“A coffee a day keeps the grumpy away. “
– Anonymous
-
Komponen kimia pembentuk flavor kopi.
Kopi merupakan salah satu komoditas unggulan dari Indonesia. Saat ini semakin banyak aplikasi cita rasa kopi yang telah diaplikasikan dalam beragam produk pangan. Pembentukan flavor kopi yang khas diperngaruhi oleh beberapa jenis faktor seperti kultivar kopi, proses fermentasi kopi, proses roasting hingga beberapa faktor lainnya (Gambar 1)
Flavor kopi jumlahnya sangat banyak. Dan senyawa senyawa tersebut diturunkan dari senyawa lain yang disebut dengan senyawa prekursor seperti karbohidrat, lemak, fenolik, karotenoid, dsb. Beberapa prekursor senyawa flavor kopi di jelaskan pada gambar di bawah ini (Gambar 2)
Beberapa senyawa impact compounds yang mempengaruhi cita rasa kopi bervariasi dari beberapa golongan baik dari golongan norisoprenoids, keton, asam, fenolik dan beberapa golongan lain dijelaskan pada Tabel 1. Senyawa ini sangat berpengaruh terhadap penerimaan kopi pada konsumen dan senyawa tersebut dapat terbentuk selama proses pengolahan kopi.
Tabel 1. Beberapa senyawa potential flavor pada kopi (Wei et al., 2015)
| Potent flavor in coffee (as identified in literature) | FD valuesa | Concentrations in coffee grounds in ppb | Sensory descriptors | |
| Coffee grounds | Coffee brew | |||
| Acids | ||||
| 2-Methyl-1-butanoic acida | 64 | 64 | – | Sweaty, acidicd |
| 3-Methyl-1-butanoic acida | 64 | 64 | 18,060–32,180g | Sweaty, acidicd |
| Furanonxes | ||||
| 4-Hydroxy-2,5-dimethyl-3(2H)-furanonea,b | 16 | 256 | 112,000–140,000b,e | Caramelica |
| 3-Hydroxy-4,5-dimethyl-2(5H)-furanone (Sotolon)a,b,c | 512 | 2048 | 1360–1900b,c,e | Seasoning-likea, spicyf |
| 5-Ethyl-3-hydroxy-4-methyl-2(5H)-furanonea,b | 512 | 1024 | 104b | Seasoning-likea |
| Ketones | ||||
| 2,3-Butanedionea,b | 16 | 32 | 48,400–49,000b,e | Buttery, caramel-liked |
| 2,3-Pentanedionea,b | 32 | 32 | 34,000–35,000b,e | Buttery, caramel-liked |
| 2-Hydroxy-3,4-dimethyl-2-cyclo-penten-1-onea | 64 | 128 | – | Caramel-likea |
| Norisoprenoids | ||||
| (E)-β-damascenonea,b,c | 2048 | 64 | 222–260b,c,e | Honey-likea, fruityd |
| Phenolic compounds | ||||
| Guaiacola,b | 32 | 16 | 2400–3040b,e | Phenolic, burnta,d |
| 4-Ethylguaiacola,b,c | 256 | 512 | 1420–4060b,c,e | Spicya |
| p-Vinylguaiacola,b,c | 512 | 512 | 39,000–55,200b,c,e | Spicya |
| Vanillina,b,c | 32 | 512 | 3290–4100b,c,e | Vanilla-likea |
| Pyrazines | ||||
| 3-Isopropyl-2-methoxypyrazinea,c | 128 | 32 | 2.4c | Earthy, roastya |
| 2-Ethyl-3,5-dimethylpyrazinea,b | 2048 | 1024 | 249–400b,e | Earthy, roastya,d |
| 2,3-Diethyl-5-methylpyrazinea,b | 512 | 128 | 73–100b,e | Earthy, roastya |
| 3-Isobutyl-2-methoxypyrazinea,b,c | 512 | 128 | 59–120b,c,e | Earthya |
| Sulphur compounds | ||||
| Methionala,b,c | 128 | 512 | 213–250b,c,e | Boiled potato-likea |
| Bis(2-methyl-3-furyl)disulphidea | 32 | 128 | – | Meat-likef |
| Thiols | ||||
| 2-Furfurylthiola,b | 256 | 64 | 1680–1700b,e | Roasty, coffee-likea |
| 3-Mercapto-3-methyl-l-butanola | 32 | 64 | – | Meatya |
| 3-Mercapto-3-methylbutylformatea,b | 2048 | 256 | 77–130b,e | Catty, roastya |
Seperti yang di jelaskan pada Tabel 1. Senyawa flavor pada kopi bervariasi sekali dan memiliki karakter flavor yang khas tergantung dari jenis senyawanya masing-masing. Beberapa senyawa flavor tersebut bahkan memiliki aktivitas antioksidan sehingga dapat meningkatkan nilai tambah kopi untuk mencegah beberapa penyakit degenerative (Bedoya-ramírez, Cilla, Contreras-calderón, & Alegría-torán, 2017).
