II. TINJAUAN PUSTAKA
A. Pulpa Kakao Secara umum buah kakao terdiri dari empat bagian yaitu kulit, plasenta, pulpa dan biji (Gambar 1). Buah yang matang berkulit tebal dan berisi 30-50 biji yang masing-masing terbungkus oleh pulpa berwarna putih, manis dan berlendir yang sangat bermanfaat dalam proses fermentasi. Bagian dalam biji yang disebut kotiledon, merupakan bagian yang digunakan untuk pembuatan produk kakao setelah melalui proses pengolahan pasca panen.
a. kulit (544.8 gram) b. pulpa (48.0 gram) c. plasenta (-) d. biji (676.5 gram)
Gambar 1. Penampang melintang buah kakao
Yang dimaksud dengan pulpa adalah lapisan yang berwarna putih yang melapisi permukaan biji kakao. Pulpa yang melingkupi biji kakao terdiri dari 80 – 90% air dan 12 – 15% gula, dalam bentuk glukosa dan sukrosa. Gula ini merupakan komponen yang sangat penting untuk pertumbuhan mikroba selama proses fermentasi. Pulpa merupakan lapisan tebal endosperm, yang terdiri dari sel-sel turbular dengan ruangan antar sel yang besar. Pada buah mentah lapisan ini membengkak, akan tetapi pada buah masak lapisan ini lunak dan berlendir. Selama proses fermentasi sel-sel ini mati dan terlepas,
membentuk selaput seperti butir-butir pasta, mudah dilepaskan dari kulit biji (Nasution et al., 1985). Sebelum terjadi proses fermentasi, pH pulpa adalah sekitar 3.5 dan protein serta asam sitrat 1 – 3% (Minifie, 1999). Senyawasenyawa lain yang juga terdapat dalam pulpa kakao adalah kalium, kalsium, magnesium, albuminoids dan lain-lain (Siregar et al., 1989). Komposisi kimia pulpa kakao terdiri dari kandungan air 80 – 90 %, kandungan albuminoid 0.5 – 0.7 %, glukosa 8 – 13 %, pati sedikit, asam yang tidak menguap 0.2 – 0.4 %, besi oksida (Fe2O3) 0.03 %, sukrosa 0.4 – 1.0 %, garam – garam 0.4 – 0.45 % (Nasution et al., 1985).
B. Asam Asetat Asam asetat (CH3COOH) memiliki beberapa nama antara lain asam etanoat, vinegar (mengandung minimal 4 gram asam asetat per 100 larutan), atau asam cuka. Asam asetat merupakan senyawa organik yang mengandung gugus asam karboksilat. Asam asetat yang dikenal dengan nama vinegar merupakan suatu senyawa hasil fermentasi menggunakan bakteri asam asetat, juga merupakan senyawa yang cukup penting dalam pengolahan bahan pangan baik sebagai bumbu maupun sebagai pengawet, penggunaan asam asetat sebagai bumbu antara lain dalam mayonais, saus, acar disebabkan adanya senyawa-senyawa volatil yang menghasilkan flavor dan aroma, sedangkan sebagai pengawet pada kadar 0.1% dapat menghambat pertumbuhan bakteri pembusuk dan bakteri pembentuk spora dan kadar 0.3% dapat menghambat pertumbuhan jamur penghasil mikotoksin
(Luwihana, 1998).
Menurut Irnia dan Hidayat (2001), pembuatan asam asetat dapat dilakukan dengan dua cara, yaitu secara sintesis/khemis dan secara mikrobiologis atau fermentasi, namun demikian cara fermentasi lebih disukai, karena lebih murah, lebih praktis dan resiko kegagalan relatif lebih kecil. Asam asetat merupakan hasil dari dua tahap proses fermentasi, tahap pertama adalah fermentasi gula menjadi alkohol oleh khamir, yang dikenal dengan fermentasi alkohol, sedangkan tahap kedua adalah oksidasi alkohol menjadi asam asetat oleh bakteri, yang dikenal dengan fermentasi asam asetat.
