A. Judul

Pengaruh Metode Pengolahan dan Dekafeinasi : Uji komparasi Potensi dan

Karakteristik (Kimia dan Sensori) Antioksidan Kopi dari Jenis Arabika dan

Robusta

B. Bidang Ilmu

Penelitian ini termasuk bidang pertanian khususnya Ilmu dan Teknologi Pangan

C. Pendahuluan

Banyak penelitian berbasis kopi yang dihubungkan dengan kesehatan

manusia terfokus pada aspek-aspek negatif, seperti efek tokxisitas dari kafein.

Karena Kopi telah dikonsumsi di banyak negara, pasti ada dampak positif pada

kopi, seperti efek antioksidative pada kesehatan manusia. Manfaat antioksidan

bagi kesehatan telah dikenal luas, sejak senyawa ini mampu menetralkan ‘errant

molecules’ atau lebih dikenal dengan radikal bebas. Ketidakseimbangan elektrik

sel akan membunuh sel-sel yang sehat dan sel-sel tersebut mencoba menstabilkan

kondisi dengan mengambil partikel sub-atom. Hal inilah yang menyebabkan

penuaan dini, diabetes, kardiovaskular, katarak, kanker, penurunan kekebalan

tubuh dan system syaraf dan masalah kesehatan lainnya (Richelle et al., 2001;

Borelli et al., 2004; Del Castillo et al., 2004; Yanagimoto et al., 2004)

Kopi merupakan salah satu sumber antioksidan. Secara alamiah, di dalam

kopi terdapat golongan polifenol yang berfungsi sebagai senyawa antioksidan.

Menurut Yen et al. (2005), kopi memiliki efek antioksidan empat kali lebih

banyak daripada kandungan antioksidan teh hijau. Selain itu slogan back to

nature yang sekarang di anut sebagian besar orang merupakan peluang yang

prospektif bagi komoditas kopi.

Kopi merupakan minuman penyegar yang dikonsumsi oleh sebagian orang

saat santai dan berbagai kesempatan. Sebagian besar mengonsumsi kopi dengan

tujuan memperpanjang waktu terjaga dan meningkatkan konsentrasi berpikir. Hal

ini merupakan dampak positif dari kafein (1,3,7 trimetilxantin). Namun, jika

dikonsumsi secara berlebihan kafein juga memiliki efek negatif.

1

Misalnya merangsang kerja jantung, meningkatkan ketegangan otak, dan

meningkatkan sekresi lambung.

Melihat efek negatif, disamping efek positif yang ditimbulkan oleh kafein,

maka penting dilakukan upaya untuk menghilangkan kafein (dekafeinasi), sesuai

standar yang ditetapkan, pada kopi. Pada dasarnya, tujuan kafeinasi adalah

memproduksi kopi tanpa atau sedikit kafein tanpa mengurangi aroma dan

rasanya.

Beberapa metode yang digunakan dalam proses dekafeinasi adalah metode

dengan menggunakan air, dan metode kimiawi. Penggunaan air memiliki

beberapa keunggulan, yaitu aman, ekonomis tidak berbau dan tidak berasa.

Namun , metode ini memiliki kekurangan yaitu penggunaan air dalam jumlah

yang cukup banyak. Pelarut kimia yang aman digunakan adalah methylene

chloride dan ethyl acetate. Metode ini lebih efektif, karena penggunaan pelarut

kafein yang dapat di daur ulang. Penelitian Lestari (2004) yang mengggunakan

pelarut air dengan mengkombinasikan steam dan leaching, mampu mengurangi

kafein hingga menjadi 0,3 persen. Artinya syarat sebagai kopi bubuk dekafeinasi

sudah tercapai, karena standarnya 0,1 – 0,3 persen.

Di Indonesia terdapat dua jenis tanaman kopi yang dominan, yaitu kopi

robusta (Coffea canephora) dan kopi arabika (Coffea arabica). Kandungan

kafein pada biji kopi robusta sekitar 1,57 – 2,68 persen, lebih tinggi daripada kopi

arabica yang mengandung kafein 0,94 – 1,59 persen. Bukan hanya itu, kafein

pada kopi robusta memiliki sifat kelarutan yang makin tinggi pada saat terjadi

peningkatan suhu. Di satu sisi, dengan alasan tersebut diatas, harga kopi arabika

lebih baik dibandingkan kopi robusta. Padahal kopi yang dihasilkan dari

perkebunan rakyat Indonesia sebagian besar adalah kopi varietas robusta

Sebagian besar kopi Indonesia dihasilkan oleh perkebunan rakyat. Oleh

karena itu, untuk meningkatkan mutu kopi harus diikuti dengan penyebaran

informasi teknologi budidaya dan cara pengolahan yang benar agar petani bisa

memahami dan menerapkannya. Penerapan teknologi tersebut bagi petani bukan

hanya akan menghasilkan kopi yang bermutu baik, tapi juga mendapatkan

produksi dan pendapatan yang lebih tinggi.

2

Hal ini dimungkinkan karena pada tahap pengolahan buah kopi menjadi biji

kopi kering ini, terjadi perubahan fisik dan kimia pada biji kopi, maka kualitas

biji kopi sangat dipengaruhi oleh keberhasilan proses ini. Menurut Sitoresmi dan

Wicaksono (2006), kadar fenol sebagai antioksidan pada biji kopi Robusta yang

diolah secara basah lebih tinggi dibandingkan pada biji kopi yang diolah secara

kering, sebaliknya nilai rata-rata aktivitas antioksidan pada biji kopi yang diolah

secara basah lebih rendah. Hal ini disebabkan karena pada pengolahan basah

pengeringan yang dilakukan membutuhkan waktu yang lebih lama dibandingkan

pada pengolahan cara kering

D. Perumusan Masalah

Saat ini persaingan di bisnis industri pangan sangat ketat. Setiap bulannya

hampir 100 merk baru bermunculan. Pengembangan produk baru, yang akan

mengakibatkan repositioning product, adalah dengan meningkatkan kualitas yang

memberikan ciri khas pada produk sebagai pembeda dari produk lain sejenis.

