II. TINJAUAN PUSTAKA. Tanaman kakao ( Theobroma cacao L.) adalah salah satu tanaman perkebunan

Transkripsi

1 7 II. TINJAUAN PUSTAKA 2.1 Tanaman Kakao Tanaman kakao ( Theobroma cacao L.) adalah salah satu tanaman perkebunan yang dikembangluaskan dalam rangka peningkatan sumber devisa negara dari sektor non migas. Tanaman kakao merupakan salah satu anggota genus Theobrama dari familia Sterculaieeae ini banyak dibudidayakan karena memiliki nilai ekonomis dari buah dan bijinya. Secara botani, sistematika tanaman kakao adalah sebagai berikut : Divisio Subdivisio Kelas Ordo Familia Genus : Spermatophyta : Angiospermae : Dicotyledoneae : Malvales : Sterculiaceae : Theobroma Spesies : Theobroma cacao L. Sejak fase pembuahan sampai menjadi buah dan matang, kakao memerlukan waktu sekitar 5 bulan. Buah matang dicirikan oleh perubahan warna kulit buah dan biji yang lepas dari kulit bagian dalam. Bila buah diguncang, biji biasanya

2 8 berbunyi. Keterlambatan waktu panen akan berakibat pada berkecambahnya biji di dalam. Buah kakao yang masak berisi sekitar biji yang terbungkus oleh lapisan lendir (Departemen Pertanian, 2011 dalam Darmawan, 2014 ). Buah kakao terdiri atas 4 bagian, yaitu kulit, plasenta, pulp serta biji. Biji terdiri atas 2 bagian, yaitu kulit biji (testa) dan keping biji. Keping biji merupakan bagian terbesar dari biji yaitu 86-90%, sisanya merupakan kulit biji mencapai10-14%. Pulp merupakan lapisan lendir dari biji kakao terdiri atas 80-90% air, dan gula4-8%. Komposisi pulp yang demikian merupakan media pertumbuhan yang baik bagi mikroorganisme (Ambardini, 2009). Tahapan-tahapan dalam penanganan pasca panen kakao meliputi : pemetikan, pengupasan/pemecahan kulit buah, fermentasi, perendaman dan pencucian, pengeringan dan penyimpanan merupakan tahapan penting dalam pengolahan untuk memperoleh biji kakao yang bermutu baik (Siswoputranto, dalam Susanti, 2012). Biji kakao yang tidak difermentasi warnanya lebih pucat bila dibandingkan dengan biji yang difermentasi. Adapun yang tidak mengalami fermentasi warnanya keunguan, sedangkan yang mengalami fermentasi sempurna warnanya coklat bukan ungu. Fermentasi akan mempermudah pengeringan dan menghancurkan lapisan pulp yang mendekat pada biji. Pada proses fermentasi lembaga di dalam biji kakao juga akan mati (Nuraeni, 1995 dalam Susanti, 2012). 2.2 Fermentasi Biji Kakao Fermentasi adalah salah satu bagian dari bioteknologi yang menggunakan mikroorganisme sebagai pemeran utama dalam suatu proses. Fermentasi secara

3 9 teknik dapat didefenisikan sebagai suatu proses oksidasi aerob atau partikel anaerob dari karbohidrat dan menghasilkan alkohol serta beberapa asam. Hasil fermentasi diperoleh sebagai akibat metabolisme mikroba pada suatu bahan pangan dalam keadaan anaerob ataupun dalam keadaan aerob. Hasil penguraian adalah energi, CO 2, air dan sejumlah asam organik lainnya seperti etanol, asam asetat, dan asam laktat (Pairunan, 2009). Fermentasi biji kakao akan menghasilkan prekursor cita rasa, mencokelathitamkan warna biji, mengurangi rasa pahit, asam, manis dan aroma bunga, meningkatkan aroma kakao dan kacang ( nutty), dan mengeraskan kulit biji menjadi seperti tempurung. Biji yang tidak difermentasi tidak akan memiliki senyawa prekursor tersebut sehingga cita rasa dan mutu biji sangat rendah (Litbang Surabaya, 2013). Keberadaan asam sitrat membuat lingkungan di sekitar pulp menjadi asam sehingga akan menginisiasi pertumbuhan ragi dan terjadi fermentasi secara anaerob. Fermentasi aerob diinisiasi oleh bakteri asam laktat dan bakteri asam asetat. Produk fermentasi yang dihasilkan yaitu etanol, asam laktat, dan asam asetat yang akan berdifusi ke dalam biji dan membuat biji tidak berkecambah. Selama proses fermentasi terjadi pula aktivitas enzimatik, enzim yang terlibat adalah endoprotease, aminopeptidase, karboksipeptidase, invertase (kotiledon dan pulp), polifenol oksidase dan glikosidase. Enzim-enzim ini berperan dalam pembentukan prekursor cita rasa dan degradasi pigmen selama fermentasi. Prekursor cita rasa yang berupa asam amino, peptida dan gula pereduksi akan

