PENGARUH LAMA FERMENTASI SECARA ANAEROB

CAIRAN PULPA HASIL SAMPING FERMENTASI BIJI

KAKAO TERHADAP KARAKTERISTIK

ALKOHOL

SKRIPSI

Oleh :

I KADEK ADITYA WIRAJAYA

NIM : 1011205025

JURUSAN TEKNOLOGI INDUSTRI PERTANIAN

FAKULTAS TEKNOLOGI PERTANIAN

UNIVERSITAS UDAYANA

BUKIT JIMBARAN

2015

ii

PENGARUH LAMA FERMENTASI SECARA ANAEROB CAIRAN

PULPA HASIL SAMPING FERMENTASI BIJI KAKAO TERHADAP

KARAKTERISTIK ALKOHOL

S K R I P S I

Skripsi ini diajukan sebagai salah satu syarat untuk mencapai gelar

Sarjana Teknologi Pertanian pada Fakultas Teknologi Pertanian

Universitas Udayana

Oleh:

I KADEK ADITYA WIRAJAYA

1011205025

JURUSAN TEKNOLOGI INDUSTRI PERTANIAN

FAKULTAS TEKNOLOGI PERTANIAN

UNIVERSITAS UDAYANA

2015

iii

I Kadek Aditya Wirajaya. 1011205025. 2015. Pengaruh Lama Fermentasi Secara

Anaerob Cairan Pulpa Hasil Samping Fermentasi Biji Kakao Terhadap

Karakteristik Alkohol di bawah bimbingan Prof. Dr. Ir. G. P. Ganda Putra, MP.

dan Prof. Ir. N. Semadi Antara, MP., Ph.D

ABSTRAK

Penelitian tentang pengaruh lama fermentasi anaerob cairan pulpa yang

merupakan hasil samping dari fermentasi biji kakao terhadap karakteristik alkohol

telah dilakukan. Tujuan dari penelitian ini adalah untuk mengetahui pengaruh

lama fermentasi dan lama fermentasi optimal memproduksi kadar alkohol

tertinggi. Penelitian ini menggunakan rancangan acak dengan lama fermentasi

sebagai perlakuan yang terdiri dari 11 tingkat yaitu 0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, dan

10 hari. Hasil penelitian menunjukkan bahwa lama fermentasi anaerob tidak

mempengaruhi kadar alkohol, pH, total padatan terlarut dari produk alkohol.

Perlakuan fermentasi anaerob selama 5 hari adalah perlakuan yang tepat untuk

menghasilkan alkohol dengan karakteristik kadar alkohol 2,05 %w/w, keasaman

(pH) 3,41, total padatan terlarut 5,30 brix, 0,216% total asam.

Kata kunci: alkohol, cairan pulpa, lama fermentasi

iv

I Kadek Aditya Wirajaya. 1011205025. 2015 Effect of Fermentation time In

Anaerobic liquid pulp Cocoa Bean Fermentation Results Side Characteristics Of

Alcohol under the guidance of Prof. Dr. Ir. G. P. Ganda Putra, MP. Dan Prof. Ir.

N. Semadi Antara. MP., PhD.

ABSTRACT

Research on the effects of anaerobic fermentation time of liquid pulp

which is byproduct of the cocoa bean, on the characteristics of the alcohol product

has been conducted. The objective of the research was to determine the effect of

fermentation time and the optimal fermentation time producing the highest

alcohol content of the product. This study used a randomized block design with

fermentation time as a treatment which was consists of 11 levels namely 0, 1, 2,

3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, and 10 days. The results showed that the naturally anaerobic

fermentation time did not affect the alcohol content, pH, total dissolved solids of

the alkohol product. The treatment of natural fermentation for 5 days was an

appropriate treatment to produce alcohol with the characteristics of the alcohol

content of 2.05%, acidity (pH) 3.41, total dissolved solids 5,30 brix, 0.216% total

acid.

Keywords: alcohol, liquid pulp, fermentation time

v

RINGKASAN

Kebutuhan akan energi yang terbarukan serta energi yang bersih telah

ditetapkan sebagai kebijakan Pemerintah Indonesia. Bioetanol adalah etanol yang

dihasilkan dari fermentasi gula (glukosa) yang dilanjutkan dengan proses distilasi

gula yang digunakan untuk menghasilkan bioetanol umumnya terbuat dari

tanaman bergula seperti tebu, sorgum manis, dan biasa dibuat dari tanaman-

tanaman berpati seperti singkong, ubi, sagu dan lain-lain (Fauzi et al., 2012).

