35 enzimatik yang menghasilkan senyawa kompleks dengan berat molekul tinggi
Winarno, 1997.
4.2.2.2. Karakteristik Kimia Kafein
Biji kopi hasil proses dekafeinasi dijemur sampai kadar airnya mencapai 12-13 menggunakan panas sinar matahari selama 3-4 hari tergantung cuaca
Gambar 4.24. Setelah itu dilakukan pembubukan untuk analisis kadar kafein.
Gambar 4.24. Proses penjemuran biji kopi hasil proses dekafeinasi. Perubahan kadar kafein pada tiap ukuran biji untuk suhu pelarutan 60-
70
o
C disajikan dalam Gambar 4.25.
Suhu 60-70 C
0,5 1
1,5 2
2,5
2 4
6 8
Waktu, jam Ka
fe in
A1 A2
A3 A4
Gambar 4.25. Perubahan kadar kafein pada suhu pelarutan 60-70
o
C.
A1 : d 7.5mm A2 : 6.5mm d 7.5 mm
A3 : 5.5mm d 6.5mm A4 : d 5.5mm
36 Pada proses pelarutan kafein dengan perlakuan suhu antara 60-70
o
C diperoleh kadar kafein untuk ukuran biji kopi A
1
, A
2
, A
3
dan A
4
masing-masing adalah 0.89, 0.85 0.82, dan 0.80 setelah proses ektraksi berlangsung
selama 8 jam Perubahan kadar kafein terbesar terjadi pada biji kopi ukuran A
4
. Kadar kafein pada biji ukuran kecil 5.5 mm akan lebih cepat larut dari semula 2.28
turun menjadi 0.80 dalam waktu 8 jam. Laju perubahan kadar kafein di dalam biji kopi selama proses dekafeinasi pada suhu pelarutan 70-80
o
C, dan 80-90
o
C ditampilkan pada Gambar 4.26 dan 4.27.
Pada proses pelarutan kafein dengan perlakuan suhu antara 70-80
o
C diperoleh kadar kafein untuk ukuran biji A
1
, A
2
, A
3
dan A
4
masing-masing adalah 0.84, 0.80 0.78, dan 0.68 setelah proses ektraksi berlangsung selama 8
jam. Pada gambar di atas terlihat bahwa perubahan kadar kafein terbesar terjadi pada ukuran biji terkecil yaitu A
4
sebesar 0.68.
Suhu 70-80
o
C
0,5 1
1,5 2
2,5
2 4
6 8
Waktu , jam K
a fe
in
A1 A2
A3 A4
Gambar 4.26. Perubahan kadar kafein pada suhu pelarutan 70-80
o
C.
A1 : d 7.5mm A2 : 6.5mm d 7.5 mm
A3 : 5.5mm d 6.5mm A4 : d 5.5mm
37
Suhu 80-90
o
C
0,5 1
1,5 2
2,5
2 4
6 8
Waktu , jam K
a fe
in
A1 A2
A3 A4
Gambar 4.27. Perubahan kadar kafein pada suhu pelarutan 80-90
o
C. Pada proses pelarutan kafein dengan perlakuan suhu antara 80-90
o
C diperoleh kadar kafein untuk ukuran biji kopi A
1
, A
2
, A
3
dan A
4
masing-masing adalah 0.60, 0.52, 0.40, dan 0.32 setelah proses ektraksi berlangsung
selama 8 jam. Perubahan kadar kafein terbesar terjadi pada ukuran biji terkecil yaitu A
4
sebesar 0.32. Kadar kafein terendah dicapai pada ukuran biji terkecil yaitu A
4
dengan waktu pelarutan selama 8 jam dan suhu pelarut 80-90
o
C. Hasil ini sudah mendekati standar internasional kadar kafein kopi minim kafein yaitu
0.1-0.3 Charley dan Weaver, 1998. Kadar kafein biji kopi ukuran A
4
pada akhir proses pelarutan menggunakan suhu 60-70
C, 70-80 C dan 80-90
C masing-masing adalah 0.8, 0.68 dan 0.32. Semakin tinggi suhu pelarutan yang digunakan maka kadar
kafein yang dihasilkan pada akhir proses semakin rendah pula. Berdasarkan uji statistik, perubahan kadar kafein yang dihasilkan berbeda
nyata dalam interaksi antara ukuran biji, lama proses pelarutan dan suhu pelarut yang digunakan. Uji lanjutan menggunakan Duncan’s Multiple Range Test
diketahui bahwa perubahan kadar kafein antara ukuran biji A
1
dengan waktu proses 4 jam dan ukuran biji A
2
dengan waktu proses yang sama pada suhu 70- 80
o
C tidak berbeda nyata Lampiran 1.