Dekafeinasi kopi akan menurunkan kadar kafein dalam biji kopi sesuai

standar yang ditetapkan tanpa merubah rasa dan aroma. Padahal, selain efek

negatif yang ditimbulkan, kafein adalah senyawa khas pada kopi yang

memberikan efek terjaga dan stimulan bagi kerja otak. Sebagian besar orang,

mengkonsumsi kopi untuk tujuan tersebut.

Kopi terdekafeinasi,diharapkan mampu ‘memperbaiki’ citra kopi menjadi

minuman stimulan yang aman dikonsumsi (bahkan bagi penderita penyakit

jantung dan Diabetes Melitus) dan bermanfaat karena memiliki kandungan

senyawa polifenol sebagai antioksidan.

Dengan citra positif ini niscaya ‘budaya ngopi’ di masyarakat bisa terus

dilakukan tanpa menggerus kondisi kesehatannya. Untuk itu maka perlu dikaji

permasalahan sebagai berikut:

1. Bagaimana pengaruh metode pengolahan terhadap potensi dan

karakteristik ( kimia dan sensori) antioksidan kopi terdekafeinasi yang

dihasilkan

3

2. Bagaimana pengaruh metode dekafeinasi terhadap potensi dan

karakteristik ( kimia dan sensori) antioksidan kopi terdekafeinasi yang

dihasilkan

3. Bagaimana pengaruh interaksi metode pengolahan dan dekafeinasi

terhadap potensi dan karakteristik ( kimia dan sensori) antioksidan biji

kopi terdekafeinasi yang dihasilkan

4. Bagaimana perbandingkan potensi dan karakteristik ( kimia dan sensori)

antioksidan kopi terdekafeinasi dari jenis arabika dan robusta

E. Tinjauan Pustaka

Kopi adalah spesies tanaman berbentuk pohon yang termasuk dalam famili

Rubiaceae dan genus Coffea. Dunia perdagangan mengenal beberapa golongan kopi,

tetapi yang paling sering dibudidayakan adalah kopi robusta, arabika, dan liberika.

Pada umumnya, penggolongan kopi berdasarkan spesiesnya, kecuali kopi robusta.

Kopi Robusta bukan nama spesies karena kopi ini merupakan turunan dari beberapa

spesies kopi, terutama Coffea canephora (Haarer, 1971).

Tanaman kopi robusta tumbuh baik di dataran rendah sampai ketinggian 1.000

m di atas permukaan laut atau daerah-daerah yang mempunyai suhu sekitar 20 ºC.

Tanaman kopi robusta dapat tumbuh di daerah relatif rendah karena jenis kopi ini

dapat bertahan dari serangan hama bubuk kopi “Hypothenemus hampei” yang hidup

di dataran rendah. Tanaman kopi arabika tumbuh di daerah-daerah yang lebih tinggi

sampai ketinggian sekitar 1.700 m diatas permukaan laut atau daerah-daerah yang

mempunyai suhu sekitar 10-16 ºC. Sedangkan tanaman kopi liberika dapat tumbuh di

dataran rendah (Siswoputranto, 1978).

Kopi robusta mempunyai beberapa varietas, antara lain: Quillou, Uganda, dan

Chanephora dengan sifat-sifat seperti pada Tabel 1.

4

Tabel 1. Beberapa jenis kopi robusta dan sifat-sifatnyaVarietas Sifat

Quillou Pohon tegap, cabang primer panjang dengan arah pertumbuhan mendatar dan ujung agak melengkung ke bawah.

Daun agak sempit dan panjang dengan permukaan berombak

Buah matang berwarna merah jernih dan bergaris. Produksi tinggi pada tahun-tahun pertama, tetapi setelah

itu menurun cepat.Uganda Cabang primer lemah.

Daun kecil dan sempit, helaiannya agak menutup, dan permukaan berombak.

Buah mudah rontok dan mudah terserang hama bubuk. Sesuai untuk dataran tinggi (> 500 m dpl)

Canephora Pohon banyak mengeluarkan cabang reproduksi. Daun sempit dengan permukaan berombak. Buah muda berwarna coklat-kemerahan. Mudah terserang HV. Bersifat self steril, sehingga harus dicampur dengan klon

lain. Sumber: Anonim, 2001

Tanaman kopi robusta tumbuh baik di dataran rendah sampai ketinggian 1.000

m di atas permukaan laut atau daerah-daerah yang mempunyai suhu sekitar 20 ºC.

Tanaman kopi robusta dapat tumbuh di daerah relatif rendah karena jenis kopi ini

dapat bertahan dari serangan hama bubuk kopi “Hypothenemus hampei” yang hidup

di dataran rendah. Tanaman kopi arabika tumbuh di daerah-daerah yang lebih tinggi

sampai ketinggian sekitar 1.700 m diatas permukaan laut atau daerah-daerah yang

mempunyai suhu sekitar 10-16 ºC. Sedangkan tanaman kopi liberika dapat tumbuh di

dataran rendah (Siswoputranto, 1978).

Menurut Ridwansyah (2003), buah kopi terdiri dari daging buah dan biji.