4 10 membentuk komponen cita rasa di bawah reaksi Maillard (reaksi pe ncoklatan non-enzimatis) selama penyangraian (Litbang Surabaya, 2013). Fermentasi biji kakao pada dasarnya mempunyai dua tujuan, yaitu untuk menghancurkan lapisan berlendir yang menyelimuti keping biji ( pulp), dan mengusahakan kondisi untuk terjadinya reaksi dalam keping biji selama proses fermentasi. Pulp yang hancur oleh kegiatan mikroorganisme yang berasal dari lingkungan akan lepas dari keping biji hingga keping biji kakao menjadi bersih dan cepat kering setelah dilakukan pencucian. Reaksi kimia dan biokimia dalam keping biji dimaksudkan untuk pembentukan prekursor flavor dan warna (Haerani, 2012 dalam Darmawan, 2014) Menurut Febrianto (2009), ada dua macam proses yang terjadi selama dilakukan fermentasi pada biji kakao yaitu fermentasi eksternal dan fermentasi internal. Fermentasi eksternal adalah fermentasi yang terjadi di luar keping biji kakao dan bertujuan untuk menghilangkan pulp dan meniadakan daya hidup dari biji. Sedangkan fermentasi internal adalah fermentasi yang terjadi dalam keping biji kakao dan bertujuan untuk pembentukan calon pembentukan calon (flavor) warna, rasa, aroma, serta menghilangkan rasa pahit. Fermentasi kakao yang telah selesai biasanya ditandai atau dapat diketahui, antara lain : pulp mudah dibersihkan dari kulit biji, kulit biji berwarna coklat, dan bau asam cuka sangat jelas. Biji-biji kakao yang belum cukup mengalami fermentasi warna pulp-nya putih, kulit biji belum berwarna coklat, dan baunya masih berbau

5 11 alkohol. Fermentasi berfungsi memberi warna dan aroma yang lebih bagus jika dibandingkan kakao yang tanpa fermentasi (Sewet, 2004). 2.3 Ragi (Saccharomyces cerevisiae) Saccharomyces adalah genus dalam kerajaan jamur yang mencakup banyak jenis ragi. Saccharomyces berasal dari bahasa Latin yang berarti gula jamur. Banyak anggota dari genus ini dianggap sangat penting dalam produksi makanan. Salah satu contoh adalah S. cerevisiae, yang digunakan dalam pembuatan tempe, anggur, roti, dan bir. Anggota lain dari genus ini termasuk S. bayanus yang digunakan dalam pembuatan anggur, dan S. boulardii yang digunakan dalam obatobatan (Supriyanto, 2010). Jamur S. cerevisiae, atau di Indonesia lebih dikenal dengan nama jamur ragi, telah memiliki sejarah yang luar biasa di industri fermentasi. Karena kemampuannya dalam menghasilkan alkohol inilah, S. cerevisiae disebut sebagai mikroorganisme aman yang paling komersial saat ini. Dengan menghasilkan berbagai minuman beralkohol, mikroorganisme tertua yang dikembangbiakkan oleh manusia ini memungkinkan terjadinya proses bioteknologi yang pertama di dunia. Seiring dengan berkembangnya genetika molekuler, S. cerevisiae juga digunakan untuk menciptakan revolusi terbaru manusia di bidang rekayasa genetika. S. cerevisiae yang sering mendapat julukan sebagai super jamur telah menjadi mikroorganisme frontier di berbagai bioteknologi modern (Ishmayana dkk., 2011). S. cerevisiae adalah jamur bersel tunggal yang telah memahat milestones dalam kehidupan dunia. Jamur ini merupakan mikroorganisme pertama yang