-
Teknologi ekstraksi flavor kopi.
Pemasaran kopi biasanya dipasarkan dalam bentuk kopi beras yang merupakan kopi kering yang sudah terlepas dari daging buah serta kulit arinya. Kopi yang diperoleh umumnya perlu dilakukan proses pengolahan selanjutnya. Biji kopi yang sudah dipanen akan mengalami tahapan selanjutnya yaitu proses fermentasi hingga penyangraian yang dapat mengoptimalkan kualitas dari biji kopi yang dihasilkan. Beberapa syarat mutu dari biji kopi sudah diatur oleh SNI 01-2907-2008.
Tabel 2. Beberapa syarat mutu biji kopi bedasarkan SNI 01-2907-2008
| No | Kriteria | Satuan | Persyaratan |
| 1 | Serangga hidup | – | Tidak ada |
| 2 | Biji Berbau Busuk | – | Tidak ada |
| 3 | Kadar air | % w/w | Maks 12,5 |
| 4 | Kadar Kotoran | % w/w | Maks 0,5 |
Selama proses fermentasi maupun penyangraian (roasting), akan membentuk dan mempengaruhi tingkat rasa keasaman pada air seduhan kopi sehingga akan menghasilkan penerimaan kopi tersebut bagi para konsumen. Selain senyawa volatil beberapa senyawa non volatil juga akan membentuk cita rasa kopi. Contohnya asam klorogenat di dalam kopi yang akan terdekomposisis membentuk senyawa melanoidin serta beberapa senyawa volatil. Senyawa yang menyebabkan rasa sepat atau rasa asam seperti tannin dan asam asetat akan hilang dan sebagian akan bereaksi dengan asam amino membentuk senyawa melanoidin yang berwarna coklat (Bedoya-ramírez et al., 2017; Ludwig et al., 2012).
Senyawa terpenting pada kopi yaitu kafein yang ditemukan oleh seorang kimiawan berasar dari Jerman yang bernama Friedrich Ferdinand Runge. Kafein ini merupakan jenis alklodi dengan rumus kimia C8H10N8O2. Kafein dalam kopi umumnya terdapat dalam bentuk terkondensasi dalam bentuk ikatan kalium kafein klorogenat dengan asam klorogenat. Selama proses penyeduhan kopi maka ikatan ini akan terdegradasi. Dan setelah terkonsumsi kafein akan memiliki efek fisiologis terhadap konsumen. Kafein sering digunakan sebagai perangsang kerja jantung dan meningkatkan produksi urin. Dalam dosis tertentu kafein dapat berfungsi sebagai bahan untuk meningkatkan stamina dan penghilang rasa sakit (antidepressant). Mekanisme kerja kafein dalam tubuh sediri kafein akan bersaing dengan fungsi adenosine. Adenosin merupana salah satu senyawa neurotransmitter yang dapat menyebabkan seseorang lebih mudah tertidur . Sehingga demikian dengan demikian kafein akan menghilangkan rasa kantuk, memuculkan perasaan segar, meningkatkan tekanan darah dan beberapa efek lainnya. Itulah sebabnya beberapa jenis minuman pembangkit stamina umunmnya mengandung kafein.sebagai komponen utamanya (Ludwig et al., 2012).
Kualitas kopi sesungguhnya dapat dinikmati saat kopi sudah diseduh dan dihidangkan di dalam cangkir. Namun sebelum diseduh kualitasnya sangat ditentukan oleh kualitas biji kopi, roasting, waktu roasting serta air yang digunakan untuk menyeduh. Flavor pada kopi akan dipengaruhi oleh berbagai senyawa volatil maupun non volatil yang akan mempengaruhi aroma dan cita rasa dari kopi (Wei et al., 2015).