Buah terdiri dari tiga lapisan yaitu:

a. Lapisan kulit luar (eksokarp) yang terdiri dari satu lapisan yang tipis.

b. Lapisan daging buah (mesokarp) yang apabila telah masak akan berlendir.

c. Lapisan kulit tanduk (endocarp/parchment) yang cukup keras.

5

Gb. 1. Bagian-bagian buah kopi

Secara struktur, kopi robusta memiliki kulit ari yang sulit dilepas dari

endospermnya. Hal ini disebabkan karena kopi robusta memiliki lendir dalam jumlah

yang sedikit (Najiyati dan Danarti, 2004). Kopi robusta memiliki kafein yang lebih

tinggi, rasa yang pahit, dan asam (Indrianto, 2007).

Teknik budidaya biji kopi untuk memperoleh hasil yang bermutu tinggi tidak

hanya berhenti pada budidaya dan pemanenan saja, melainkan juga cara penanganan

hasil panen. Penanganan kopi hasil panen dimulai dengan sortasi (pemilahan)

gelondong, kemudian pengolahan, sortasi biji, dan pengepakan/penyimpanan

(Najiyati dan Danarti, 2004).

Pengolahan buah kopi dilakukan melalui dua cara, yaitu cara basah dan

kering. Pengolahan cara basah memerlukan modal besar, tetapi prosesnya lebih cepat

dan mutu yang dihasilkan lebih baik. Pengolahan basah banyak dilakukan oleh PTP,

perkebunan swasta yang cukup besar, atau kelompok petani yang membentuk

koperasi (Ciptadi dan Nasution, 1985).

Pengolahan Cara Basah

Pengolahan cara basah banyak menggunakan air. Pengolahan basah dilakukan

melalui tujuh tahap, yaitu: sortasi gelondong, pulping, fermentasi, pencucian,

pengeringan, hulling, dan sortasi.

Sortasi gelondong dimaksudkan untuk memisahkan kopi merah yang berbiji

dan sehat dengan kopi hampa yang terserang bubuk. Prinsip kerja dari tahapan ini

adalah perbedaan berat jenis kopi tersebut (Ciptadi dan Nasution, 1985).

6

Lapisan kulit luar

Lapisan daging buah

Lapisan kulit tanduk

Kulit ari

Biji

Pulping bertujuan untuk memisahkan biji dari kulit terluar dan mesocarp

(bagian daging) sehingga diperoleh biji kopi yang masih terbungkus kulit tanduk.

Prinsip kerja pulping adalah melepaskan eksocarp dan mesocarp buah kopi pada air

mengalir (Ridwansyah, 2003).

Fermentasi bertujuan untuk menghilangkan lapisan lendir yang menyelimuti

kopi yang keluar dari mesin pulper. Fermentasi basah dilakukan dengan jalan

merendam biji kopi selama 24 jam, kemudian baru dilakukan pencucian pada air yang

mengalir dan bersih. Biji dianggap bersih jika biji diraba terasa kesat (Rubiyo, et al.,

2005).

Menurut Ridwansyah (2003), perubahan yang terjadi selama proses fermentasi

meliputi:

Pemecahan komponen mucilage

Bagian yang terpenting dari lapisan berlendir (getah) ini adalah komponen

protopektin yaitu suatu ‘insoluble complex’ tempat terjadinya meta cellular lactice

dari daging buah. Ada yang berpendapat bahwa terjadinya pemecahan getah itu

adalah sebagai akibat bekerjanya enzim pektinase yang terdapat dalam buah kopi.

Proses pemecahan ini juga dibantu oleh Bacterium lactic aerogenes, dan

Saccharomyces. Proses pemecahan getah pada kondisi fermentasi dengan pH 5,5-6

akan berjalan cukup cepat.

Pemecahan gula

Gula adalah senyawa yang dapat larut dalam air. Pencucian biji kopi lebih dari

15 menit akan banyak menyebabkan terjadinya kehilangan konsentrasi gula. Proses

difusi gula dari biji melalui parchment ke daging buah berjalan sangat lambat. Proses

ini terjadi sewaktu perendaman dalam bak pengumpul dan pemisahan buah. Selama

fermentasi, komponen gula pada biji kopi berubah menjadi polisakarida (larut air),

oligosakarida, caramel, dan komponen volatil. Kadar gula dalam daging biji akan

mempengaruhi konsentrasi gula di dalam getah pada beberapa jam setelah fermentasi

(Rubiyo, et al., 2005). Sebagai hasil proses pemecahan gula adalah asam laktat dan

asam asetat dengan kadar asam laktat yang lebih besar. Asam-asam lain yang

dihasilkan dari proses fermentasi ini adalah etanol, asam butirat, dan propionat.

7

Perubahan warna kulit

Pemisahan biji kopi dari pulp dan parchment menyebabkan kulit ari berwarna

coklat. Jaringan daging biji juga akan berubah menjadi kecoklatan. Proses browning

ini terjadi akibat oksidasi polifenol. Terjadinya warna kecoklatan yang kurang

menarik ini dapat dicegah dalam proses fermentasi melalui pemakaian air pencucian

yang bersifat alkalis.

Pencucian bertujuan untuk menghilangkan seluruh lapisan lendir dan kotoran

lainnya yang masih tertinggal setelah fermentasi atau setelah keluar dari mesin raung

pulper. Pencucian secara sederhana dilakukan pada bak memanjang dengan air

mengalir.

