PEMANFAATAN PULPA KAKAO UNTUK MEMPRODUKSI ASAM ASETAT DENGAN MENGGUNAKAN RAGI ROTI DAN AERASI MARGARETHA HAUMASSE

PEMANFAATAN PULPA KAKAO UNTUK MEMPRODUKSI ASAM ASETAT DENGAN MENGGUNAKAN RAGI ROTI DAN AERASI MARGARETHA HAUMASSE SEKOLAH PASCASARJANA INSTITUT PERTANIAN BOGOR BOGOR 2009

PERNYATAAN MENGENAI TESIS DAN SUMBER INFORMASI Dengan ini saya menyatakan bahwa tesis Pemanfaatan Pulpa Kakao Untuk Memproduksi Asam Asetat Dengan Menggunakan Ragi Roti Dan Aerasi adalah karya saya dengan arahan dari komisi pembimbing dan belum diajukan dalam bentuk apapun kepada perguruan tinggi manapun. Sumber informasi yang berasal atau dikutip dari karya yang diterbitkan maupun tidak diterbitkan dari penulis lain telah disebutkan dalam teks dan dicantumkan dalam Daftar Pustaka di bagian akhir tesis ini. Bogor, Januari 2009 Margaretha Haumasse NIM F051060011

ABSTRACT MARGARETHA HAUMASSE. Cacao Pulp Exploitation to Produce Acetic Acid Using Yeast and Aeration. Under the direction of I WAYAN BUDIASTRA and SUROSO Cacao is one of important export commodity for Indonesia. Most of exported cacao is in the form of cacao nut. Cacao processing from the fruit to cacao nut produced pulp. The cacao pulp might be processed to acetic acid since the pulp contains some sugar. The general objective of this research is to increase the cacao pulp process to produce acetic acid. The specific objective of research is to study the influence of sugar and yeast concentration to the production of alcohol and influence of aeration to the production of acetic acid from cacao pulp. The results showed that the sugar concentration of 15% and bread yeast of 20% could produce alcohol level of 10%, the minimum level for producing acetic acid. The optimum time of fermentation to produce alcohol level is 12 days. The highest acetic acid is obtained (4.31 %) with aeration treatment of 14 days. Key words: Cacao pulp, alcohol content, acetic acid contents, aeration treatment, yeast