Kakao (Theobrama cacao) adalah nama biologi yang diberikan pada

tanaman kakao oleh Linneaus pada tahun 1753. Berdasarkan daerah asalnya kakao

tumbuh dibawah naungan pohon-pohon tinggi untuk menahan angin kencang

sebagai pelindung. Cara penanaman seperti ini masih digunakan sampai umur

kakao 2-3 tahun (Poedjiwidodo, 1996). Indonesia merupakan salah satu negara

penghasil kakao. Sampai dengan tahun 2011 luas areal perkebunan kakao

Indonesia telah mencapai 1.704.982 ha, dengan produksi mencapai 701.229 ton

biji kakao kering (Ditjen Perkebunan, 2015). Data The International Cocoa

Organization (ICCO) pada tahun 2014 menempatkan Indonesia sebagai produsen

biji kakao ketiga di dunia setelah Pantai Gading dan Ghana.

Pengolahan kakao esensinya adalah usaha untuk memproses kakao

menjadi biji kakao kering, sehingga biji kakao yang dihasilkan memenuhi standar

mutu (SNI 2323:2008/Amd1:2010). Salah satu tahapan proses yang

mempengaruhi mutu kakao kering adalah fermentasi (Alamsyah, 1991).

Fermentasi merupakan suatu proses produksi suatu produk dengan mikroba

sebagai organisme pemproses. Fermentasi biji kakao merupakan fermentasi

tradisional yang melibatkan mikroorganisme indigeus dan aktivitas enzim

endogen. Mikroganisme yang terlibat dalam proses fermentasi antara lain:

Lactobacillus, dan Acetobacter (Away, 1989). Fermentasi biji kakao berlangsung

dengan macam-macam cara misalnya ditumpuk di atas alas tertentu, dimasukkan

kedalam keranjang, dimasukkan ke dalam peti atau bak, dan diletakkan di atas

rak.

Pemanfaatan tanaman kakao saat ini masih terbatas pada biji dan kulit

kakao, sedangkan bagian lainnya yaitu pulpa kakao belum banyak dimanfaatkan

vi

(Chahyaditha, 2011). Pulpa biji kakao merupakan jaringan halus yang berlendir

yang membungkus biji kakao yang terdapat sampai 20-30% dari berat biji kakao,

diantaranya mengandung gula dengan kadar yang sangat tinggi sekitar 10-13%

(Lopez, 1986). Selama fermentasi dapat dihasilkan cairan pulpa 15-20% dari berat

biji kakao yang difermentasi (Ganda-Putra et. al., 2008). Potensi cairan pulpa

yang cukup besar selama ini hanya dibuang begitu saja di sekitar tempat

pengolahan sehingga dapat berdampak buruk terhadap lingkungan sekitarnya.

Padahal limbah cairan pulpa dapat di proses lebih lanjut sebagai sumber energi

alternatif yaitu bioetanol.

Potensi cairan pulpa yang tinggi dan masih menjadi limbah yang tidak

termanfaatkan mendorong dilakukan penelitian fermentasi produksi alkohol

dengan subtrat alami cairan pulpa. Penelitian ini menggunakan proses fermentasi

anaerob. Proses fermentasi anaerob memiliki keuntungan dibandingkan dengan

fermentasi aerob. Menurut Lettinga et al. (1979) dalam Syafila (1997), proses

fermentasi secara anaerob menghasilkan alkohol yang tinggi. Hasil penelitian

tersebut juga diperkuat oleh hasil penelitian dari Jaksen dan Empayus (2014).

Namun demikian, belum ada penelitian mengenai fermentasi secara anaerob dari

cairan pulpa untuk menghasilkan alkohol. Untuk itu, maka penelitian dilakukan

dengan tujuan: 1) untuk mengetahui pengaruh lama fermentasi secara anaerob

cairan pulpa hasil samping fermentasi biji kakao terhadap karakteristik alkohol

yang dihasilkan. 2) Untuk menentukan lama fermentasi optimal untuk

mendapatkan alkohol dari cairan pulpa dengan kadar tertinggi.

Penelitian ini dirancang dengan Rancangan Acak Kelompok, dengan

perlakuan lama fermentasi 0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10 hari. Masing-masing

perlakuan dikelompokkan menjadi 2 berdasarkan ketersediaan bahan baku

sehingga diperoleh 22 unit percobaan. Data yang diperoleh dari masing-masing

perlakuan dianalisis keragamannya, apabila perlakuan berpengaruh nyata

terhadap parameter yang diamati maka dilanjutkan dengan uji Duncan (Steel dan

Torrie, 1993).