Pengeringan bertujuan untuk menurunkan kadar air kopi hingga menjadi 12

persen. Pengeringan dapat dilakukan melalui tiga cara, yaitu: cara alami, buatan, dan

kombinasi antara cara alami dan buatan. Sedangkan Hulling bertujuan untuk

memisahkan biji kopi yang sudah kering dari kulit tanduk dan kulit arinya (Ciptadi

dan Nasution, 1985).

Penyangraian (Roasting)

Penyangraian adalah proses pemanasan kopi beras pada suhu 180-225 ºC.

Tujuan penyangraian adalah untuk mendapatkan kopi sangrai yang berwarna coklat

kayu manis kehitaman. Proses penyangraian biji kopi sangat tergantung pada waktu

dan suhu yang ditandai dengan perubahan kimiawi yang signifikan. Berdasarkan suhu

penyangraian yang digunakan, penyangraian kopi dibedakan atas tiga golongan,

yaitu:

1. Penyangraian ringan/light, yaitu penyangraian kopi yang dilakukan pada suhu

193-199 ºC dengan kehilangan air sekitar 3-5 persen.

2. Penyangraian sedang/medium, yaitu penyangraian kopi yang dilakukan pada suhu

204 ºC dengan kehilangan air sekitar 5-8 persen.

3. Penyangraian berat/heavy, yaitu penyangraian kopi yang dilakukan pada suhu

113-221 ºC dengan kehilangan air sekitar 8-14 persen.

Tahap awal penyangraian adalah membuang uap air pada suhu penyangraian

100 ºC, kemudian diikuti tahap pirolisis pada suhu 180 ºC. Pada tahap pirolisis terjadi

perubahan-perubahan komposisi kimia dan pengurangan berat sebanyak 10 persen.

8

Kehilangan berat ini disebabkan karena produk CO2 yang dihasilkan dan produk

pirolisis volatil lainnya (Ciptadi dan Nasution, 1985).

Perubahan sifat fisik dan kimia yang terjadi selama proses penyangraian

adalah: swelling, penguapan air, pembentukan senyawa volatil, karamelisasi

karbohidrat, pengurangan serat kasar, denaturasi protein, pembentukan gas CO2

sebagai hasil oksidasi, dan pembentukan aroma yang spesifik pada kopi. Selama

penyangraian, swelling disebabkan karena terbentuknya gas-gas yang sebagian besar

terdiri dari CO2 yang kemudian mengisi ruang dalam sel atau pori-pori (Ridwansyah,

2003).

Senyawa yang membentuk aroma di dalam kopi menurut Ciptadi dan

Nasution (1985) adalah:

1. Golongan fenol dan asam tidak menguap, yaitu asam kofeat, asam klorogenat,

asam ginat, dan riboflavin.

2. Golongan senyawa karbonil, yaitu asetaldehid, propanon, alkohol, dan vanilin

aldehid.

3. Golongan senyawa karbonil asam, yaitu oksasuksinat, aseto asetat, hidroksi

pirufat, keton kaproat, oksalasetat, mekoksalat, dan merkaptopiruvat.

4. Golongan asam amino, yaitu leusin, isoleusin, varilin, hidroksiprolin, alanin,

treonin, glisin, dan asam aspartat.

5. Golongan asam mudah menguap yaitu asam asetat, propionat, butirat, dan volerat.

Pada proses penyangraian terjadi penguapan kafein dan penguraian protein,

asam, amino, arabinogalaktan, gula, trigonelline, asam klorogenik, sukrosa, dan air

yang akan membentuk komponen-komponen lain yaitu aseton, furfural, amonia,

trimetilamin, metilpiridinium, asam formiat, asam asetat, dan melanoidin

(Del Castillo, et al., 2002). Perubahan-perubahan yang terjadi selama penyangraian

dapat dilihat pada Table 2. Karemelisasi sukrosa terjadi apabila titik leleh sukrosa

telah tercapai, yaitu pada suhu 188 ºC (Anonim, 2004). Kafein di dalam kopi terdapat

baik sebagai senyawa bebas maupun dalam bentuk kombinasi dengan klorogenat

sebagai senyawa kalium kaffein klorogenat (Spiller, 1998).

Table 2. Komposisi kimia kopi robusta sebelum dan setelah penyangraian

Komponen Biji kopi robusta Kopi robusta tersangrai

9

Mineral 4,0-4,5 4,6-5

Kaffein 1,6-2,4 2

Trigonelline 0,6-0,75 0,3-0,6

Lemak 9-13 11-16

Total asam klorogenik 7-10 3,9-4,6

Asam alifatis 1,5-1,2 1-1,5

Oligosakarida 5-7 0-3,5

Total polisakarida 37-47

Asam amino 0

Protein 13-15

Asam humik 16-17

Sumber: Ridwansyah (2003)

Antioksidan Kopi

Secara alamiah, antioksidan dapat ditemukan di beberapa tanaman, seperti:

buah, sayur, kacang-kacangan, teh, dan kopi dalam bentuk senyawa polifenol baik

golongan flavonoid maupun fenol. Flavonoid adalah hasil metabolisme sekunder

yang ditemukan pada tanaman pangan, seperti: buah, sayuran, serealia, dan minuman.

Flavonoid selalu ada pada sel dalam bentuk glikosida. Glikosida ini akan terpecah

menjadi aglikon dan gula oleh enzim atau karena panas-asam perlakuan (Shahidi dan

Naczk, 1995). Tiap bahan makanan itu mempunyai kandungan flavonoid dan

senyawa fenolik yang berbeda (Madhavi et al., 1995). Buah kopi banyak

mengandung senyawa polifenol, seperti: asam klorogenik, trigoneline, asam kafein,

asam ferulik, dan asam p-coumaric. Polifenol tergabung dalam molekul gula yang

melindungi kelompok antioksidan. Penyangraian membuat komposisi senyawa

polifenol berubah (Richelle et al., 2001).

