Mikroorganisme pada Proses Fermentasi Biji Kakao

Mikroorganisme pada Proses Fermentasi Biji Kakao

          Secara umum mikroorganisme yang tumbuh pada pulp dan memegang peranan penting dalam proses fermentasi biji kakao adalah ragi dan bakteri. Jenis ragi yang tumbuh pada fermentasi kakao berbeda-beda tergantung pada faktor geografis, waktu fermentasi dan varietas kakao yang diolah. Populasi mikroba yang tumbuh selama proses fermentasi yaitu ragi, bakteri asam laktat dan bakteri asam asetat (Schwan et al., 1995).

1. Ragi

          Jenis ragi yang sering ditemukan adalah Saccharomyces cerevisiae, Elipsoideus, Saccharomyces sp., Picjia fermentans, Torulopsis sp., Koeckera spiculata, dan  Hansenula anomal I. Ragi ini menyebabkan proses fermentasi alkohol serta menghasilkan karbondioksida dan panas, selain itu juga berfungsi melepaskan pulp (Away, 1989).

          Kegiatan ragi dominan pada 24 jam pertama, kadar alkohol maksimum yang dapat dicapai sekitar 3,7%. Dengan meningkatnya kadar alkohol yang dihasilkan maka jumlah ragi akan menurun karena pertumbuhannya dihambat oleh alkohol yang bersifat sebagai desinfektan. Setelah 48 jam fermentasi dapat dikatakan tidak terdapat lagi ragi (Nurhidayat, 1984).

            Dalam proses fermentasi, Schwan et al. (1997), Jespersen et al. (2005), dan Galvez (2006) menekankan pentingnya populasi jamur yang akan membantu mendegradasi pulp dengan bantuan enzim pektinolitik. Ardhana & Fleet (2003) memiliki kesimpulan tambahan, bahwa khusus proses fermentasi di Indonesia, fungi berfilamen (ragi) diduga memiliki kontribusi yang juga signifikan dalam proses fermentasi kakao.

          Genus yang pertama disebutkan berperan dalam proses konversi sukrosa, glukosa, dan fruktosa pada pulp menjadi etanol, serta menyediakan alkohol untuk dimanfaatkan oleh bakteri asam asetat (Ardhana & Fleet, 2003).

Tabel 1. Ragi yang diisolasi dari fermentasi biji kakao di empat negara (Schwan                               &Wheals, 2004).

Brazil	Ghana	Malaysia	Belize
Candida bombi	Candida spp	Candida spp	Candida spp
Candida pelliculosa	Hansenula spp	Debaryomyces spp	C. boidinii
Candida rugospelliculosa	Kloeckera spp	Hanseniaspora spp	C. cacoai
Kloeckera apiculata	Pichia spp	Kloeckera spp	C. guilliermondii
Kluyveromyces marsiamus	Saccharomyces spp	Rhodotorula spp	C. intermedia
Kluyveromyces thermotolerans	Saccharomycopsis spp	Saccharomyces spp	C. krusei
S. cerevisiae var. chevalieri	Schizosaccharomyces spp	Torulopsis spp	Kloeckera apis
S. cerevisiae	Torulopsis spp		S. cerevisiae
Torulaspora pretoriensis			S. chevalieri

2. Bakteri asam laktat (BAL)

 Bakteri asam laktat tumbuh pada 36 jam setelah puncak produksi etanol, dimana populasi ragi menurun. Puncak produksi asam laktat terjadi pada hari kedua (Ostovar & Keeney, 1973).  

          Jenis bakteri asam laktat yang sering ditemukan dalam fermentasi kakao adalah L. fermentum, L. plantarum, L. lactis, L. mesenteroides, L. cellobiosus dan Lactococcus (Streptococcus) lactis (Passos et al, 1984 ). L. plantarum  dan L. cellobiosus merupakan spesies bakteri asam laktat yang ditemukan di Indonesia selama proses fermentasi kakao (Ardhana, 1990).

Tabel 2.  Bakteri asam laktat yang diisolasi dari fermentasi biji kakao di empat                        negara (Schwan &Wheals, 2004).

Brazil	Ghana	Malaysia	Belize
Acetobacter aceti subsp. Liquefaciens A. peroxydans Gluconobacter oxydans subps. Suboxydans	A. ascendens A. xylinum G. oxydans	A. lovaniensis A. xylinum G. oxydans	Acetobacter spp. G. oxydans

         

3. Bakteri asam asetat (BAA)

Setelah banyak pulp yang dimetabolisme dan kondisi menjadi aerobik. Populasi BAL menurun dan populasi BAA meningkat seiring dengan meningkatnya aerasi. Dua genus BAA adalah Acetobacter dan Gluconobacter yang telah diisolasi dari biji kakao. Acetobacter lebih sering muncul daripada Gluconobacter. Populasi BAA meningkat 80-90% dari total mikroflora setelah 2 hari fermentasi. . Dengan adanya bakteri asam asetat maka, maka alkohol diubah menjadi asam asetat, air, dan menyebabkan kenaikan suhu pada biji 45^o-50^oC. Setelah semua etanol dioksidasi, suhu pada biji menurun drastis. Asam asetat pada saat fermentasi berfungsi mematikan embrio pada biji (Thompson et al., 2001; Nurhidayat, 1984).