A1 : d 7.5mm A2 : 6.5mm d 7.5 mm
A3 : 5.5mm d 6.5mm A4 : d 5.5mm
38 Posisi kafein di dalam biji kopi terdapat di bagian dinding sel dan
sitoplasma. Kafein yang terdapat di dalam sitoplasma berada dalam kondisi bebas, sedangkan selebihnya terdapat di dalam dinding sel dalam kondisi terikat sebagai
senyawa alkoloida dalam bentuk senyawa garam komplek kalium klorogenat dengan ikatan ionik Sivets dan Desroiser, 1979. Ikatan komplek menyebabkan
kafein tidak dapat bergerak bebas di dalam jaringan biji kopi. Pengaruh energi panas dapat menyebabkan ikatan tersebut terputus sehingga kafein mudah larut
dalam pelarut etilasetat. Perubahan fisik biji kopi selama pengukusan pengembangan volume
merupakan langkah awal proses pelunakan jaringan di dalam biji kopi dan menjauhnya jarak antar sel. Hal tersebut mempermudah molekul etil asetat
sebagai pelarut berdifusi ke dalam biji kopi dan mempercepat pelarutan senyawa kafein. Semakin kecil ukuran biji kopi, maka jarak antara permukaan biji dengan
inti biji akan semakin pendek sehingga molekul pelarut akan lebih cepat berdifusi dan mencapai dinding sel dan sitoplasma, sehingga semakin banyak jumlah kafein
yang terlarut. Proses pelarutan senyawa kafein dari biji kopi diawali oleh pemecahan
ikatan senyawa komplek akibat perlakuan panas. Pada kondisi demikian, kafein menjadi lebih mudah bergerak, mudah berdifusi melalui dinding sel dan
selanjutnya larut dalam pelarut etil asetat. Hasil penelitian menunjukkan bahwa semakin kecil ukuran biji kopi dan
semakin lama proses pelarutan serta semakin tinggi suhu pelarutan, maka laju penurunan kafein dari dalam biji kopi akan semakin tinggi. Hal tersebut sesuai
dengan yang pernah dilaporkan oleh Jaganyi and Price 1999 bahwa hasil pelarutan dipengaruhi oleh lama proses, konsentrasi pelarut dan ukuran bahan.
Asam Klorogenat dan Trigonellin
Kadar asam klorogenat dan trigonellin merupakan senyawa organik yang memberikan rasa dan aroma minuman kopi. Kadar asam klorogenat dan
trigonellin menurun seiring dengan turunnya kadar kafein. Asam klorogenat merupakan salah satu komponen pemberi sifat asam pada seduhan kopi.
39 Perubahan kadar asam klorogenat untuk tiap ukuran biji pada suhu proses
dekafeinasi yang berbeda disajikan pada Gambar 4.28-4.30.
Suhu 60-70 C
1 2
3 4
5 6
7 8
2 4
6 8
Waktu jam A
s am
k lor
o gen
at
A1 A2
A3 A4
Gambar 4.28. Perubahan kadar asam klorogenat pada suhu pelarutan 60-70
o
C. Pada proses dekafeinasi dengan perlakuan suhu antara 60-70
o
C diperoleh kadar kadar asam klorogenat untuk ukuran biji A
1
, A
2
, A
3
dan A
4
masing-masing adalah 2.41, 2.17, 1.93, dan 1.54 setelah proses ektraksi berlangsung
selama 8 jam. Pada gambar di atas terlihat bahwa perubahan kadar asam klorogenat terbesar terjadi pada ukuran biji terkecil yaitu A
4
sebesar 1.54.
Suhu 70-80
o
C
1 2
3 4
5 6
7 8
2 4
6 8
Waktu jam A
s am
k lor
ogenat
A1 A2
A3 A4
Gambar 4.29. Perubahan kadar asam klorogenat pada suhu pelarutan 70-80
o
C.
A1 : d 7.5mm A2 : 6.5mm d 7.5 mm
A3 : 5.5mm d 6.5mm A4 : d 5.5mm
A1 : d 7.5mm A2 : 6.5mm d 7.5 mm
A3 : 5.5mm d 6.5mm A4 : d 5.5mm
40 Pada proses dekafeinasi dengan perlakuan suhu antara 70-80
o
C diperoleh kadar kadar asam klorogenat untuk ukuran biji A
1
, A
2
, A
3
dan A
4
masing-masing adalah 2.17, 2.17, 1.80, dan 1.30 setelah proses ektraksi berlangsung
selama 8 jam. Pada gambar di atas terlihat bahwa perubahan kadar asam klorogenat terbesar terjadi pada ukuran biji terkecil yaitu A
4
sebesar 1.30.