Senyawa makromolekul seperti melanoidin dihasilkan dari gula-asam amino

pada reaksi maillard yang akan menghambat reaksi oksidasi pada lemak. Fraksi masa

yang lebih tinggi dari biji kopi hasil penyangraian mengandung antioksidan tertentu.

Melanoidin memiliki aktifitas antioksidan yang kuat, dan diperkuat lagi dengan asam

fenol karbonik yang memiliki berat molekul rendah terutama senyawa heterosiklik.

Senyawa yang didapat dari reaksi maillard telah dianggap sebagai antioksidan.

10

Beberapa contoh senyawa heterosiklik hasil reaksi maillard adalah: pyrroles,

oxazoles, furans, thiazoles, thiophenes, imidazoles, pyrazines, dan maltol. Pada saat

pemanggangan juga terbentuk metilpiridinium yang berasal dari trigonelline. Pyroles

dan furans menunjukkan aktifitas paling tinggi (Yanagimoto et al., 2004).

Antioksidan sangat penting dalam usaha untuk menghambat reaksi oksidasi

yang menghasilkan radikal bebas dan turunannya. Reaksi oksidasi berlangsung

dalam tiga tahap, yaitu:

Inisiasi : RH R* + H*

Propagasi : R* + O2 ROO*

ROO* + RH ROOH + R*

Terminasi : ROO* + ROO* ROOR + O2

ROO* + R* ROOR

R* + R* RR

Radikal bebas merupakan suatu atom atau molekul yang mempunyai satu

elektron atau lebih yang tidak berpasangan. Secara teoritis, radikal bebas dapat

terbentuk bila terjadi pemisahan ikatan kovalen (Muhilal, 1991).

Tahap inisiasi merupakan tahap pembentukan radikal bebas lemak bila

hidrogen (sebenarnya sebuah proton) meninggalkan karbon α-metilena pada gugus

asam lemak tak jenuh dari molekul lemak (RH). Hasil reaksi inisiasi berupa radikal

bebas (R*) yang sangat peka terhadap serangan oksigen atmosfer dan membentuk

radikal peroksi tak stabil (ROO*). Radikal peroksi tak stabil berperan sebagai inisiator

dan pemacu kuat oksidasi selanjutnya. Pada proses selanjutnya, pemecahan oksidatif

lemak dan minyak menjadi proses yang dipacu oleh dirinya sendiri (autokatalitik)

atau autooksidatif. Reaksi berantai antara peroksi radikal (ROO*) dengan lemak (RH)

menghasilkan hidroperoksida (ROOH) dan radikal hidrokarbon (R*) baru. Radikal

baru ini kemudian berperan dalam reaksi berantai karena bereaksi dengan molekul

oksigen lain. Hidroperoksida ini kemudian dapat mengalami pemecahan menjadi

senyawa organik yang lebih kecil, seperti: aldehid, malonaldehid, keton, dan asam

yang memberikan bau dan cita rasa tak enak yang dikenal dengan ketengikan. Bila

dua radikal bergabung maka terjadi terminasi. Jika tidak ada lagi radikal yang tersedia

11

untuk reaksi lebih lanjut dengan oksigen, tentu saja diperlukan reaksi inisiasi yang

baru apabila oksidasi akan terus berlangsung (Tranggono, et al., 1989).

Penghambatan oksidasi oleh antioksidan dapat dilakukan secara primer dan

sekunder. Penghambatan secara primer terjadi apabila antioksidan memutus reaksi

berantai (chain breaking) pembentukan rantai oksidasi. Penghambatan sekunder

terjadi apabila antioksidan mengubah radikal lipid ke bentuk yang lebih stabil,

mendeaktifkan ion logam yang merupakan prooksidan, menangkap oksigen, dan

mengikat singlet oksigen.

Senyawa yang berperan sebagai antioksidan primer adalah fenolik. Radikal

yang terbentuk dari reaksi fenol dengan radikal lipid distabilkan melalui delokalisasi

elektron yang tidak berpasangan di sekeliling cincin aromatik. Stabilitas radikal

fenoksil mengurangi kecepatan propagasi pada reaksi autooksidasi karena reaksi ini

berjalan lebih lambat dibanding reaksi propagasi tanpa adanya antioksidan. Pengaruh

konsentrasi antioksidan pada kecepatan autooksidasi tergantung pada beberapa faktor,

antara lain: struktur antioksidan, kondisi oksidasi dan sampel yang teroksidasi

(Gordon, 1990).

Dekafeinasi Kopi

Dekafeinasi adalah upaya menghilangkan kafein dari bahan baku yang

mengandung kafein, seperti teh, kakao, kopi dan lain sebagainya, sesuai standar yang

telah ditentukan, yaitu berkisar 97% - 99,9% bebas kafein. Beberapa metode yang

digunakan adalah metode langsung dan metode tidak langsung, dengan masing-

masing metode menggunakan larutan air atau kimia. Beberapa ahli juga

menyebutkan metode air (steam) dan metode kimia (http://

www.swisswater.ca/decaf/process/greenbean).

Pada biji kopi, secara sederhana dekafeinasi dilakukan pada kopi yang telah

mengalami proses pengolahan (biji kopi kering) sebelum dilakukan penyangraian.

Kemudian biji kopi direndam dalam pelarut kafein, berulang dilakukan hingga

kandungan kafein hanya 1-3% dari kandungan awal (http://

www.swisswater.ca/decaf/process/greenbean).

