan  kontrol. Teknik  kedua  (A)  adalah    penambahan biakan  murni S.  Cerevisiae (FNCC 3056), L. lactis (FNC 0086) dan A. aceti (FNCC0016) secara serentak  pada awal. Teknik  ketiga  (B)  penambahan  biakan murni  secara  bertahap,  penambahan biakan  murni S.  Cerevisiae  (FNCC 3056) pada  awal  fermentasi  jam  ke  0, selanjutnya L. lactis (FNC 0086) setelah 24  jam,  kemudian A.  aceti setelah  72 jam, selanjutnya diinokulasi.
Gambar 1. Buah kakao masak optimum
Keberhasilan fermentasi dievaluasi dengan  perubahan  kadar  gula  total,  pH, total  polifenol, S.  cerevisiae  (FNCC 3056),  L.  lactis (FNC  0086) ,  A.  aceti (FNCC0016) , total  polifenol,  kosentrasi etanol, asam laktat dan asam asetat.

## HASIL DAN PEMBAHASAN
Hasil  penelitian  menunjukan  suhu awal perlakuan kontrol, A dan B berturut –  turut  yaitu  28,    29  dan  29,5°C.  Suhu fermentasi  tertinggi    untuk  perlakuan kontrol,  A  dan  B  berturut  –  turut  yaitu 38, 42 dan 51°C. Suhu fermentasi di 120 jam  untuk  perlakuan  kontrol,  A  dan  B berturut – turut yaitu 35,  38 dan 39°C.
Perubahan suhu
fermentasi penelitian  iini  sejalan  dengan  hasil  yang diperoleh  Apriyanto  dkk.,  (2016)  yang telah  mempelajari  perbaikan  proses fermentasi  biji  kakao  kering.  Pada perlakuan  secara  bertahap  kemungkinan S. cerevisiae merombak  gula  pulp  lebih banyak  sehingga  dihasilkan  etanol  lebih besar serta pada saat yang tepat etanol di ubah  menjadi  asam  asetat  oleh  A. aceti dimana reaksi perombakan etanol menjadi  asam  asetat  juga  menghasilkan panas yang menyebabkan suhu fermentasi meningkat. Penambahan inokulum  secara  serentak  menghasilkan suhu  kematian  biji  tidak  dicapai  dapat
diduga  terjadi  persaingan  antar S.
cerevisiae dan L.  lactis .    Gula  total  biji kakao kering seluruh pelakuan mengalami  penurunan  sampai  120  jam.
Gula  dalam  biji  kakao  adalah  sukrosa, fruktosa  dan  glukosa  (Afoakwa,  2010) dengan  sukrosa  (90  %  dari  total  gula), diikuti oleh fruktosa dan glukosa  yaitu 6
%  dari  total  gula  (  0,9  dan  0,7%)  dan
termasuk  manitol  dan  inositol  kurang dari  0,50  mg/g  (Afoakwa  dkk,  2013). Gula  total  biji  kakao  kering  diawal fermentasi  perlakuan  kontrol,  A  dan  B berturut  –  turut  yaitu  8,45;    8,45  dan 8,5%  selanjutnya  diakhir  fermentasi berturut  –  turut  yaitu  3,07;    2,60  dan 2,70%.