Selama proses penyangraian akan mempengaruhi flavor, warna biji kopi yang dihasilkan, kadar air kopi serta beberapa parameter fisik dan kimia lainnya. Beberapa klasifikasi proses penyangraian adalah light roasting dengan menggunakan suhu 160-180oC, medium roasting dengan menggunakan suhu 180-200oC dan dark roasting dengan menggunakan suhu 210-250oC. Light roasting dapat menghilangkan 3-5% kadar air: medium roasting 5-8 % dan dark roasting 8 -14% (Bedoya-ramírez et al., 2017).
Selain itu suhu penyangraian berbeda akan menghasilkan pH atau derajat keasaman kopi yang berebeda sehingga akan mempengaruhi cita rasa kopi. Proses penyangraian dapat dilakukan dengan sistem batch maupun kontinu. Pemanasan dilakaukan pada tekanan atmosfir dengan media udara panas maupun gas pembakaran atau dapat dilakukan dengan melakukan kontak produk dengan permukaan yang dipanaskan. Teknik penyangraian secara diskontinu (batch) maupun kontinu (batch) dapat dilakukan dengan menggunakan drum horizontal yang berputar. Pada umumnya biji kopi dicurahkan didalam drum horizontal yang berputar serta dilalui dengan udara panas mapun dengan meningkatkan suhu pada drum tersebut (Bedoya-ramírez et al., 2017).
Selama proses roasting ini beberapa perubahan sifat fisik kimia diantarangya swelling pada biji kopi, penguapan air, terbentuknya senyawa volatil, karamelisasi karbohidrat, degradasi dietary fiber, denaturasi protein, terbentuknya senyawa asil oksidasi serta aroma khas kopi (Bedoya-ramírez et al., 2017; Campos-vega & Oomah, 2015; Wei et al., 2015). Setelah proses penyangraian, proses pengolahan yang dilanjutkan kemudian umumnya adalah tahapan grinding. Berdasarkan SNI 01-3542-2004, syarat mutu kopi bubuk dideskripsikan di Tabel 3.
Tabel 3. Syarat mutu kopi bubuk SNI 01-3542-2004
| Kriteria | Satuan | Syarat |
| Keadaan (bau, rasa dan warna) | – | Normal |
| Kadar air | % w/w | Maks 7 |
| Kadar abu | % w/w | Maks 5 |
| Kealkalian abu | M 1 NaOH/100gr | Maks 60 |
| Kadar kafein | % w/w | Maks 2 |
| Cemaran logam
Pb Cu Zn Sn Hg |
Mg/kg | Maks
2 30 40 40 0.03 |
| Cemaran arsen | Mg/kg | Maks 1 |
| Cemaran mikroba | Koloni/gram | Maks 106 |
| Angka lempeng total | Koloni/gram | Maks 106 |
| Kapang | Koloni/gram | Maks 104 |
Saat ini banyak sekali trend produksi dari kopi instant dimana pertumbuhannya melebihi dari 50% dari produksi kopi keseluruhan (Benincá et al., 2016). Inovasi inovasi produksi kopi instan juga banyak dilakukan untuk memenuhi pertumbuhan dari produksi kopi instant tersebut. Beberapa teknik ektraksi seperti teknik spray drying maupun freeze drying dari concentrated coffee liquor sudah banyak dikembangkan sebelumnya (Aguiar, Estevinho, & Santos, 2016). Teknik lain seperti teknik ekstraksi dengan menggunakan teknik cyclic pressurization pada kopi bubuk dengan menggunakan suhu dan tekanan tertentu sudah dikembangkan untuk mengekstrak flavor kopi dan memperoleh kopi instan. Melalui teknik ini 40-100 senyawa aroma key components pada kopi dapat dioptimasi (Benincá et al., 2016).
-
Tren penggunaan flavor kopi dalam produk pangan.
Flavor kopi saat ini telah banyak digunakan dalam beberapa produk pangan. Beberapa bentuk kopi yang ditambahkansebagai ingredient dalam beberapa produk pangan dapat berbentuk padatan, semi solid hingga cairan (Gambar 3). Beberapa contoh produk yang menggunakan flavor kopi dapat dilihat di bawah ini (Gambar 3).
Gambar 3. Beberapa bentuk kopi sebagai ingredient pangan serta produk pangan bercita rasa kopi.