Metode langsung menyebutkan biji kopi dikukus selama 30 menit, kemudian

direndam dalam methylene chloride atau ethyl acetate selama 10 jam. Biji kopi

12

dikukus kembali selama 1 jam untuk menghilangkan semua residu bahan kimia, dan

dikeringkan (http:// www.swisswater.ca/decaf/process/greenbean).

Dalam metode tidak langsung, kopi direndam dalam air panas selama 1 jam .

Kemudian biji dikeluarkan dari pelarut yang kemudian diberi methylene chloride atau

ethyl acetate untuk mengekstak kafein dari pelarut. Kafein dipisahkan dari air dengan

metode evaporasi sederhana. Penggunaan air dengan penggunaan bahan kimia yang

tidak bersentuhan langsung dengan biji kopi mengakibatkan proses ini sering disebut

dengan metode air (http:// www.swisswater.ca/decaf/process/greenbean).

Menurut Peker et al, (2004) laju dekafeinasi merupakan fungsi dari laju aliran

CO2 , temperatur, dan tekanan. Ekstraksi dengan mengunakan metode supercritical

carbon dioxide merupakan pelarut yang selektif dan diaplikasikan untuk dekafeinasi

biji kopi dengan temperatur 70 derajat Celcius dengan bertekanan tinggi.

Metode dengan menggunakan pelarut air membutuhkan tekanan dan

temperatur di atas titik didih air. Dengan adanya paas dapat memutuskan ikatan ion

kafein dan senyawa lain, sehingga kafein akan terbebas dan lepas dalam air

(Peker et al., 2004)

F. Tujuan Penelitian

Penelitian ini bertujuan untuk:

1. Mengetahui pengaruh metode pengolahan terhadap potensi dan

karakteristik ( kimia dan sensori) antioksidan kopi terdekafeinasi yang

dihasilkan

2. Mengetahui pengaruh metode dekafeinasi terhadap potensi dan

karakteristik ( kimia dan sensori) antioksidan kopi terdekafeinasi yang

dihasilkan

3. Mengetahui pengaruh interaksi metode pengolahan dan dekafeinasi

kopi terhadap potensi dan karakteristik ( kimia dan sensori) antioksidan

kopi terdekafeinasi yang dihasilkan

4. Membandingkan potensi dan karakteristik ( kimia dan sensori)

antioksidan kopi terdekafeinasi dari jenis arabika dan robusta

13

G. Manfaat Penelitian

1. Dari penelitian ini dihasilkan produk kopi terdekafeinasi (decafeinnated coffee)

yang memiliki potensi dan karakteristik antioksidan yang optimum dan memiliki

efek negatif yang rendah sehingga aman bagi penderita jantung, DM dan

hipertensi dengan rasa dan aroma yang tidak jauh berbeda dengan kopi yang biasa

dikonsumsi

2. Meningkatkan konsumsi kopi yang pada akhirnya akan meningkatkan prospek

komoditi kopi

3. Menambah kelengkapan bahan ajar khususnya untuk MK Bahan Penyegar di PS

ITP-Unsoed

H. Metode Penelitian:

1. Tempat dan Waktu

Penelitian ini akan dilaksanakan di Laboratorium ITP-Unsoed, selama 5 bulan

2. Bahan

Bahan yang digunakan dalam penelitian ini adalah kopi dari jenis arabika dan

robusta. Bahan kimia untuk analisis kadar kafein, jumlah dan aktivitas senyawa

fenol sebagai antioksidan, yaitu: NaOH, petroleum eter, etanol , aquades, air bebas

ion, reagen Folin Ciocalteau, Na2CO3, asam tanat, TCA (asam triklorasetat), TBA

(asam tiobarbiturat), asam asetat glasial, asam linoleat, buffer phospat pH 7,1,

amonium tiosianat, FeCl2, HCl, dan α-tokoferol.

3. Alat

Peralatan yang digunakan diantaranya adalah peralatan pengolahan kopi cara

basah dan kering , coffee roaster, Moullinex Coffee Grinder, timbangan digital,

kertas Whatman no.41, pengaduk, ependorf, mikro pipet, tabung reaksi, sentrifus,

ultrasentrifus, vorteks, freeze drier, dan alat-alat gelas.

4. Garis besar urutan tahap penelitian:

a. Pengolahan buah kopi menjadi biji kopi kering

b. Dekafeinasi biji kopi

14

c. Penyangraian ringan /light biji kopi terdekafeinasi (karena dari hasil

penelitian Sitoresmi dan Rumpoko, 2005, penyangraian ringan

memberikan kadar dan aktivitas antioksidan yang lebih baik)

d. Ekstraksi kopi

e. Analisis potensi dan karakteristik (kimia dan sensori).

5. Rancangan percobaan

Aktivitas antioksidan dari kopi terdekafeinasi varietas robusta dilakukan

terpisah dari varietas arabika, namun semua perlakuan yang diberikan (sesuai garis

besar urutan tahap penelitian) sama. Hasil yang didapat akan dibandingkan secara

komparatif. Faktor-faktor yang dikaji adalah sebagai berikut:

Faktor 1. Metode dekafeinasi:

a. Metode steam

b. Metode kimia

Faktor 2. Metode pengolahan

a. Metode pengolahan basah

b. Metode pengolahan kering

Rancangan percobaan yang digunakan RCBD (Randomized Completely

Block Design) dengan dua faktor 2x2 dengan ulangan 4 kali sehingga terdapat 16

unit.