Tabel 1.  Hasil analisis statistik perubahan kadar gula total, pH, total polifenol, etanol, asam laktat, asam asetat, S. Cerevisiae (FNCC 3056), L. lactis (FNC 0086) dan A. aceti (FNCC0016). Parameter Perlakuan Control A B Kadar gula total (%, bk) 3,07 ± 0,67a 2,60 ± 0,65a 2,70 ± 0,7a Kadar gula reduksi (%, bk) 10,53 ± 0,55a 10,63 ± 0,53a 10,57 ± 0,52a pH biji 4,45 ± 0,17a 4,28 ± 0,2a 4,20 ± 0,2a S. cerevisiae (log cfu/g) 3,55 ± 0,25a 2,30 ± 0,5a 2,22 ± 0,5a L. lactis (log cfu/g) 5,42 ± 0,17a 6,42± 0,6b 6,23± 0,6b A. aceti (log cfu/g) 4,87 ± 0,47a 5,30 ± 0,8b 9,22 ± 0,8b Etanol (%) 0,40 ± 0,30a 0,33 ± 0,7a 0,20 ± 0,5a Asam laktat (%) 2,00 ± 0,17a 1,82 ± 0,9a 1,70 ± 0,3a Asam asetat (%) 5,90± 0,28a 6,32 ± 0,2a 6,80 ± 0,6a Total polifenol (mg asam galat/g) 0,079 ± 0,14a 0,07 ± 0,05a 0,068 ± 0,2a Keterangan :   Huruf  berbeda dibelakang menunjukan beda nyata p<0,05
Hasil rata-rata 3 ulangan analisis
Gula  reduksi  perlakuan  kontrol,  A dan  B  di  awal  fermentasi    berturut  – turut yaitu 3,49, 3,63 dan 3,63%. Setelah 120 jam fermentasi gula reduksi perlakuan  kontrol,  A  dan  B  berturut  – turut yaitu 10,53; 10,63 dan 10,57%.
Derajat keasaman (pH) hasil penelitian  sejalan  dengan  penelitan (Apriyanto  dkk  2017)  dimana  perlakuan kontrol,  A  dan  B  menunjukan  pH  biji kakao kering tidak berbeda nyata seperti terlihat  pada  tabel  1.  pH  biji  kakao kering  pada  seluruh  perlakuan  naik berturut – turut menjadi  4,45, 4,28  dan 4,20 di 120 jam fermentasi.
Populasi S.  cerevisiae,  L.  lactis dan  A.  aceti di  awal  fermentasi perlakuan  kontrol,    A  dan  B  berturut-
turut  5,55;    6,66  dan  4,65  log  (cfu/g); 8,28;  8,58  dan  8,57  log  (cfu/g);  dan 8,66;  6,64  dan  4,67  log  (cfu/g)  diakhir fermentasi berturut – turut 3,55; 5,42 dan 4,87 log (cfu/g), 2,30; 6,42 dan 5,30 log (cfu/g);  2,22;  6,23  dan  9,22  log  cfu/g sejalan  dengan  penelitian  Kresnowati dkk,  (2013),  Kustyawati  dan  Setyani, (2008).  Pada  seluruh  perlakuan  diawal fermentasi  kosentrasi etanol, asam laktat dan  asam  asetat  seluruhnya  0%.  Diakhir fermentasi  perlakuan  kontrol,  A,  dan  B berturut-turut  0,40;  2,00;  dan  5,90  %, 0,33,  1,82  dan  6,32%;  0,20,  1,70  dan 6,80%.  Asam  asetat  merupakan  asam organik  yang  terdifusi  kedalam  keping biji  sehingga  mengakibatkan  aktifnya enzim polifenol oksidase yang
mengoksidasi  polifenol  (Putra  dkk, 2012).
Total  polifenol  perlakuan  kontrol, A  dan  B  diawal  fermentasi  menunjukan berturut  –  turut  yaitu    0,172;  0,178  dan 0,176  (mg  asam  galat/g),  terus  turun sampai  akhir  fermentasi  berturut  –  turut menjadi 0,079, 0,07 dan 0,068 (mg asam galat/g  biji)  (Apriyanto  dan  Umanailo, 2019).

## KESIMPULAN

## Kesimpulan
Mutu  biji  kakao  kering  setelah difermentasi  menunjkkan  hasil  dapat ditingkatkan. Perlakuan B yaitu penambahan  inokulum  secara  bertahap diakhir  fermentasi  menunjukan  mutu lebih baik dibanding perlakuan lainnya.

## Saran
Kosentrasi  penambahan  inokulum mikrobia  secara  tepat  perlu  dikaji  lebih lanjut guna keberhasilan proses fermentasi.  Perlu  dilakukan  penelitian lebih lanjut tentang fermentasi terkendali sekala lebih besar.

