Karakteristik Fermentasi Pulp Kakao dalam Produksi Asam Asetat

PENDAHULUAN
Latar Belakang
Kakao (Theobroma cacao L.) merupakan salah satu komoditi ekspor
non-migas yang memiliki potensi yang sangat baik, sebab permintaan dalam
negeri terus meningkat dengan semakin berkembangnya sektor industri yang
memanfaatkan biji kakao sebagai bahan bakunya. Kakao juga memiliki peranan
penting sebagai sumber penghasil devisa negara dan sebagai salah satu sumber
perekonomian rakyat yang sangat potensial. Buah kakao disamping digunakan
sebagai bahan minuman penyegar non-alkohol, juga dapat berfungsi sebagai
bahan baku industri pangan dan industri farmasi.
Produksi kakao Indonesia pada tahun 2000 sebesar 431 142 ton, tahun
2001 sebesar 536 804 ton sedangkan pada tahun 2006 terjadi peningkatan
produksi kakao sebesar 779 474 ton. Peningkatan produksi kakao telah
memberikan hasil nyata bagi peningkatan pangsa pasar kakao Indonesia di kancah
perkakaoan dunia. Indonesia berhasil menempatkan diri sebagai produsen kakao
terbesar kedua dunia setelah Pantai Gading (Cote d'Ivoire) pada tahun 2002
(Direktorat Jenderal Bina Produksi Perkebunan 2006).
Salah satu kelemahan kakao Indonesia adalah kemasaman biji kakao yang
terlalu tinggi. Biji kakao yang masam mengakibatkan citarasa coklat yang lemah
sehingga kurang disukai oleh konsumen (Suryatmi 1995). Kondisi asam yang
berlebihan dapat menghambat proses fermentasi biji kakao. Pengurangan jumlah
pulp sebelum biji kakao difermentasi merupakan upaya menurunkan kemasaman
biji kakao. Pengurangan jumlah pulp kakao dapat dilakukan dengan menggunakan
alat pengurang pulp mekanik (depulper). Pengurangan pulp dengan cara ini
menghasilkan limbah pulp kakao yang berupa bubur pulp kakao. Jika dikelola
dengan baik, lendir biji kakao merupakan hasil samping industri pengolahan
kakao yang cukup menarik. Menurut Adamoko (1984), produksi lendir biji kakao
mencapai 0.10-0.19 l/kg biji basah. Pulp 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.
Pettipher (1986), menyatakan kandungan selulosa dalam pulp kakao
sebesar 4.73% berat kering (freeze dried), diharapkan dengan penambahan enzim
selulase akan lebih banyak selulosa yang terpecah menjadi molekul glukosa,
sehingga jumlah molekul glukosa yang lebih banyak dapat meningkatkan kadar
etanol sebagai substrat untuk produksi asam asetat yang tinggi.
Saat ini pemanfaatan pulp kakao belum optimal. Pemanfaatan pulp kakao
yang selama ini hanya sebagai limbah organik ke lingkungan juga dapat
dimanfaatkan sebagai substrat produksi alkohol dan asam asetat sehingga perlu
dilakukan dan perlu dicari teknologi pengolahan limbah kakao yang dapat
menangani limbah dalam jumlah yang besar.
Fermentasi adalah salah satu bagian dari bioteknologi yang menggunakan
mikroorganisme sebagai pemeran utama dalam suatu proses. Fermentasi secara
teknik dapat didefinisikan 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, CO2, air dan sejumlah asam organik lainnya seperti etanol, asam
asetat, dan asam laktat.
Dalam
fermentasi
alkohol,
khamir
yang
digunakan
adalah
Saccharomyces cerevisiae dimana hasil utamanya adalah etanol. S. cerevisiae
merupakan salah satu jenis khamir yang cukup banyak digunakan sebagai
inokolum dalam berbagai proses industri antara lain produksi roti, tape, minuman
beralkohol dan industri etanol. S. cerevisiae juga digunakan untuk menghasilkan
produk-produk seperti biomassa, ekstrak khamir, komponen flavor.
Asam asetat merupakan salah satu produksi industri yang banyak
dibutuhkan di Indonesia. Asam asetat dapat dibuat dari substrat yang mengandung
alkohol, yang diperoleh dari berbagai macam bahan seperti buah-buahan, kulit
nanas, pulp kopi, air kelapa dan pulp kakao.
S. cerevisiae dan Acetobacter aceti merupakan jenis khamir dan bakteri
yang telah digunakan untuk produksi alkohol dan asam asetat secara komersial.
Kultivasi fed-batch dapat diterapkan untuk meningkatkan produksi alkohol dan
asam asetat, serta dapat mengurangi pengaruh inhibisi substrat. Teknik kultivasi
fed-batch yang berfokus pada pengumpanan sumber karbon yang murah dan
pembatasan nutrisi esensial lainnya seperti oksigen, nitrogen, fosfat dan
magnesium diharapkan dapat meningkatkan produksi alkohol dan asam asetat.
Tujuan Penelitian
Tujuan umum dari penelitian ini adalah mempelajari karakteristik
fermentasi pulp kakao dalam produksi asam asetat dari substrat etanol hasil
fermentasi alkohol menggunakan bioreaktor.
Sedangkan tujuan khusus penelitian ini adalah sebagai berikut :
a. Menentukan galur biakan, pengaturan aerasi dan kadar gula total substrat
untuk produksi etanol.
b. Mengevaluasi produksi asam asetat dari substrat etanol hasil fermentasi
alkohol dengan metode kultur batch dan fed-batch dengan dan tanpa
penambahan enzim selulase dalam bioreaktor.