6. Variabel penelitian:

a. Potensi antioksidan

b. Karakteristik kimia

c. Karakteristik sensori

7. Analisa data

Data potensi dan karakteristik kimia dianalisis dengan uji F, apabila hasilnya nyata

maka dilanjutkan uji DMRT taraf 5 persen. Data variabel sensori dianalisis dengan

Uji Friedman dan jika berpengaruh nyata dilanjutkan dengan Uji Banding Ganda

pada taraf 5 persen. Penentuan kombinasi perlakuan terbaik dengan metode Indeks

Efektivitas.

Model Rancangan Acak Kelompok menurut Karnomo dkk (2001) yang

digunakan:

15

Yij = µ + Pi + Kj + €ij

Dimana:

Yij = variabel respon yang diukur

µ = nilai rata-rata Yij

Pi = pengaruh perlakuan ke-i

Kj = pengaruh perlakuan ke-j

€ij = errror pada unit yang mendapat perlakuan ke-i pada kelompok ke-J

8. Prosedur

a. Pengolahan buah kopi menjadi biji kopi kering

b. Pembuatan biji kopi kering terdekafeinasi (Lestari, 2004)

c. Penyangraian ringan biji kopi kering terdekafeinasi (Sitoresmi dan

Rumpoko, 2005)

d. Ekstraksi biji kopi (Del Castillo, et al., 2002)

e. Potensi antioksidan; total fenol terekstraksi (Andarwulan dan Shetty,

1999)

f. Karakteristik kimia : kadar kafein (Lestari, 2004), kelarutan (Del Castillo

et al, 2002), aktivitas antioksidan yang diukur melalui absorbansi

peroksida( Chen et al., 1996) dan absorbansi malonaldehida (Kikuzaki dan

Nakatami, 1993)

g. Karakteristik sensori: rasa, aroma, warna

I. Jadwal Penelitian

No Kegiatan Bulan

1 2 3 4 5

1 Pengolahan dan

16

dekafeinasi biji kopi kering terdekafeinasi

2 Penyangraian

3 Ekstraksi kopi

4 Analisis karakteristik kimia dan sensori

5 Pengolahan dan interpertasi data

6 Draf laporan

7 Laporan akhir

J. Personalia Penelitian

1. Ketua :

a. Nama lengkap dan gelar : Ike Sitoresmi Mulyo P, S.TP, M.Sc

b. Jenis Kelamin : Perempuan

c. Golongan/Pangkat/NIP : IIIA/Penata Muda/132233684

d. Disiplin ilmu : Rekayasa proses Industri Pertanian

e. PS/Jurusan : ITP/Teknologi Pertanian

f. Fakultas/Universitas : Pertanian/UNSOED

g. Waktu penelitian : 15 jam / minggu

2. Anggota

a. Nama lengkap dan gelar : Ir. Sujiman, MP

b. Jenis Kelamin : Laki-laki

c. Golongan/Pangkat/NIP : IIId/Penata Tk I/Lektor

d. Disiplin Ilmu : Teknologi Hasil Perkebunan

e. PS/Jurusan : Ilmu dan Teknologi Pangan/TP

f. Fakultas/Universitas : Pertanian/UNSOED

g. Waktu penelitian : 15 jam / minggu

K. ANGGARAN

Rekapitulasi biaya No Uraian Jumlah (Rp)1 Gaji dan Upah 900.0002 Bahan Habis Pakai 4.300.000

17

3 Peralatan 900.0004 Perjalanan 400.0005 Lain-lain 1.000.000

Total 7.500.0001. Gaji dan Upah

No Pelaksana Kegiatan

Jml Lama Kerja ( bulan)

Honor/bulan (Rp)

Jumlah Honor (Rp)

1 Koordinator 1 5 100.000 500.0002 Peneliti 1 5 80.000 400.000

Jumlah biaya 900.000

2. Bahan Habis PakaiNo Bahan Volume Biaya Satuan Biaya1 Kopi varietas arabika 20 kg 20.000 400.0002 Kopi varietas robusta 20 kg 15.000 300.0003 Kimia dekafeinasi 10 liter 40.000 400.0004 Analisis kadar kafein 32 25.000 800.0005 Analisis total fenol 32 20.000 640.0007 Analisis abs

peroksida32 20.000 640.000

8 Analisis abs malonaldehide

32 15.000 480.000

9 Analisis sensori 32 20.000 640.000Jumlah biaya 4.300.000

3. PeralatanNo Bahan Volume Biaya Satuan Biaya1 Sewa alat laboratorium

ITP1 unit 500.000 500.000

2 Plastik PVC 10 pak 10.000 100.0003 Ember/Bak Plastik 10 bh 15.000 150.0004 Kain saring 1 m 50.000 50.0005 Sewa alat pengolahan kopi

cara basah1 unit 100.000 100.000

Jumlah Biaya 900.0004. PerjalananNo Tujuan Volume Biaya Satuan Biaya1 Yogyakarta(1 paket = 1 org,

2 hari)1 paket 400.000,00 400.000,00

18

Jumlah Biaya 400.000,005. Lain-lainNo Uraian Kegiatan Volume Biaya Satuan Biaya1 Seminar 1 100.000,00 100.000,002 Publikasi 1 500.000,00 500.000,003 Pelaporan 1 paket 300.000,00 300.000,004 Dokumentasi 1 paket 100.000,00 100.000,00

Jumlah biaya 1.000.000,00

DAFTAR PUSTAKA

19

Andarwulan, N and K. Shetty. 1999. Phenolic content in differentiated tissue culture of transformed and agrobacterium-transformed roots of anisse (Pimpinela anisum L.). J. Afric Food Chem. 447:1776-1780.