RINGKASAN MARGARETHA HAUMASSE. Pemanfaatan Pulpa Kakao Untuk Memproduksi Asam Asetat Dengan Menggunakan Ragi Roti Dan Aerasi. Dibimbing oleh I WAYAN BUDIASTRA dan SUROSO (Alm). Kakao merupakan salah satu komoditas ekspor non migas yang cukup bekontribusi bagi perekonomian Indonesia. Potensi pengembangan kakao di Indonesia cukup besar, baik dari sumberdaya yang dimiliki, teknologi yang dikuasai, maupun peluang pasar yang terus berkembang pada masa yang akan datang. Total ekspor kakao Indonesia tahun 2006 sebesar 612.123,53 ton dan nilainya mencapai 855.047,12 ribu US$ (Statistik dan Informasi 2007). Pengolahan kakao mempunyai hasil sampingan, yang belum diperhatikan oleh masyarakat dan cenderung dianggap sebagai sampah atau limbah. Salah satu hasil sampingan yang diperoleh dari proses pengolahan awal kakao adalah pulpa. Pulpa kakao mengandung glukosa dan sukrosa antara 12-15%, asam-asam organik dan beberapa asam amino (Effendi 2002 dan Opeke 1984). Komposisi demikian cukup baik digunakan dalam proses fermentasi untuk menghasilkan asam asetat. Secara umum penelitian ini bertujuan untuk mempelajari pemanfaatan pulpa kakao sebagai bahan untuk memproduksi asam asetat. Sedangkan secara khusus penelitian ini bertujuan untuk 1) menentukan pengaruh konsentrasi gula dan starter ragi roti terhadap kadar alkohol. 2) menentukan waktu atau lama fermentasi yang optimum untuk menghasilkan kadar alkohol. 3) mempelajari pengaruh aerasi terhadap kadar asam asetat yang dihasilkan. Rancangan acak lengkap (RAL) digunakan dalam penelitian ini apabila terdapat perbedaan antar perlakuan dilanjutkan dengan uji Duncan Multiple Range Test (DMRT). Pada fermentasi alkohol pulpa kakao diencerkan 1 : 4 ditambahkan gula 5%, 10%, 15% dan starter ragi roti sebanyak 10% dan 20% (v/v). Pengamatan yang dilakukan pada tahap ini adalah pengukuran kadar alkohol, Total Padatan Terlarut (TPT) dan nilai ph, yang dilakukan pada hari ke- 0, 4, 8 dan 12. Selanjutnya alkohol yang terbentuk difermentasi lebih lanjut dengan menambahkan starter Acetobacter aceti (10% v/v) dengan perlakuan aerasi (dengan dan tanpa aerasi). Pengamatan yang dilakukan pada tahap ini adalah pengukuran kadar asam asetat, kadar alkohol, Total Padatan Terlarut (TPT) dan nilai ph, yang dilakukan pada hari ke- 0, 7, 14 dan 21. Hasil penelitian menunjukkan bahwa konsentrasi gula 15% dan starter ragi roti 20% diperoleh kadar alkohol sebanyak 10% pada hari ke-12. Selama fermentasi (hari ke-12) terjadi penurunan TPT (15.9% brix 6.4% brix) dan nilai ph (4.00 3.71). Hasil asam asetat yang tertinggi adalah 4.31% dengan perlakuan aerasi selama 14 hari fermentasi dan akan menurun pada hari ke-21 yaitu 2.14% dan kadar alkohol mencapai 4 %. Perlakuan tanpa aerasi pada hari ke 14 menghasilkan asam asetat yaitu sekitar 2.63 % dan pada hari ke-21 menurun menjadi 1.71%. Penurunan kadar asam asetat ini disebabkan, karena asam asetat yang telah terbentuk dioksidasi lebih lanjut oleh A. aceti menjadi H 2 O dan CO 2. Total padatan terlarut selama fermentasi menurun dari 4.8% brix menjadi 2.0% brix (dengan aerasi) dan 6.4% brix menjadi 0.9% brix (tanpa aerasi). Nilai ph akan menurun pada hari ke-14 fermentasi. Penurunan ph disebabkan oleh akumulasi asam asetat yang dihasilkan selama proses fermentasi alkohol, dimana

semakin tinggi asam asetat yang dihasilkan, maka semakin rendah ph yang didapatkan dan produk yang dihasilkan juga semakin asam. Simpulan dari penelitian ini adalah 1) konsentrasi gula 15% dan starter ragi roti 20% dapat menghasilkan kadar alkohol sebanyak 10% dan merupakan kadar kondisi terbaik untuk dilanjutkan dalam fermentasi asam asetat. 2) dari kadar alkohol yang dihasilkan, maka waktu atau lama fermentasi yang optimum untuk menghasilkan kadar alkohol adalah pada hari ke-12. 3) dengan perlakuan aerasi, pada hari ke-14 diperoleh hasil asam asetat dengan kadar 4.31% sedangkan tanpa aerasi kadar asam asetat yang dihasilkan adalah 2.63%. Kata kunci : pulpa kakao, konsentrasi gula, alkohol, asam asetat, perlakuan aerasi

Hak cipta milik IPB, tahun 2009 Hak cipta dilindungi Undang-undang Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan atau menyebutkan sumbernya. Pengutipan hanya untuk kepentingan pendidikan, penelitian, penulisan karya ilmiah, penyusunan laporan, penulisan kritik, atau tinjauan suatu masalah; dan pengutipan tersebut tidak merugikan kepentingan yang wajar IPB Dilarang mengumumkan dan memperbanyak sebagian atau seluruh karya tulis dalam bentuk apa pun tanpa izin IPB

