Mikoflora Biji Kakao Fermentasi dan Tanpa Fermentasi serta Perbedaan Kerentanannya terhadap Produksi Okratoksin A dan Aflatoksin pada Sistem Inkubasi Kondisi Ekstrim

HENI ADHIANATA, Prof. Dr. Ir. Sardjono, M.S.

2014 | Tesis | S2 Ilmu dan Teknologi Pangan

Biji kakao di Indonesia dihasilkan melalui proses fermentasi dan sebagian tanpa proses fermentasi. Selama proses fermentasi biji kakao akan dihasilkan berbagai metabolit sebagai produk akhir seperti alkohol, asam laktat, dan asam asetat sehingga akan menyebabkan perbedaan terutama sifat kimiawi dari biji kakao fermentasi. Asam laktat dan asam asetat yang merupakan produk hasil fermentasi memiliki aktivitas antimikrobia yang menghasilkan efek penghambatan terhadap pertumbuhan mikoflora. Okratoksin A (OTA) dan aflatoksin (AFs) adalah mikotoksin yang dihasilkan oleh mikoflora dari golongan Aspergillus dan Penicillium yang banyak mengkontaminasi biji kakao. European Commission Scientific on Food menetapkan regulasi batas cemaran OTA dan AFB1 sebesar 2 μg/kg dan 4 μg/kg untuk total Aflatoksin. Sejauh ini belum ada penelitian mengenai perbedaan kerentanan dari biji kakao fermentasi dan tanpa fermentasi terhadap keragaman mikoflora dan produksi OTA dan AFs. Dalam penelitian ini dievaluasi cemaran mikoflora, OTA, dan AFs dengan tujuan untuk mengetahui kerentanan biji kakao fermentasi dan tanpa fermentasi terhadap produksi OTA dan AFs serta keragaman mikoflora yang tumbuh selama proses penyimpanan. Untuk melihat kerentanan tersebut maka dilakukan simulasi penyimpanan pada kondisi ekstrim yaitu RH penyimpanan 91%. Enumerasi dengan metode direct plating digunakan untuk mengetahui tingkat cemaran mikoflora biji kakao dari lapangan dan selama proses penyimpanan kondisi ekstrim baik pada biji kakao fermentasi dan tanpa fermentasi pada penelitian bagian I. Untuk melihat potensi produksi OTA serta kemungkinan AFs yang terbentuk selama proses penyimpanan kondisi ekstrim, suspensi spora Aspergillus ochraceus dengan konsentrasi 4,32 x 108 cfu/ml diinokulasikan pada biji kakao fermentasi dan tanpa fermentasi dengan perbandingan 2 ml suspensi spora per 100 gram biji kakao. Biji kakao diinkubasi pada RH lingkungan 91% untuk mendukung pertumbuhan mikoflora dan produksi OTA dan AFs. Pada penelitian bagian II dilakukan enumerasi dengan metode dilution plating untuk memonitor pertumbuhan A.ochraceus yang diinokulasikan dan populasi spesies mikoflora yang tumbuh pada biji kakao pada sistem inkubasi kondisi ekstrim. Hasil enumerasi terhadap biji kakao dari lapangan dan selama penyimpanan kondisi ekstrim menunjukkan bahwa cemaran mikoflora pada biji kakao tanpa fermentasi lebih tinggi dibandingkan pada biji kakao fermentasi. Hasil identifikasi mikoflora menunjukkan beberapa spesies antara lain Aspergillus, Penicillium, Rhizopus, Mucor, dan Eurotium. Biji kakao fermentasi lebih rentan memproduksi AFs dengan kontaminan dominan dari flavus group. Produksi AFs tertinggi (1198,121 ppb) ditemukan pada sampel biji kakao fermentasi yang diinokulasi A.ochraceus selama 10 hari penyimpanan. Sedangkan biji kakao tanpa fermentasi lebih rentan memproduksi OTA dan didominasi oleh spesies dari golongan black Aspergilli. Produksi OTA tertinggi (227,458 ppb) ditemukan pada sampel biji kakao tanpa fermentasi yang diinokulasi A.ochraceus selama 15 hari penyimpanan.

Most of Indonesia’s cocoa beans has been produced through fermentation. Various metabolite end products such as alcohol, lactic acid, and acetic acid are produced during cocoa beans fermentation. These metabolites would induce different chemical characteristic of fermented cocoa beans. Lactic and acetic acid are fermentation products with antimicrobial activity and capable to suppress fungal growth. In the other hand, ochratoxin A (OTA) and aflatoxins (AFs), mycotoxins produced by mycoflora Aspergillus and Penicillium species, usually found as cocoa beans contaminants. The maximum levels of aflatoxins set by European Commision (EC) in food for direct consumption are 2 μg/kg for AFB1 and 4 μg/kg for the sum of AFs and 2μg/kg for OTA in cocoa beans. This study was the first research on fermented and unfermented cocoa beans mycoflora diversity and their susceptibility difference of OTA and AFs production. In this research, parameters evaluated were mycoflora, OTA, and AFs contamination to determine the correlation between susceptibility of fermented and unfermented cocoa beans on OTA and AFs production and the diversity of mycoflora during storage. To investigate the susceptibility, this research was conducted on storage simulation with extreme condition which was 91% of relative humidity. This study was divided into 2 parts. In part I, enumeration using direct plating method was used to determine the level of cocoa beans mycoflora contamination from field and during extreme condition storage. To investigate the potential of OTA production, and possibility of AFs formed during extreme condition storage, spore suspension of Aspergillus ochraceus (4.32 x 108 cfu/ml) was inoculated in fermented and unfermented cocoa beans with a ratio of 2 ml spore suspension per 100 grams of cocoa beans. Cocoa beans were incubated at 91% RH environment to support mycoflora growth and OTA and AFs production. In part II, enumeration using dilution and plating method was used to monitor the growth of inoculated A.ochraceus and other species population which grow during extreme incubation system. Enumeration result indicated that mycoflora contamination in unfermented cocoa beans was higher than those in fermented cocoa beans during extreme incubation system. Mycoflora identification result showed the presence of Aspergillus, Penicillium, Rhizopus, Mucor, and Eurotium. Fermented cocoa beans were more susceptible to AFs production with dominant contaminants from flavus group. The highest AFs production was found in fermented inoculated cocoa beans after 10 days storage. Unfermented cocoa beans were more susceptible to OTA production with dominant contaminants from black Aspergilli. The highest OTA production was found in unfermented inoculated cocoa beans after 15 days storage.

Kata Kunci : okratoksin A, aflatoksin, cemaran mikoflora, biji kakao fermentasi dan tanpa fermentasi