Variabel yang diamati dalam penelitian ini meliputi kadar alkohol (Putri

dan Sukandar, 2008), total asam (Hadiwiyoto, 1994), pH (Richana, 2011), total

padatan terlarut (Muchtadi, 1989).

vii

Lama fermentasi secara anaerob cairan pulpa hasil samping fermentasi biji

kakao berpengaruh terhadap total asam, pH dan total padatan terlarut destilat

alkohol, tetapi tidak berpengaruh terhadap kadar alkohol. Lama fermentasi yang

tepat untuk menghasilkan alkohol dengan kadar tertinggi adalah 5 hari dengan

kadar alkohol 2,05 (%w/w), total asam 2,16 (meq NaOH/g), pH 3,41 dan total

padatan terlarut 5,30 brix

viii

ix

RIWAYAT HIDUP

I Kadek Aditya Wirajaya dilahirkan di desa Melaya, Kecamatan Melaya,

Kabupaten Jembrana pada 17 Maret 1992. Penulis merupakan anak kedua dari

dua bersaudara dari pasangan I Made Cindrayasa dan Ni Ketut Suami

Penulis memulai pendidikan di SDN 1 Melaya pada tahun 1998 dan

menyelesaikannya pada tahun 2004, lalu melanjutkan pendidikan di SMPN 1

Melaya dan menyelesaikannya pada tahun 2007. Pada tahun 2010 penulis

menyelesaikan pendidikan di SMA 1 Melaya. Sejak tahun 2010 penulis terdaftar

sebagai mahasiswa Jurusan Teknologi Industri Pertanian, Fakultas Teknologi

Pertanian, Universitas Udayana.

Selama menjalani perkuliahan, penulis aktif sebagai panitia pelaksana

maupun panitia pengarah pada kegiatan-kegiatan kemahasiswaan dan sebagai

fungsionaris organisasi kemahasiswaan di lingkungan Fakultas Teknologi

Pertanian, Universitas Udayana.

x

KATA PENGANTAR

Puji syukur kehadirat Sang Hyang Widhi Wasa, Tuhan Yang Maha Esa,

karena berkat rahmat-Nya penulis dapat menyelesaikan skripsi ini yang berjudul

“Pengaruh Lama Fermentasi Secara Anaerob Cairan Pulpa Hasil Samping

Fermentasi Biji Kakao terhadap Karakteristik Alkohol”. Penulisan skripsi ini

diajukan untuk memenuhi salah satu syarat mencapai gelar Sarjana Teknologi

Pertanian di Jurusan Teknologi Industri Pertanian, Fakultas Teknologi Pertanian,

Universitas Udayana.

Pada kesempatan ini dengan segala kerendahan hati penulis ingin

mengucapkan rasa terima kasih yang sebesar-besarnya dan penghargaan yang

setulus-tulusnya kepada:

1. Bapak Prof. Dr. Ir. G. P. Ganda Putra, MP., selaku dosen pembimbing I dan

Bapak Prof. Dr. N. Semadi Antara, MP., selaku dosen pembimbing II yang

senang tiasa memberikan bimbingan, arahan, solusi, dan motivasi untuk

menyelesaikan tugas akhir ini.

2. Kepada penyandang dana Hibah Penelitian Unggulan Perguruan Tinggi

yang diketuai oleh Bapak Prof. Dr. Ir. G.P. Ganda Putra, MP., yang telah

mendanai penelitian ini.

3. Bapak Dr. Ir. Dewa Gede Mayun Permana, M.S., selaku Dekan Fakultas

Teknologi Pertanian Universitas Udayana, atas fasilitas yang diberikan.

4. Ibu Ir. Amna Hartiati, MP., selaku Ketua Jurusan Teknologi Industri

pertanian, Fakultas Teknologi Pertanian, Universitas Udayana.

xi

5. Bapak/Ibu dosen beserta pegawai di lingkungan Fakultas Teknologi

Pertanian, Universitas Udayana, atas fasilitas dan dukungan selama

menempuh kuliah hingga penyusunan skripsi ini.

6. Keluarga besar yang tercinta, Bapak, Ibu, Kakak yang selalu memberikan

dukungan untuk menyelesaikan pedidikan dan tugas akhir ini.

7. Kawan-kawan kos Perkutut 06 yang selalu memberikan semangat dan

motivasi dalam penyelesain tugas akhir ini.

8. Kawan-kawan FTP khususnya TIP 2010 yang selalu saling mendukung satu

sama lain untuk mencapai cita-cita dan impian masing-masing.

Semoga Ida Sang Hyang Widhi Wasa, Tuhan Yang Maha Esa membalas

semua budi baik ini dengan balasan yang lebih baik. Penulis telah berupaya

optimal untuk menyelesaikan tugas akhir dengan baik, namun dengan terbuka

penulis sangat menghargai segala saran dan kritik yang membangun dalam rangka

penyempurnaannya. Penulis berharap semoga skripsi ini bermanfaat bagi

pembaca.