Tabel 3.  Bakteri asam asetat yang diisolasi dari fermentasi biji kakao di empat   negara (Schwan &Wheals, 2004).

Brazil	Ghana	Malaysia	Belgia
A. peroxydans	A. rancens	A. rancens	Acetobacter spp
Gluconobacter oxydans subsp. suboxydans	A. xylinum	A. xylinum
Acetobacter pasteurianus	A. ascendens	A. lovaniensis	Gluconobacter oxydans
	Gluconobacter oxydans	Gluconobacter oxydans

Read more »

Pengolahan Kakao

          Beberapa faktor penyebab mutu kakao beragam yang dihasilkan adalah minimnya sarana pengolahan, lemahnya pengawasan mutu serta penerapan teknologi pada seluruh tahapan proses pengolahan biji kakao rakyat yang tidak berorientasi pada mutu (Kadin, 2007). Sehingga menyebabkan harga biji kakao Indonesia relatif rendah dan dikenakan potongan harga dibandingkan dengan harga produk sama dari negara produsen lain, padahal Indonesia merupakan Negara penghasil kakao terbesar ketiga di dunia.

Tabel 2.3 Negara–negara penghasil kakao terbesar dunia dalam satuan persen hingga tahun 2007 (ICCO, 2004 ; Suryani & Zulfebriansyah, 2007).

No.	Negara	Tahun
		2001	2004	2007
1.	Pantai Gading	44.2	38.3	38.3
2.	Ghana	11.9	18.6	20.2
3.	Indonesia	15.9	14.3	13.6
4.	Kamerun	4.6	4.5	5.1
5.	Nigeria	6.4	5.5	4.9
6.	Brazil	4.3	5.5	4.9
7.	Ekuador	2.8	2.8	3.1
8.	Lainya	9.8	10.2	10.4

             Dari data tersebut terlihat jelas konsistensi Indonesia sebagai negara pengahsil kakao terbesar, oleh karena itu perlu strategi yang tepat pada  proses pengolahan biji kakao, sehingga menghasilkan biji yang berkualitas baik. Beberapa tahapan pengolahan kakao meliputi, pemeraman buah, pemecahan buah, fermentasi, perendaman dan pencucian, pengeringan, sortasi biji, pengemasan dan penyimpanan biji (Pusat Data dan Informasi Departemen Perindustrian, 2007).

Read more »

Kakao

2.1     Tanaman Kakao

2.1.1  Sejarah kakao

Buah Kakao

          Kakao (T. cacao) merupakan satu-satunya spesies diantara 22 jenis dalam genus Theobroma yang diusahakan secara komersial. Tanaman ini diperkirakan berasal dari lembah Amazon di Benua Amerika yang mempunyai iklim tropis. Colombus dalam pengembaraan dan petualangannya di benua menemukan dan membawanya ke Spanyol (Poedjiwidodo, 1996).

2.1.2  Taksonomi kakao

Kakao merupakan tumbuhan berwujud pohon yang berasal dari Amerika Selatan. Dari biji tumbuhan ini dihasilkan produk olahan yang dikenal sebagai cokelat. Kakao merupakan tumbuhan perennial berbentuk pohon, di alam dapat mencapai ketinggian 8-10 m. Pohon kakao dapat tumbuh pada daerah-daerah yang berada pada 10°C LS, dengan curah hujan 1-5 L/mm² per tahun, dengan temperatur 18-32°C. (Pusat Penelitian Kopi dan Kakao Indonesia, 2008).

     Klasifikasi ilmiah kakao antara lain:

Dunia              : Plantae

Divisi               : Spermatophyta

Sub divisi        : Angiospermae

Kelas               : Dicotyledoneae

Sub kelas         : Dialypetaleae

Bangsa            : Malvales

Suku                : Sterculiaceae

Marga              : Theobroma

Jenis                : Theobroma cacao L.

(Pusat Penelitian Kopi dan Kakao Indonesia, 2008).

2.2     Manfaat Kakao

          Kakao adalah bahan baku dari cokelat , dimana cokelat mengandung jumlah lemak dan gula yang tinggi, namun telah dilaporkan dapat memberikan kontribusi positif untuk kesehatan karena mengandung antioksidan dan flavonoid seperti katekin, epikatekin, prosianidin serta polifenol yang  membantu  kesehatan vaskular, mencegah penuaan dini, membangkitkan mood , meningkatkan fungsi pembuluh darah, melindungi sel darah merah dari lisis dan kerusakan oksidatif yang erat hubungannya dengan aktivitas antioksidan yang tinggi (Engler et al., 2004; Kusumaningtiyas, 2008; Wanti, 2008).