Saat ini beberapa produk kopi yang telah diturunkan kadar kepahitannya juga telah banyak dikembangkan (Kraehenbuehl et al., 2017). Hidrolisis menggunakan enzim tertentu yang dapat mengkonversi asam klorogenat maupun asam klorogenat lactone yang merupakan beberapa senyawa yang berkontribusi terhadap tingkat kepahitan kopi dapat menurunkan tingkat kepahitan kopi (Gambar 4)
Sebagai salah satu minuman yang banyak dikonsumsi di dunia selain teh, pengembangan produk kopi saat ini juga banyak dikembangkan misalnya ke arah pengembangan produk kopi organic. Kopi organic dihasilkan dari pertanian organic yang saat ini juga menjadi salah satu trend sebagai pangan fungsional. Selain itu saat ini juga banyak sekali produk decaffeinated coffee artinya kopi yang tidak mengandung kafein saat ini juga sudah banyak dikembangkan dengan tujuan memenuhi permintaan konsumen yang tidak ingin mengkonsumsi kafein. Pemanfaatan kopi sebagai ingredient pangan juga pada umumnya didasarkan terhadap aktifitas antioksidan pada kopi, karena kopi banyak mengandung beberapa senyawa antioksidan dari golongan hydroxycinnamic acids (chlorogenic acid, caffeic acid, coumaric acid and ferulic acids), melanoidin, dan beberapa produk reaksi pencoklatan non enzymatic (reaksi maillard). Selain itu perkembangan green coffee beans yang belum mengalami proses roasting dan reaksi fermentasi juga saat ini mendapatkan perhatian dari konsumen (Gambar 5). Green coffee beans masih kaya akan senyawa fenolik serta polisakarida yang juga banyak dikembangkan sebagai bahan baku pangan fungsional (Gawlik-dziki, Dziki, & Baraniak, 2016).
Beberapa senyawa antioksidan telah berhasil diekstrasi dari green coffee beans dengan metode subcritical water hydrolysis (SCWH) yang merupakan salah satu alternative teknologi untuk mengekstraksi komponen bioaktif dari beberapa sumber. Melalui teknik ini ektraksi dilkaukan dengan menggunakan air dengan suhu 100-375oC dengan tekanan tertentu. Beberapa keuntungan dari teknik ini diantaranya dari efisiensi ekstraksi hingga ramah lingkungan. Melalu teknik ektraksi ini beberapa komponen bioaktif dari green coffee beans juga terbukti memiliki karakteristik antioksidan, antimikrobia hingga antihipertensi (Tilahun & Soo, 2016).
-
Aplikasi flavor kopi dalam industri jasa boga seperti pada produk bakeri.
Beberapa produk bakery menggunakan komponen kopi sebagai ingredientnya (Gambar 6). Salah satu contoh cake tradisional yang berasal dari Italia yaitu Tiramisu merupakan salah satu pelopor yang menggunakan kopi sebagai komponen ingredient pentingnya.
Gambar 6. Tiramisu serta beberapa produk baker yang menggunakan kopi sebagai ingredientnya
Selain itu saat ini beberapa penelitian juga mengunakan SCG (Spent Coffee Ground) yang merupakan salah satu by product (45-50%) dari industry pengolahan kopi maupun industry kopi instan. Kurang lebihnya 2 kg SCG dihasilkan dari1 kg kopi instan yang diproduksi (Campos-vega & Oomah, 2015; Martinez-saez et al., 2017).