## DAFTAR PUSTAKA
Afoakwa,  E.  O.  (2014).  Changes  in Biochemical  and  Physico-chemical Qualities  during  Drying  of  Pulp
Preconditioned and Fermented Cocoa  (Theobroma  cacao)  Beans. Journal  of  Nutritional  Health  & Food Science , 2 (3).
https://doi.org/10.15226/jnhfs.2014. 00121.
Afoakwa,  E.  O.,  Quao,  J.,  Takrama,  J., Budu,  A.  S.,  dan  Saalia,  F.  K. (2013).  Chemical  composition  and physical  quality  characteristics  of
Ghanaian  cocoa  beans  as  affected by pulp pre-conditioning and fermentation. Journal  of  Food Science  and  Technology , 50 (6),
1097–1105. https://doi.org/10.1007/s13197-011- 0446-5 Apriyanto  M  dan  Umanailo,  M.  C.  B. (2019). Decrease polyphenols, ethanol,  lactic  acid,  and  acetic  acid during  fermentation  with  addition of cocoa beans innoculum. International  Journal  of  Scientific and  Technology  Research , 8 (10). 461-465 Apriyanto, Mulono, Sutardi, S., Harmayani,  E.,  dan  Supriyanto,  S. (2016). Perbaikan Proses Fermentasi Biji Kakao Non Fermentasi  dengan  Penambahan Biakan Murni Saccharomyces cerevisiae  ,  Lactobacillus  lactis  , dan Acetobacter aceti . 36 (4). Apriyanto, Mulono, Sutardi, S., Supriyanto,  S.,  dan  Harmayani,  E. (2017).  Amino  acid  analysis  of cocoa fermented by high performance liquid chromatography (HPLC). Asian  Journal  of  Dairy and Food Research . https://doi.org/10.18805/ajdfr.v36i0 2.7962 Apriyanto  Mulono,  Sutardi,  Supriyadi, dan Harmayani, E. (2017). Fermentasi biji kakao kering menggunakan Saccharomycescerevisiae , Lactobacillus  lactis  ,  Acetobacter aceti. AGRITECH , 37 (3),  302–311. https://doi.org/http://doi.org/10.221 46/agritech.17113
Caponio, G. R., Lorusso, M. P., Sorrenti,
G.  T.,  Marcotrigiano,  V.,  Difonzo,
G.,  De  Angelis,  E.,  Portincasa,  P.
(2020).  Chemical  characterization, gastrointestinal motility and sensory evaluation  of  dark  chocolate:  A
nutraceutical  boosting  consumers’ health. Nutrients , 12 (4). https://doi.org/10.3390/nu12040939 Kresnowati,  M.  T.  A.  P.,  Suryani,  L., dan Affifah, M. (2013). Improvement  of  Cocoa  Beans Fermentation by LAB Starter Addition. Journal  of  Medical  and Bioengineering , 2 (4), 274–278.
https://doi.org/10.12720/jomb.2.4.2 74-278. Kustyawati,  M.  E.,  dan  Setyani,  S. (2008). Pengaruh Penambahan Inokulum Campuran terhadap Perubahan  Kimia  dan  Mikrobiologi selama  Fermentasi  Coklat. Jurnal Teknologi Industri Dan Hasil Pertanian , 13 (2), 73–84.
Permana,  I.  D.  G.  M.,  Indrati,  R.,  dan Hastuti,  P.  (2012).  Optimasi  Isolasi Lipase  Indigenous  Biji  Kakao (Theobroma cacao L.) The Optimizing  of  Isolation  of  Cocoa Bean Indogenous Lipase (Theobroma  cacao  L.). Agritech , 32 (01), 27–32. https://doi.org/10.22146/agritech.96 53. Putra,  G.  P.  G.,  Wartini,  N.  M.,  dan A.A.M.  Dewi  Anggreni.  (2012). Karakterisasi Enzim Polifenol Oksidase  Biji  Kakao  (Theobroma cacao Linn.). Agritech , 30 (3), 152– 157.
https://doi.org/10.22146/agritech.9
667