Anonim. 2004. A rough pictoral guide to the roast process (On-line). www.google.com. diakses 15 Desember 2006.

.2004. Kopi: Antioksidan terbaik (On-line). www.sinarharapan.co.id/berita/0508/30/lua05.html. diakses 12 September 2006.

. 2001. Jenis biji kopi (On-ine).http://www.lablink.or.id/Agro/Kopi/kopi-robusta.htm. diakses 3 Maret 2007.

. 2007. Decaffeination Standards. (On-line). www.swisswater.ca/decaf/process/greenbean). Diakses 15 Maret 2009

Borelli, R.C., F. Esposito., A. Napolitano., A.Ritieni., and V. Fogliano. 2004. Characterization of a New Potential Functional Ingredient: Coffee Silverskin. J. Agric. Food Chem. 52: 1338 – 1343

Chen,H.M., et al. 1996. Antioxidant activity of designed peptides based on the antioxidative peptides isolated from digests of a soybean protein. J. Agric Food Chem. 44:2619.

Ciptadi, W. Dan M.Z. Nasution.1985. Pengolahan Kopi. Agro Industri Press, Jurusan Teknologi Industri Pertanian, FATETA, IPB, Bogor. 34 hal.

Daglia, M., M. Racchi, A. Papetti, C. Lanni, S. Govoni, and G. Gazzani. 2004. In Vitro and Ex Vivo Antihydroxyl Radical Activity of Green and Roasted Coffee. J. Agric. Food Chem. 52:1700-1704

Del Castillo, M.D., J.M. Ames, dan M.H. Gordon. 2002. Effect of roasting on the antioxidant of coffee brews. J. Agric Food Chem. 50:3698-3703.

Direktorat Jenderal Perkebunan. 2002. Commodity Outlook (Coffee). Jakarta.

Gordon. 1990. The mechanism of antioxidant action in vitro. In: B.J.F. Hudson (Ed.), Food Antioxidants. Elsevier Applied Science, New York. Pp. 1-15.

Haarer, A.E. 1971. Coffee Growing. Oxford University Press, London. 10 hal.

Indrianto, N. 2007. Kopi robusta (coffea robusta). (On-line).http://bla3x.blogspot.com/2005/09/manfaat-kopi.html. Diakses 3 Mei 2007.

20

Karnomo, J.B., E.A. Marimono, Indarmawan. 2001. Dasar-Dasar Perancangan Percobaan dan Analisis Data Hasil Percobaan dengan Metode Statistika. Penerbit Universitas Jenderal Soedirman.143 hal.

Kikuzaki, H. Dan Nakatami.1993. Antiokxidant effect of some ginger constituents. J. of Food Science. 15(6):1407-1410

Lestari (2004) didalam Lestari (2009). Kopi, Efek Kafein, dan Dekafeinasi. Suara Merdeka, 6 Februari 2009

Madhavi, D.L., S.S. Deshpande, D.K. Salunkhe. 1995. Food Antioxidants. Technological, Toxicological, and Health Perspectives. Marcel Dekker, inc, New York. Pp. 41-70.

Muhilal. 1991. Teori Radikal Bebas Dalam Gizi dan Kedokteran. Cermin Dunia Kedokteran. 73:9-11.

Najiyati,S., dan Danarti. 2004. Kopi: Budi Daya dan Penanganan Pascapanen. Penebar Swadaya, Jakarta.

Peker, H., M.P.Srivasan, J.M Smith, Ben J.McCoy. 2004. Caffeine Extraction Rates From Coffee Beans With Supercritical Carbon Dioxide. AIChE. 38:761-770

Richelle, M., I.Tavazzi, and E.Offord. 2001. Comparison of the Antioxidant of Commonly Consumed Polyphenolic Beverages (Coffee, Cocoa, and Tea) Prepared per Cup Serving. J.Agric. Food Chem. 49:3438-3442.

Ridwansyah. 2003. Pengolahan kopi (On-line). http://library.usu.ad.id/download/fp/tekper-ridwansyah4.pdf. diakses 7 Mei 2006.

Rubiyo, L. Kartini, M.S. Agung. 2005. Pengaruh dosis pupuk kandang dan lama fermentasi terhadap mutu fisik dan citarasa kopi arabika varietas s 795 di Bali (On-line). http:/www.pustaka_ deptan.go.id/agritech/ppua0157.pdf. diakses tanggal 2 Januari 2007.

Shahidi, F., M. Naczk. 1995. Food Phenolics: Sources, Chemistry, Effects, Applications. Technomic Publising. Co. Inc., Basel. Pp. 115-123.

Siswoputranto, P.S. 1978. Perkembangan Teh, Kopi, dan Coklat Internasional. Gramedia, Jakarta. 20 hal.

Sitoresmi, I dan R.Wicaksono. 2006. Pengaruh Cara Pengolahan dan Derajat Penyangraian terhadap Aktivitas Antioksidan pada Biji Kopi Robusta. Laporan Penelitian (tidak dipublikasikan).

21

Spiller, G.A. 1998. Caffein. Health Research and Studies Centre and Sphera Foundation, California. 70 hal.

Tranggono, et al.1989. Bahan Tambahan Pangan (Food Additives). Pusat Antar Universitas Pangan dan Gizi, UGM,Yogyakarta. Hal. 482-554.

Yanagimoto, K., H. Ochi, K.G. Lee and T. Shibamoto. 2004. Antioxidative Activities of Fractions Obtained From Brewed Coffee. J. Agric. Food Chem. 52: 592-596.

Yen, W.J., et al. 2005. Antioxidant properties of roasted coffee residues. J. Agric Food Chem. 53:2658-2663.

22