1. Fermentasi Alkohol Fermentasi didefinisikan oleh Amerine et al., (1980) sebagai suatu proses metabolisme yang membawa perubahan kimia terhadap substrat organik melalui kerja enzim yang dihasilkan oleh mikroorganisme. Khamir (ragi roti) dan bakteri (A. aceti) merupakan salah satu mikroorganisme yang berperan aktif dalam proses fermentasi terutama selama proses pemecahan gula menjadi alkohol dan perubahan alkohol menjadi asam asetat. Fermentasi yang dilakukan pada pulpa kakao, akan menghasilkan alkohol dan asam asetat. Kandungan yang terdapat di dalam pulpa kakao, sangat berpengaruh terhadap pembentukan asam selama fermentasi. Selain karbohidrat, komponen lain yang mempunyai peranan penting dalam proses fermentasi antara lain protein, vitamin, lemak dan asam nukleat. Tujuan dari fermentasi pulpa adalah untuk menghasilkan alkohol yang selanjutnya akan digunakan untuk menghasilkan asam asetat. Alkohol merupakan sumber karbon yang diperlukan untuk pertumbuhan sel, tetapi pada kadar tertentu justru menghambat pertumbuhan atau bahkan membunuh sel bakteri asam asetat. Sedangkan asam asetat merupakan produk metabolit yang terbentuknya bergantung pada besarnya populasi bakteri asam asetat dan ketersediaan etanol (Kapti dan Harmayani, 1998). Alkohol diproduksi dengan cara fermentasi dari bahan (medium) yang mengandung sukrosa oleh khamir (Purawisastra, 1994). Alkohol yang dihasilkan selama fermentasi berasal dari pemecahan gula dalam media pulpa kakao. Menurut Reed and Peppler (1973), proses yang terjadi pada fermentasi alkohol adalah perubahan 1 mol gula menjadi 2 mol etanol dan 2 mol CO2. Proses ini menghasilkan senyawa alkohol dan karbondioksida dalam jumlah besar. Glukosa (C6H12O6)
2C2H5OH + 2CO2 + 2 ATP + 5 Kkal
Dari reaksi di atas, 70% energi bebas yang dihasilkan, dilepaskan ke lingkungan sebagai panas dan secara teoritis 51.1% karbohidrat diubah menjadi alkohol dan 48.9% menjadi CO2. Proses fermentasi glukosa
menjadi alkohol, karbondioksida dan hasil sampingannya dibagi menjadi 3 bagian yaitu : 1. Urutan reaksi dari glukosa hingga gliseraldehida-3-fosfat yang merupakan senyawa inti atau utama dalam reaksi. Reaksi ini menggunakan 2 mol ATP dan bukan merupakan reaksi oksidasi reduksi. 2. Reaksi fosfogerilasi tingkat substrat (oksidasi) yang menghasilkan 4 mol ATP dan piruvat. 3. Reaksi reduksi piruvat menjadi hasil utama fermentasi yaitu 2 mol alkohol dan 2 mol CO2. Pada permulaan proses fermentasi, khamir memerlukan oksigen untuk pertumbuhannya sehingga fermentasi terjadi secara aerob. Setelah terbentuk CO2, reaksi akan berubah menjadi anaerob. Apabila terdapat udara pada proses fermentasi, maka alkohol yang dihasilkan lebih sedikit karena terjadi respirasi yang mengakibatkan terjadinya konversi gula menjadi karbondioksida (CO2) dan air (H2O).
2. Fermentasi Asam Asetat Hampir semua bahan yang mengandung alkohol, gula, pati, serta adanya sejumlah kecil unsur nitrogen, dapat dibuat menjadi asam asetat atau vinegar. Vinegar adalah cairan yang diperoleh melalui fermentasi alkohol dan dilanjutkan dengan fermentasi asam asetat. Fermentasi asam asetat bertujuan untuk menghasilkan produk asam asetat. Terbentuknya asam asetat diawali dengan fermentasi alkohol oleh khamir yang berlangsung dalam keadaan mikroaerofilik yang selanjutnya fermentasi asam asetat oleh A. aceti dalam keadaan aerob. Persamaan reaksi dari proses fermentasi tersebut adalah sebagai berikut : (1) Fermentasi Alkohol : C6H12O6 + Ragi roti glukosa
2 C2H5OH + 2CO2 alkohol
(2) Fermentasi Asam Asetat : C2H5OH + O2 alkohol
CH3COOH + H2O asam asetat
Produksi asam asetat merupakan proses oksidasi tidak sempurna, dimana daya reduksi dipindahkan ke molekul oksigen. Pada tahap pertama terjadi oksidasi dari alkohol menjadi asetaldehida dengan bantuan enzim alkohol dehidrogenase. Kemudian terjadi hidrasi menjadi asetaldehida hidrat dan oksidasi kedua oleh asetaldehida dehidrogenase menjadi asam asetat (Effendi, 2002). Menurut Effendi (2002), dengan atau tanpa penambahan urea pada fermentasi substrat limbah cair pulpa kakao (kadar gula 12.63%) oleh Saccharomyces cerevisiae R60 (10% v/v), waktu fermentasi selama 48 jam diperoleh kadar etanol rata-rata 5.3%. Pada fermentasi lebih lanjut dengan Acetobacter aceti B127 dengan kecepatan pengadukan 400 rpm diperoleh asam asetat dengan kadar 4.24 %. Menurut Anonim (2008), Kegunaan asam asetat atau vinegar adalah sebagai berikut : 1. Produksi polimer seperti polietilena tereftalat, selulosa asetat, dan polivinil asetat, maupun berbagai macam serat dan kain. 2. Pengatur keasaman pada industri makanan 3. Pelunak air dalam rumah tangga 4. Minuman fungsional misal: cuka apel 5. Sebagai bahan baku untuk pembuatan vinil asetat, selulosa asetat, asetat anhidrit, ester asetat, garam asetat.
C. Mikroorganisme Yang Berperan Dalam Fermentasi 1. Khamir Khamir atau yang sering disebut juga ragi atau yeast adalah mikroorganisme bersel tunggal, berbentuk bulat atau bulat telur atau bulat panjang membentuk pseudomisellium (Frazier, 1977). Selain itu khamir atau ragi dapat diartikan sebagai jasad renik sejenis jamur yang berkembang biak dengan sangat cepat dan yang mampu mengubah pati dan gula menjadi karbondioksida dan alkohol. Ragi roti merupakan kelompok khamir paling utama, yang secara komersial banyak dimanfaatkan oleh manusia. Ragi roti dianggap
Thank you for evaluating AnyBizSoft PDF Password Remover. With the trial version, only the first 5 pages of each file can be exported.
To get all the pages exported, you need to purchase the software from
http://www.anypdftools.com/buy/buy-pdf-password-remover.html