2.3     Karakterisasi Tanaman Kakao

2.3.1 Klasifikasi tanaman kakao (T. cacao)

          Klasifikasi tanaman kakao yang bijinya dapat dimanfaatkan menjadi cokelat terbagi menjadi tiga macam, yaitu:

a)      Criollo

         Criollo berasal dari daerah Amerika Tengah, Kepulauan Karibia, dan sebagian kecil bagian utara Amerika Selatan. Keunggulannya terletak pada kompleksitas rasa namun lembut dengan rasa cokelat klasik yang rendah, tetapi sangat kaya pada secondary note dengan jejak yang bertahan lama di mulut. Sayangnya, criollo kini sudah sangat sulit ditemukan dan hanya menghasilkan buah yang sedikit jumlahnya. Kalaupun ada, harganya sangat mahal di pasar kakao (Prihantoro, 2008).

b)      Forastero

          Forastero dapat dikatakan sebagai pohon kakao industri. Karena lebih tahan akan tuntutan lingkungan sekitarnya, jenis ini sangat mudah ditemukan diberbagai negara yang memiliki iklim tropis. Selain itu varietas ini sangat produktif menghasilkan buah kakao. Hanya saja, kualitasnya kalah dibandingkan dengan criollo. Bijinya memiliki karakter rasa khas cokelat sangat kuat (Reyhan, 2008). Forastero secara fisik memiliki ciri kulit berwarna hijau pada saat muda dan kuning pada saat matang dengan kulit yang tebal, serta menghasilkan biji cokelat yang mutunya sedang atau dikenal juga sebagai ordinary cocoa (Wanti, 2008).

c)      Trinitario

      Trinitario adalah perkawinan criollo dan forastero yang terjadi secara alami. Jenis ini memiliki “kekuatan fisik” forastero dan inner beauty dari criollo. Nama trinitario diberikan  karena tanaman ini berasal dari Trinidad (Reyhan, 2008). Warna buah kakao pada dasarnya ada dua macam, yaitu (Smanda, 2008):            -buah muda berwarna hijau putih dan bila masak menjadi berwarna kuning
            -buah muda yang berwarna merah setelah masak menjadi oranye

2.3.2 Komposisi kimia biji kakao

Biji Kakao

Pada biji kakao terdapat karbohidrat misalnya pati, rafinosa, sukrosa, glukosa dan fruktosa. Serat pangan yang terdapat di dalam biji antara lain pentosan, galaktan, dan selulosa. Karbohidrat bersama-sama dengan asam amino berkontribusi pada pengembangan flavor melalui degradasi gula saat proses pemanasan (reaksi Maillard). Asam amino yang terdapat dalam biji kakao misalnya asam aspartat, glisin dan lisin. Secara umum kandungan kimia buah kakao terlihat pada Tabel 2.1 (Minifie, 1999).

Menurut Misnawi et al. (2002), biji kakao yang difermentasi mengandung kadar polifenol sekitar 50-100 g/kg, sedangkan biji kakao non fermentasi mengandung polifenol yang lebih tinggi dibandingkan dengan biji kakao fermentasi, yaitu sekitar 120-180 g/kg. Keberadaan polifenol pada konsentrasi yang tinggi dalam kakao memberi pengaruh negatif terhadap citarasa, berupa rasa sepat dan pahit yang berlebihan serta menghambat pembentukan komponen-komponen aroma selama proses penyangraian biji kakao (Misnawi et al., 2004).

Tabel 2.1 Komponen dan komposisi biji kakao (Law et al., 2009)

Komponen		Komposisi (%)
Pulp	Air	80- 87
	Gula	10-13
	Pentosa	2-3
	Asam sitrat	1-2
	Garam	7-10
Kotiledon	Air	32-39
	Selulosa	2-3
	Pati	4-6
	Pentose	4-6
	Sukrosa	2-3
	Lemak	30-32
	Protein	8-10
	Teobromin	2-3
	Kafein	1
	Asam	1
	Polifenol	5-6

            Sejumlah polifenol golongan flavonoid terdapat dalam biji kakao, termasuk di dalamnya katekin, epikatekin dan antosianin (Minifie, 1999). Flavonoid adalah komponen yang memiliki berat molekul rendah, dan pada dasarnya adalah phenylbenzopyrones (phenylchromones) dengan berbagai variasi pada struktur dasarnya, yaitu tiga cincin utama yang saling melekat. Struktur dasar ini terdiri dari dua cincin benzena (A dan B) yang dihubungkan melalui cincin heterosiklik piran atau piron (dengan ikatan ganda) yang disebut cincin ”C” (Middleton et al ., 2000). Hal ini dipertegas lagi oleh Miean dan Mohamed (2001) bahwa struktur flavonoid adalah rangkaian cincin karbon CCC. Struktur inilah yang membuat senyawa fenolik cenderung mudah larut dalam pelarut organik atau air (Kusumaningtiyas, 2008).

Read more »