Bukit Jimbaran, Desember 2015

Penulis

xii

DAFTAR ISI

Halaman

JUDUL …………………………………………………………... i

HALAMAN PERSYARATAN ……………………………………. ii

ABSTRAK …………………………………………………………. iii

RINGKASAN ……………………………………………………… v

HALAMAN PENGESAHAN ……………………………………... viii

RIWAYAT HIDUP ………………………………………………... ix

KATA PENGANTAR ……………………………………………... x

DAFTAR ISI ………………………………………………………. xii

DAFTAR TABEL …………………………………………………. xv

DAFTAR GAMBAR ………………………………………………. xvi

DAFTAR LAMPIRAN …………………………………………….. xvii

I. PENDAHULUAN ……………………………………………… 1

1.1. Latar Belakang ……………………………………………. 1

1.2. Rumusan Masalah ………………………………………… 3

1.3. Tujuan Penelitian …………………………………………. 3

1.4. Manfaat Penelitian ………………………………………... 4

1.5. Manfaat Penelitian ………………………………………... 4

II. TINJAUAN PUSTAKA 5

2.1. Kakao ……………………………………………………… 5

2.1.2 Pulpa ................................................................................... 9

2.2 Mekanisme Fermentasi Bji Kakao… .............................. … 10

2.3 Alkohol dan Karakteristik alkohol ......................................... 13

xiii

2.4 Fermentasi Aerob dan Anaerob…………………………….. 15

2.5 Fermentasi Alkohol…………………………………………. 16

III. METODE PENELITIAN ……………………………………….. 18

3.1. Tempat dan Waktu Penelitian ……………………………… 18

3.2. Alat dan Bahan …………………………………………….. 18

3.2.1 Alat ……………………………………………………….. 18

3.2.2. Bahan……………………………………………………... 18

3.3. Rancangan Percobaan…………………………………….... 18

3.4. Pelaksanaan Penelitian……………………………………… 19

3.5. Variabel yang Diamati……………………………………... 21

3.5.1. Kadar Alkohol……………………………………….. 21

3.5.2. Pengujian pH………………………………………… 22

3.5.3 Total Asam…………………………………………… 22

3.5.4. Total Padatan Terlarut………………………………. 23

IV. HASIL DAN PEMBAHASAN ……………………………….... 24

4.1. Nilai Rata-Rata Fermentasi Cairan Pulpa …………………. 24

4.1.1 Kadar Alkohol……………………………………………. 24

4.1.2 pH………………………………………………………… 26

4.1.3 Total Padatan Terlarut……………………………………. 27

4.1.4 Total Asam ………………………………………………. 28

V. KESIMPULAN DAN SARAN…………………………………. 29

5.1. Kesimpulan .......................................................................... 29

5.2. Saran ..................................................................................... 29

DAFTAR PUSTAKA ........................................................................ 30

xiv

LAMPIRAN ....................................................................................... 33

xv

DAFTAR TABEL

Nomor Judul Halaman

1. Persyaratan mutu biji kakao SNI 2323:2008/Amd1:2010 ........... 8

2. Komposisi cairan pulpa ................................................................. 9

3. Komposisi biji kakao .................................................................... 9

4. Nilai rata-rata derajat keasaman (pH), total asam (meq NaOH/g),

TPT (brix), dan kadar alkohol (% w/w) ........................................ 26

xvi

DAFTAR GAMBAR

Nomor Judul Halaman

1. Fermentasi secara anaerob cairan pulpa....................................... 20

2. Diagram alir penelitian................................................................. 21

3. Perubahan total kadar alkohol selama proses fermentasi............. 23

4. Perubahan pH selama proses fermentasi ...................................... 25

5. Perubahan total padatan terlarut selama proses fermentasi ......... 26

6. Perubahan total asam selama proses fermentasi .......................... 26

xvii

DAFTAR LAMPIRAN

Nomor Judul Halaman

1. Data analisis pH fermentasi anaerob cairan pulpa hasil

samping fermentasi biji kakao terhadap karakteristik alkohol ....... 34

2. Data analisis kadar alkohol fermentasi cairan pulpa hasil

samping fermentasi biji kakao terhadap karakteristik alkohol ....... 39

3. Data analisis total padatan terlarut fermentasi anaerob cairan pulpa

hasil samping fermentasi biji kakao terhadap karakteristik alkohol 42

4. Data analisis total asam fermentasi anaerob cairan pulpa hasil

samping fermentasi biji kakao terhadap karakteristik

alkohol…………………………………………………………… 47

5. Tabel konversi alkohol (%w/w)………………………………….. 52