Suhu 80-90
o
C
1 2
3 4
5 6
7 8
2 4
6 8
Waktu jam A
s am
k lo
rogen at
A1 A2
A3 A4
Gambar 4.30. Perubahan kadar asam klorogenat pada suhu pelarutan 80-90
o
C. Pada proses dekafeinasi dengan perlakuan suhu antara 80-90
o
C diperoleh kadar kadar asam klorogenat untuk ukuran biji A
1
, A
2
, A
3
dan A
4
masing-masing adalah 1.54, 1.30, 0.93, dan 0.67 setelah proses ektraksi berlangsung
selama 8 jam. Pada gambar di atas terlihat bahwa perubahan kadar asam klorogenat terbesar terjadi pada ukuran biji terkecil yaitu A
4
sebesar 0.67. Berdasarkan uji statistik, perubahan asam klorogenat yang dihasilkan
berbeda nyata dalam interaksi antara ukuran biji dan lama proses pelarutan, dan antara suhu pelarut yang digunakan dan lama proses pelarutan. Uji lanjutan
menggunakan Duncan’s Multiple Range Test diketahui bahwa interaksi antara ukuran biji dan lama proses pelarutan pada perubahan kadar asam klorogenat
antara ukuran biji A
1
-A
4
dengan lama proses 4 jam, dan lama proses 6 jam masing-masing tidak berbeda nyata. Perbedaan yang nyata terdapat pada lama
proses 2 jam dan 8 jam. Sedangkan interaksi antara suhu pelarut dan lama pelarutan diketahui bahwa lama pelarutan 2 jam pada suhu 60-70
o
C dan 70-80
o
C
A1 : d 7.5mm A2 : 6.5mm d 7.5 mm
A3 : 5.5mm d 6.5mm A4 : d 5.5mm
41 tidak berbeda nyata. Hal yang sam juga terjadi pada lama pelarutan 8 jam pada
suhu 60-70
o
C dan 70-80
o
C tidak berbeda nyata Lampiran 1. Perubahan kadar trigonellin untuk tiap ukuran biji pada suhu proses
dekafeinasi yang berbeda.disajikan dalam Gambar 4.31-4.33.
Suhu 60-7 0 C
0,2 0,4
0,6 0,8
1 1,2
1,4 1,6
1,8
2 4
6 8
Waktu jam T
ri g
onel lin
A1 A2
A3 A4
Pada proses dekafeinasi dengan perlakuan suhu antara 60-70
o
C diperoleh kadar trigonellin untuk ukuran biji A
1
, A
2
, A
3
dan A
4
masing-masing adalah 0.7, 0.5, 0.4, dan 0.3 setelah proses ektraksi berlangsung selama 8 jam. Pada
gambar di atas terlihat bahwa perubahan kadar trigonellin terbesar terjadi pada ukuran biji terkecil yaitu A
4
sebesar 0.3. Pada proses dekafeinasi dengan perlakuan suhu antara 70-80
o
C diperoleh kadar trigonelin untuk ukuran biji A
1
, A
2
, A
3
dan A
4
masing-masing adalah 0.6, 0.43, 0.38, dan 0.27 setelah proses ektraksi berlangsung selama 8 jam.
Pada gambar di atas terlihat bahwa perubahan kadar trigonellin terbesar terjadi pada ukuran biji terkecil yaitu A
4
sebesar 0.27 seperti disajikan dalam Gambar 4.32.
A1 : d 7.5mm A2 : 6.5mm d 7.5 mm
A3 : 5.5mm d 6.5mm A4 : d 5.5mm
Gambar 4.31. Perubahan kadar trigonellin pada suhu pelarutan 60-70
o
C.
42
Suhu 70-80
o
C
0.2 0.4
0.6 0.8
1 1.2
1.4 1.6
1.8
2 4
6 8
Waktu jam T
ri gonel
lin
A1 A2
A3 A4
Gambar 4.32. Perubahan kadar trigonellin pada suhu pelarutan 70-80
o
C.
Suhu 80-90
o
C
0.2 0.4
0.6 0.8
1 1.2
1.4 1.6
1.8
2 4
6 8
Waktu jam T
ri gone
lli n
A1 A2
A3 A4
Gambar 4.33. Perubahan kadar trigonellin pada suhu pelarutan 80-90
o
C. Pada proses dekafeinasi dengan perlakuan suhu antara 80-90
o
C diperoleh kadar trigonellin untuk ukuran biji A
1
, A
2
, A
3
dan A
4
masing-masing adalah 0.5, 0.35, 0.30, dan 0.20 setelah proses ektraksi berlangsung selama 8 jam.