6 12 dikembangbiakkan oleh manusia untuk membuat makanan (se bagai ragi roti, sekitar 100 SM Romawi kuno) dan minuman (sebagai jamur fermentasi bir dan anggur, sekitar 7000 SM di Assyria, Caucasia, Mesopotamia, dan Sumeria). Di Indonesia sendiri, jamur ini telah melekat dalam kehidupan sehari-hari. Nenek moyang kita dan hingga saat ini kita sendiri menggunakannya dalam pembuatan makanan dan minuman, seperti tempe, tape, dan tuak (Supriyanto, 2010). S. cerevisiae yang penting dalam pembuatan roti karena memiliki sifat dapat memfermentasikan maltosa secara cepat ( lean dough yeast), memperbaiki sifat osmotolesance (sweet dough yeast), rapid fermentation kinetics, freeze dan thaw tolerance, dan memiliki kemampuan memetabolisme substrat. Pemakaian ragi dalam adonan sangat berguna untuk mengembangkan adonan karena terjadi proses peragian terhadap gula, memberi aroma (alkohol). S. cerevisiae juga telah digunakan dalam beberapa industri lainnya (Ishmayana dkk., 2011). 2.4 Pembalikan (Aerasi) Pada proses fermentasi yang dibutuhkan adalah menyediakan aerasi yang cukup untuk produksi panas, serta menjaga agar panas tetap konstan. Perkembangan temperatur dan keasaman selama proses fermentasi tergantung akan aerasi pada kakao yang difermentasi. Potensi citarasa akan meningkat jika peningkatan temperatur terjadi secara perlahan (Rohan, 1963). Walaupun perubahan temperatur tergantung terhadap kondisi aerasi dari massa kakao yang difermentasi (Rohan, 1963).

7 13 Fermentasi kakao membutuhkan udara, reaksi oksidasi membutuhkan oksigen untuk kelangsungannya. Sebagian kebutuhan tersebut digunakan pada beberapa hari terakhir fermantasi. Panas yang timbul selama fermentasi mengalir ke atas melalui lubang-lubang atau rongga yang ada pada tempat fermentasi. Untuk meningkatkan aerasi di dalam wadah, pengadukan memegang peranan yang penting. Frekuensi dari pengadukan berbeda dari satu daerah ke daerah lainnya. Ada banyak variasi pengadukan, yaitu : dari tidak sama sekali, pengadukan satu kali sehari, hingga dua kali sehari. Senanayake dkk. (1997) menunjukkan bahwa tidak terdapat hubungan yang langsung antara titik tertinggi temperatur selama fermentasi dengan frekuensi pengadukan. Temperatur dari massa kakao menurun jika interval antara pengadukan ditingkatkan. Namun pengadukan yang sering di awal pada tahapan fermentasi memiliki keuntungan untuk meningkatkan temperatur di dalam media fermentasi akibat meningkatnya aerasi. Peningkatan temperatur di dalam media fermentasi meningkatkan aktivitas bakteri asam asetat. Wood (1985) melaporkan bahwa di Pantai Gading dan Kamerun, pengadukan dilakukan satu kali atau dua kali sehari. Metode pengadukan pada saat fermentasi juga memegang peranan penting pada saat fermentasi berlangsung demi terciptanya panas yang stabil. Adapun metode pengadukan yang dilakukan yaitu pengadukan sentrifugal (aduk) dan pengadukan sentrifugal serta pembalikan/tukar wadah (aduk balik). Pengadukan aduk dilakukan dengan cara mengaduk biji kakao di dalam wadah fermentasi secara sentrifugal (berputar). Adapun kelemahan yang dihasilkan dengan metode pengadukan aduk yakni tidak

8 14 meratanya pengadukan yang dihasilkan, sehingga panas yang dihasilkan pada fermentasi tidak stabil. Sedangkan pada metode pengadukan aduk balik dilakukan pengadukan secara berputar (sentrifugal) dan seterusnya dilakukan pertukan wadah. Kelebihan dari metode pengadukan balik, terjadinya pengadukan yang lebih merata sehingga juga dapat dihasilkan panas yang lebih stabil. Interval pengadukan dan cara pengadukan selama proses fermentasi merupakan hal yang masih perlu diteliti lebih lanjut untuk mendapatkan kesempurnaan fermentasi biji kakao. 2.5 Mutu Teknis Biji Kakao Standar mutu teknis biji kakao diatur oleh Badan Standarisasi Nasional (2002) melalui SNI , antara lain meliputi : a. Kadar air Kadar air bahan menunjukkan banyaknya kandungan air per satuan bobot bahan, dalam hal ini terdapat dua metode untuk menentukan kadar air bahan tersebut yaitu berdasarkan bobot kering ( dry basis) dan berdasarkan bobot basah. Air bebas membantu terjadinya proses kerusakan bahan makanan sedangkan air lainnya tidak, maka dari itu kadar air bukan merupakan parameter mutlak untuk dapat dipakai meramalkan kerusakan bahan makanan. Biji kakao yang kadar airnya tinggi mudah diserang oleh serangga dan jamur dan dapat menimbulkan kerusakan yang tidak dapat diperbaiki lagi. Kadar air biji kakao ditentukan oleh cara pengeringan dan penyimpanannya. Kadar air biji kakao hasil pengeringan sebaiknya antara 6-7%, namun kadar air yang terlalu