PEMANFAATAN PULPA KAKAO UNTUK MEMPRODUKSI ASAM ASETAT DENGAN MENGGUNAKAN RAGI ROTI DAN AERASI MARGARETHA HAUMASSE Tesis sebagai salah satu syarat untuk memperoleh gelar Magister Sains pada Program Studi Teknologi Pascapanen SEKOLAH PASCASARJANA INSTITUT PERTANIAN BOGOR BOGOR 2009

Penguji Luar Komisi pada Ujian Tesis : Dra. Suliantari, MS.

Judul Tesis : Pemanfaatan Pulpa Kakao Untuk Memproduksi Asam Asetat Dengan Menggunakan Ragi Roti Dan Aerasi Nama : Margaretha Haumasse NIM : F051060011 Disetujui Komisi Pembimbing Dr. Ir. I Wayan Budiastra, M.Agr. Ketua Dr. Ir. Suroso, M.Agr (Alm). Anggota Diketahui Ketua Program Studi Teknologi Pascapanen Dekan Sekolah Pascasarjana Dr. Ir. I Wayan Budiastra, M.Agr. Prof. Dr. Ir. Khairil A. Notodiputro, MS. Tanggal ujian : 21 Januari 2009 Tanggal lulus :

PRAKATA Puji syukur penulis panjatkan kepada Tuhan Yesus Kristus yang selalu memberikan Berkat dan AnugerahNya, sehingga penulis dapat menyelesaikan karya ilmiah ini dengan judul Pemanfaatan Pulpa Kakao Untuk Memproduksi Asam Asetat Dengan Menggunakan Ragi Roti Dan Aerasi. Terima kasih penulis ucapkan kepada Dr. Ir. I Wayan Budiastra, M.Agr dan Dr. Ir. Suroso, M.Agr (Alm) selaku komisi pembimbing yang telah bersedia meluangkan waktu untuk membimbing dan mengarahkan selama penulisan tesis. Terima kasih kepada Dra. Suliantari, M.S atas kesediaannya untuk membantu dan mengarahkan penulis selama penelitian dan penulisan tesis serta kesediaannya selaku penguji luar komisi. Penulis juga mengucapkan terima kasih kepada Prof. Dr. Ir. Hadi. K. Purwadaria, M.Sc yang telah memberikan bantuan sehingga penelitian ini dapat berjalan dengan baik. Ucapan terima kasih tak lupa penulis sampaikan kepada Beasiswa Yayasan Satyabhakti Widya dan Yayasan DAMANDIRI yang telah memberikan bantuan selama penelitian dan penulisan tesis. Penulis juga mengucapkan terima kasih kepada pegawai dan laboran pada Laboratorium TPG FATETA-IPB, teman-teman angkatan 2006 Almarhumah Darmayanti, ibu Ros, ibu Nona, Kakak Deva dan Venty atas bantuan, Doa dan semangat yang diberikan kepada penulis. Angkatan 2007 terutama buat mba Vera terima kasih atas bantuannya semoga kita semua tetap bersahabat dan menjadi saudara dalam suka dan duka. Ucapan terima kasih yang tak terhingga kepada Papa dan Mama, Kakak En serta Isteri, adik Ache, adik Aji dan tunanganku Andre juga keluarga besar Haumasse/Latumahina dan keluarga bpk. E. Pariury atas dukungan Doa, semangat dan kasih sayangnya. Bagi semua pihak yang tidak dapat disebutkan satu per satu terima kasih atas bantuannya selama ini semoga sukses dan diberkati oleh Tuhan Yesus Kristus. AMIN. Semoga karya ilmiah ini dapat bermanfaat bagi yang membutuhkannya. Bogor, Januari 2009 Margaretha Haumasse