Pada gambar di atas terlihat bahwa perubahan kadar trigonellin terbesar terjadi pada ukuran biji terkecil yaitu A
4
sebesar 0.20. Senyawa trigonellin merupakan pembentuk aroma dan flavor pada seduhan kopi. Untuk mendapatkan flavor yang
A1 : d 7.5mm A2 : 6.5mm d 7.5 mm
A3 : 5.5mm d 6.5mm A4 : d 5.5mm
A1 : d 7.5mm A2 : 6.5mm d 7.5 mm
A3 : 5.5mm d 6.5mm A4 : d 5.5mm
43 optimum, kadar trigonellin yang terkandung di dalam biji kopi harus lebih besar
dari 1 Viani dan Horman, 1974. Berdasarkan uji statistik perubahan kadar trigonellin yang dihasilkan
berbeda nyata dalam interaksi antara ukuran biji, lama proses pelarutan dan suhu pelarut yang digunakan. Uji lanjutan menggunakan Duncan’s Multiple Range
Test diketahui bahwa perubahan kadar trigonellin antara ukuran biji A
1
dengan lama proses 2 jam pada suhu 80-90
o
C dan ukuran biji A
2
dengan lama proses yang sama pada suhu 70-80
o
C tidak berbeda nyata Lampiran 1. Berdasarkan hasil penelitian diketahui bahwa perubahan kadar kafein,
asam klorogenat dan trigonellin yang terbesar terdapat pada ukuran biji terkecil A
4
dan suhu pelarutan tertinggi 80-90
o
C. Gambar 4.34 menyajikan perubahan kadar kafein, asam klorogenat dan trigonellin biji kopi ukuran 5.5 mm untuk
tiga perlakuan suhu pelarutan yang berbeda dalam proses pelarutan selama 8 jam.
Ukuran biji 5.5mm Pelarutan 8 jam
1 2
3 4
5 6
7 8
65 75
85 Suhu
C Ka
d a
r Ka fe
in , As
a m
K ol
or og
ena t,
T ri
go nel
lin
Kafein As Klorogenat
Trigonellin
Gambar 4.34. Perubahan kadar kafein, asam klorogenat dan trigonellin pada tiap suhu pelarutan yang berbeda.
Laju penurunan kafein, asam klorogenat dan trigonellin untuk ukuran biji 5.5 mm A
4
disajikan dalam Gambar 4.35-4.37.
44
Kafein Ukuran biji 5.5 mm
Suhu 80-90
o
C
10 20
30 40
50 60
70 80
90 100
1 2
3 4
5 6
7 8
Waktu Jam Laj
u P
enur u
n an
K a
fei n
b k
k a
fe in
j a
m
Gambar 4.35. Laju penurunan kafein biji 5.5 mm pada suhu pelarutan 80-90
o
C. Berdasarkan gambar 4.35 dilihat bahwa laju penurunan kadar kafein
ukuran biji A
4
dalam 2, 4, 6 dan 8 jam proses pelarutan masing-masing adalah 60.5, 73.9, 79.4 dan 86. Penurunan kadar kafein mengalami kenaikan
secara signifikan dalam 2 jam proses pelarutan sebesar 60.5.
Asam Klorogenat Ukuran Biji 5.5 mm
Suhu 80-90
o
C
10 20
30 40
50 60
70 80
90 100
1 2
3 4
5 6
7 8
Waktu jam L
aj u P
e nur
u nan A
s K
lor og
ena t
bk as
k lo
roge nat
j am
Gambar 4.36. Laju penurunan asam klorogenat biji 5.5 mm pada suhu pelarutan 80-90
o
C.
45 Pada laju Gambar 4.36 terlihat bahwa penurunan kadar asam klorogenat
dalam 2, 4, 6 dan 8 jam proses pelarutan masing-masing adalah 39.5, 55.3, 57.9 dan 91.2. Laju penurunan kadar asam klorogenat naik secara siginifikan
pada 0-2 jam dan pada 6-8 jam proses pelarutan. Sedangkan laju penurunan kadar trigonellin dalam 2, 4, 6 dan 8 jam proses
pelarutan masing-masing adalah 48.2, 70.6, 85.3 dan 88.2 seperti disajikan dalam Gambar 4.37.
T rigonellin Ukuran Biji 5.5 mm
Suhu 80-90
o
C
10 20
30 40
50 60
70 80
90 100
1 2
3 4
5 6
7 8
Waktu jam Laj
u P
enur u
nan T
ri go
nel lin
bk t
ri gon
el lin
ja m
Gambar 4.37. Laju penurunan trigonellin biji 5.5 mm pada suhu pelarutan 80-90
o
C. Berdasarkan Gambar 4.37 terlihat bahwa pada 2 jam proses pelarutan laju
penurunan trigonellin terus mengalami peningkatan sampai akhir proses pelarutan.
4.2.2.3. Uji Organoleptik
Kategori