9 15 rendah yaitu dibawah 5%, juga tidak baik karena biji kakao menjadi sangat mudah rapuh. Jika lebih dari 8%, yang turun bukan hanya hasil rendemennya saja tetapi juga berisiko terhadap serangan bakteri dan jamur (Haerani, 2012). Pada produk terjadi pengurangan air yang disebabkan karena penguapan. Penguapan terjadi karena adanya perbedaan tekanan uap air dalam bahan dengan tekanan uap air dalam udara sekitar bahan.tekanan uap air dalam udara akan udara semakin kecil bila udara bersuhu semakin tinggi. Jadi bila udara suhunya makin tinggi maka penguapan berlangsung cepat (Haerani, 2012). b. Biji tidak terfermentasi Biji tidak terfermentasi adalah biji kakao yang mengering sebelum terjadi fermentasi. Biji kakao tidak terfermentasi ditandai dengan adanya separuh atau lebih permukaan irisan keping biji berwarna keabu-abuan seperti sabak atau biru keabu-abuan dan bertekstur padat dan pejal seperti keju (pada kakao lindak), adanya biji ungu atau biji yang tidak terfermentasi yang memperlihatkan ¾ atau lebih permukaan irisan keping biji berwarna ungu, bertekstur padat dan pejal, serta adanya biji putih kotor atau ungu muda yang memperlihatkan separuh atau lebih permukaan irisan keping biji berwarna putih kotor dan bertekstur padat dan pejal seperti keju (pada kakao mulia). c. Biji berkecambah Biji berkecambah adalah biji kakao yang kulitnya telah pecah atau berlubang karena adanya pertumbuhan lembaga. Jika biji berkecambah maka kualitas kimia dari biji tersebut akan menurun seperti kadar lemak dan kadar polifenol.

10 16 d. Biji berkapang Biji berkapang adalah biji kakao yang ditumbuhi kapang di bagian dalamnya dan apabila dibelah kapang tersebut dapat dilihat dengan mata. Kapang pada biji kakao dapat menyebabkan pembusukan karena aktivitas perombakan karbohidrat yang dilakukannya. e. Berat biji per 100 butir Berat biji per 100 butir adalah salah satu penentu kualitas biji kakao dimana konsumen atau industri pengolahan menghendaki biji seragam. Semakin tinggiberat biji per 100 butir berarti semakin baik kualitas biji kakao tersebut karena ukurannya lebih besar. Tabel 1. Spesifikasi Persyaratan Mutu Biji Kakao No. Karateristik Mutu I Mutu II Mutu III 1 Kadar air % (b/b) Maks 7,5 7,5 > 7,5 2 Berjamur % (b/b) Maks 3 4 > 4 3 Tidak terfermentasi % (b/b) Maks 3 8 > 8 4 Berserangga, hampa, berkecambah % (b/b) Maks 3 6 > 6 5 Biji pecah % (b/b) Maks Benda asing % (b/b) Maks Sumber: SNI

11 17 Table 2. Standarisasi Mutu Coklat Indonesia Kriteria Bentuk biji Mutu A B C D Bulat, lonjong Sedikit Keriput Pecah-pecah penuh, tebal berlekuk-lekuk 1cm, panjang 1,5cm, dan lebar 1,5cm Warna biji Coklat rata dan cerah Coklat rata dan cerah atau coklat muda Coklat rata dan cerah coklat muda Bercampur hitam Bau biji Khas coklat Khas coklat Khas coklat Khas coklat Kadar air (b/b) maks Kadar lemak (b/b) min 8% 8% 8% 8% Sumber : SNI