RIWAYAT HIDUP Penulis dilahirkan di Ambon pada tanggal 31 Desember 1981 dari ayah Drs. Jantje Haumasse, Msi dan ibu Oktovina Haumasse/Latumahina. Penulis merupakan anak kedua dari tiga bersaudara. Tahun 2000 penulis lulus dari SMU Negeri 2 Ambon. Pendidikan sarjana ditempuh di Program Studi Agronomi, Fakultas Pertanian, Universitas Pattimura, lulus pada tahun 2005. Pada tahun 2006 penulis diterima di Program Studi Teknologi Pascapanen Pascasarjana IPB.

DAFTAR ISI DAFTAR TABEL... DAFTAR GAMBAR... DAFTAR LAMPIRAN... Halaman PENDAHULUAN Latar Belakang... 1 Tujuan Penelitian... 3 TINJAUAN PUSTAKA Pulpa Kakao... 4 Asam Asetat... 5 Fermentasi Alkohol... 6 Fermentasi Asam Asetat... 7 Mikroorganisme Yang Berperan Dalam Fermentasi... 8 Khamir... 8 Bakteri (Acetobacter aceti)... 10 Faktor-Faktor Yang Mempengaruhi Proses Fermentasi... 11 Karbohidrat (gula)... 11 Suhu... 12 ph... 12 Unsur Hara... 13 Kadar Alkohol... 13 Pengaruh Aerasi (oksigen)... 13 METODE PENELITIAN Waktu dan Tempat... 15 Bahan dan Alat... 15 Tahapan Penelitian... 15 Penyegaran Kultur... 15 Pembuatan Starter... 16 Starter Khamir... 16 Starter Acetobacter aceti... 17 Produksi Asam Asetat... 18 Fermentasi Alkohol... 18 Fermentasi Asam Asetat... 19 Peubah yang Diukur... 21 Kadar Asam Asetat... 22 Kadar Alkohol... 22 Total Padatan Terlarut (TPT)... 22 Nilai ph... 22 Rancangan Percobaan... 23 Rancangan Percobaan untuk Fermentasi Alkohol... 23 Rancangan Percobaan untuk Fermentasi Asam Asetat... 23 HASIL DAN PEMBAHASAN Fermentasi Alkohol... 25 xii xiii xiv

Kadar Alkohol... 26 Total Padatan Terlarut (TPT)... 28 Nilai ph... 30 Fermentasi Asam Asetat... 31 Kadar Asam Asetat... 32 Kadar Alkohol... 34 Total Padatan Terlarut (TPT)... 35 Nilai ph... 37 SIMPULAN DAN SARAN... 40 DAFTAR PUSTAKA... 41 LAMPIRAN... 45

DAFTAR TABEL Halaman 1. Perkembangan asam asetat Indonesia Tahun 1996-2000... 2 2. Perubahan kadar alkohol pulpa kakao selama fermentasi... 26 3. Perubahan total padatan terlarut pulpa kakao selama fermentasi... 28 4. Perubahan nilai ph pulpa kakao selama fermentasi... 30 5. Perubahan kadar asam asetat pulpa kakao selama fermentasi... 32 6. Perubahan kadar alkohol pulpa kakao selama fermentasi... 34 7. Perubahan total padatan terlarut (TPT) selama fermentasi... 36 8. Perubahan nilai ph pulpa kakao selama fermentasi... 37 9. Klasifikasi keasaman berdasarkan nilai ph dan bahan pangan... 39