Gambar 7. The coffee chery dan byproduct (Spent Coffee Ground)
Hingga saat ini SCG hanya sebatas dimanfaatkan sebagai beberapa aplikasi seperti biofuels, compost, pakan ternak, biosorbents maupun smber enzim. Namun demikian, kecenderungan pemanfaatan SCG sebagai ingredient dari produk bakery seperti biscuit telah dikembangkan (Campos-vega & Oomah, 2015). SCG merupakan sumber yang baik sebagai antioksidan dietary fiber serta komponen bioaktif lainnya. Tabel 4 menjelaskan beberapa karakter fisikokimia dari SCG
Tabel 4. Karakter fisikokimia dari SCG (Campos-vega & Oomah, 2015)
| Analysis | SCG |
| Moisture (%) | 3.60 |
| Aw | <0.10 |
| Ashes (%) | 0.50 |
| Polysaccharides (%)
Free Glucose (mg/100 g) |
13.10
3.38 |
| Dietary fibre
TDF (%) IDF (%) SDF (%) |
47.30 41.63 5.67 |
| Total protein (%) | 11.20 |
| Nitrogen (%) | 1.79 |
| Fat (%) | 24.30 |
| ABTS
Direct % Trolox eq. (w/w) % CGA eq. (w/w) Indirect % CGA eq. (w/w) TPC % CGA eq. (w/w) CGA % 3-CGA (w/w) Caffeine % Caffeine (w/w) kcal/100 g |
0.17 0.33
0.39
0.18
0.01
0.20 411 |
Berdasarkan Tabel 4 tersebut SCG merupakan komponen yang cukup mengandung serat pangan yang cukup baik. Oleh karena itu pengembangan dilakukan salah satunya pada produk turunan bakery yaitu produk biscuit (Campos-vega & Oomah, 2015). Berdasarkan penelitian dengan menggunakan formulasi biscuit dengan konsentrasi penambahan SCG yang berbeda berpengaruh terhadap penerimaan dari konsumen yang dapat dilihat pada Gambar 8.
Oleh: Andriati Ningrum *)
Daftar Pustaka
Aguiar, J., Estevinho, B. N., & Santos, L. (2016). Microencapsulation of natural antioxidants for food application The specific case of coffee antioxidants A review. Trends in Food Science & Technology, 58, 21–39. http://doi.org/10.1016/j.tifs.2016.10.012
Bedoya-ramírez, D., Cilla, A., Contreras-calderón, J., & Alegría-torán, A. (2017). Evaluation of the antioxidant capacity , furan compounds and cytoprotective / cytotoxic effects upon Caco-2 cells of commercial Colombian coffee, Food Chemistry 219, 364–372. http://doi.org/10.1016/j.foodchem.2016.09.159
Benincá, C., Wbeimar, R., Ortiz, P., Ferreira, F., Leonardo, M., Salvio, A., & Fernando, E. (2016). Pressure cycling extraction as an alternative to percolation for production of instant coffee, Journal of Sepparation and Purification Technology 164, 163–169. http://doi.org/10.1016/j.seppur.2016.03.032
Campos-vega, R., & Oomah, B. D. (2015). Spent coffee grounds : A review on current research and future prospects, Trends in Food Science and Technology 45, 24–36. http://doi.org/10.1016/j.tifs.2015.04.012
Gawlik-dziki, U., Dziki, D., & Baraniak, B. (2016). Wheat bread enriched with green coffee – In vitro bioaccessibility and bioavailability of phenolics and antioxidant activity. Food Chemistry (in press) http://doi.org/10.1016/j.foodchem.2016.11.006
Kraehenbuehl, K., Page-zoerkler, N., Mauroux, O., Gartenmann, K., Blank, I., & Bel-rhlid, R. (2017). Selective enzymatic hydrolysis of chlorogenic acid lactones in a model system and in a coffee extract . Application to reduction of coffee bitterness. Food Chemistry, 218, 9–14. http://doi.org/10.1016/j.foodchem.2016.09.055
Ludwig, I. A., Sanchez, L., Caemmerer, B., Kroh, L. W., Peña, M. P. De, & Cid, C. (2012). Extraction of coffee antioxidants : Impact of brewing time and method. FRIN, 48(1), 57–64. http://doi.org/10.1016/j.foodres.2012.02.023
Martinez-saez, N., Tamargo, A., Domínguez, I., Rebollo-hernanz, M., Mesías, M., Morales, F. J., … Dolores, M. (2017). Use of spent coffee grounds as food ingredient in bakery products. Food Chemistry, 216, 114–122. http://doi.org/10.1016/j.foodchem.2016.07.173
Tilahun, A., & Soo, B. (2016). In fl uence of hydrothermal process on bioactive compounds extraction from green coffee bean. Innovative Food Science and Emerging Technologies, 38, 24–31. http://doi.org/10.1016/j.ifset.2016.09.006
Wei, L., Wai, M., Curran, P., Yu, B., & Quan, S. (2015). Coffee fermentation and flavor – An intricate and delicate relationship. Food Chemistry 185, 182–191. http://doi.org/10.1016/j.foodchem.2015.03.124
*) Staf Pengajar, Departemen Teknologi Pangan dan Hasil Pertanian, FTP UGM, Yogyakarta