DAFTAR GAMBAR Halaman 1 Penampang melintang buah kakao... 4 2. Penyegaran kultur A. aceti pada media cair... 16 3. Diagram alir pembuatan starter Khamir (ragi roti)... 17 4. Pembuatan starter A. aceti... 18 5. Diagram alir fermentasi alkohol... 20 6. Proses fermentasi asam asetat... 21 7. Grafik perubahan kadar alkohol pulpa kakao selama fermentasi... 27 8. Grafik perubahan total padatan terlarut pulpa kakao selama fermentasi... 28 9 Grafik perubahan nilai ph pulpa kakao selama fermentasi... 31 10. Grafik perubahan kadar asam asetat pulpa kakao selama fermentasi... 33 11. Grafik perubahan kadar alkohol pulpa kakao selama fermentasi... 35 12. Grafik perubahan total padatan terlarut pulpa kakao selama fermentasi fermentasi... 36 13. Grafik perubahan nilai ph pulpa kakao selama fermentasi... 38

DAFTAR LAMPIRAN Halaman 1. Analisis ragam pengaruh lama fermentasi dan konsentrasi gula serta starter terhadap kadar alkohol selama fermentasi alkohol... 46 2. Hasil uji lanjut Duncan s untuk perubahan kadar alkohol selama fermentasi alkohol... 47 3. Analisis ragam pengaruh lama fermentasi dan konsentrasi gula serta starter terhadap total padatan terlarut (TPT) selama fermentasi alkohol... 49 4. Hasil uji lanjut Duncan s untuk perubahan total padatan terlarut (TPT) selama fermentasi alkohol... 50 5. Analisis ragam pengaruh lama fermentasi dan konsentrasi gula serta starter terhadap nilai ph selama fermentasi alkohol... 52 6. Hasil uji lanjut Duncan s untuk perubahan nilai ph selama fermentasi alkohol... 53 7. Analisis ragam pengaruh lama fermentasi dan perlakuan terhadap kadar asam asetat selama fermentasi asam asetat... 55 8. Hasil uji lanjut Duncan s untuk perubahan kadar asam asetat selama fermentasi asam asetat... 56 9. Analisis ragam pengaruh lama fermentasi dan perlakuan terhadap kadar alkohol selama fermentasi asam asetat... 58 10. Hasil uji lanjut Duncan s untuk perubahan kadar alkohol selama fermentasi asam asetat... 59 11. Analisis ragam pengaruh lama fermentasi dan perlakuan terhadap total padatan terlarut (TPT) selama fermentasi asam asetat... 61 12. Hasil uji lanjut Duncan s untuk perubahan total padatan terlarut (TPT) selama fermentasi asam asetat... 62 13. Analisis ragam pengaruh lama fermentasi dan perlakuan terhadap nilai ph selama fermentasi asam asetat... 64 14. Hasil uji lanjut Duncan s untuk perubahan nilai ph selama fermentasi asam asetat... 65 15. Perubahan kadar alkohol selama fermentasi alkohol... 67 16. Rata-rata perubahan kadar alkohol selama fermentasi alkohol... 68 17. Perubahan total padatan terlarut (TPT) selama fermentasi alkohol... 69 18. Rata-rata perubahan total padatan terlarut (TPT) selama fermentasi alkohol... 70 19. Perubahan nilai ph selama fermentasi alkohol... 71

20. Rata-rata perubahan nilai ph selama fermentasi alkohol... 72 21. Perubahan titrasi selama fermentasi asam asetat... 73 22. Perubahan berat sampel selama fermentasi asam asetat... 74 23. Perubahan titrasi dan berat sampel selama fermentasi asam asetat... 75 24. Rata-rata perubahan kadar asam asetat selama fermentasi asam asetat... 76 25. Perubahan kadar alkohol selama fermentasi asam asetat... 77 26. Rata-rata perubahan kadar alkohol selama fermentasi asam asetat... 78 27. Perubahan total padatan terlarut (TPT) selama fermentasi asam asetat... 79 28. Rata-rata perubahan total padatan terlarut (TPT) selama fermentasi asam asetat... 80 29. Perubahan nilai ph selama fermentasi asam asetat... 81 30. Rata-rata perubahan nilai ph selama fermentasi asam asetat... 82