5

TINJAUAN PUSTAKA

Minuman Teh dari Tanaman Camellia sinensis L.

Teh adalah suatu minuman yang diseduh dari daun muda (pucuk daun)

tanaman Camellia sinensis L. Tanaman ini dijumpai di lebih dari 30 negara.

Secara botanis terdapat 2 jenis teh yaitu Camellia sinensis var. sinensis dan

Camellia sinensis var. assamica (Gambar 1). C.sinensis var. sinensis ditandai

dengan ciri-ciri tumbuhnya lambat, jarak cabang dengan tanah sangat dekat,

daunnya kecil, pendek, ujungnya agak tumpul dan berwarna hijau muda.

C. sinensis var. assamica mempunyai ciri-ciri tumbuh cepat, cabang agak jauh

dari permukaan tanah, daunnya lebar, panjang dan ujungnya runcing serta

berwarna hijau mengkilat, memiliki struktur batang yang lebih kokoh dan kuat

(Andrianis 2009).

Gambar 1 Tanaman teh varietas sinensis (kiri) dan assamica (kanan).

Varietas tanaman teh yang banyak ditanam di Indonesia yaitu C. sinensis

var. assamica (PPTK 2011). Taksonomi dari tanaman teh adalah sebagai berikut.

Divisi : Spermatophyta

Sub divisi : Angiospermae

Kelas : Dicotyledoneae

Sub kelas : Dialypetalae

Ordo : Guttiferales (Clusiales)

Familia : Camelliaceae (Theaceae)

Genus : Camellia

Spesies : Camellia sinensis

Varietas : assamica, sinensis (Tjitrosoepomo 1989)

6

Beberapa jenis produk teh dihasilkan melalui berbagai cara pengolahan.

Daun teh akan segera layu dan mengalami oksidasi jika tidak segera dikeringkan

setelah dipetik. Proses pengeringan membuat daun menjadi berwarna gelap,

karena terjadi pemecahan klorofil dan terlepasnya unsur tanin. Proses selanjutnya

berupa pemanasan basah dengan uap panas agar kandungan air pada daun

menguap dan proses oksidasi bisa dihentikan pada tahap yang sudah ditentukan.

Pengolahan teh tidak menggunakan ragi tetapi terjadi secara alami. Pengolahan

teh yang tidak tepat dapat menyebabkan teh ditumbuhi jamur yang mengakibatkan

terjadinya proses fermentasi. Teh yang sudah mengalami fermentasi dengan jamur

harus dibuang, karena mengandung unsur racun dan bersifat karsinogenik

(Harold & Graham 1992).

Berdasarkan cara pengolahannya, teh dapat dikelompokkan menjadi tiga

yaitu teh fermentasi (teh hitam), teh semi fermentasi (teh oolong dan teh

pouchong) serta teh tanpa fermentasi (teh hijau). Secara umum, pengolahan teh

dengan fermentasi dapat dikategorikan dalam dua sistem, yaitu sistem ortodoks

dan sistem baru. Sistem baru dalam pengolahan teh dibagi menjadi dua yaitu CTC

(Crushing-Tearing-Curling) dan LTP (Lowrie Tea Processor). Meski sistem yang

digunakan berbeda, secara prinsip proses pengolahannya tidaklah jauh berbeda.

Daun dilayukan dan kemudian digulung dengan alat pemutar OTR (Open Top

Roller), kemudian dihamparkan ke udara agar teroksidasi. Daun kemudian

dikeringkan dengan udara panas, dan dihasilkan teh hitam (Andrianis 2009).

Berdasarkan potensi aktivitas kesehatan yang paling baik, teh hijau lebih

baik dibandingkan dengan jenis lainnya. Pada teh hijau, katekin yang merupakan

komponen bioaktif yang terdapat di daun tetap dipertahankan jumlahnya dengan

menginaktivasi enzim polifenol oksidase baik melalui pelayuan ataupun

pemanasan tanpa proses fermentasi. Pada proses ini katekin dioksidasi menjadi

senyawa orthokuinon, bisflavanol, theaflavin dan thearubigin. Pengolahan teh

hijau di Indonesia menganut serangkaian proses fisik dan mekanis tanpa atau

sedikit mengalami proses fermentasi terhadap daun teh melalui sistem

panning/sangrai. Posisi teh oolong berada diantara teh hijau dan teh hitam

sehingga teh ini lazim disebut sebagai teh semi oksidasi. Proses oksimatis pada

7

teh ini hanya berlangsung sebentar dan cepat sebelum dan sesudah penggulungan

(Andrianis 2009).

Tabel 1 Senyawa bioaktif penyusun daun teh

Kandungan ( %) Berat kering Kontribusi

Polifenol Total 25 – 30 Sepat

Flavanols

Epigallocatechingallate 8 – 12

Epicatechingallate 3 – 6

Epigallocatechin 3 – 6

Epicatechin 1 – 3

Catechin 1 – 2

Gallocatechin 3 – 4

Flavonols and flavonolglikosida 3 – 4

Leucoanthocyanins 2 – 3

Asam Polyphenol dandepsida 3 – 4

Kafein 3 - 4 Briskness

Theobromin 0.2

Theophyllin 0.5

Asam Amino 4 – 5 Brothyness

Asam Organik 0.5 – 0.6

Monosakarida 4 – 5

Polisakarida 14 - 22

Selulosa dan Hemiselulosa 4 – 7

Pektin 5 – 6

Lignin 5 – 6

Protein 14 – 17

Lipid 3 – 5

Klorofil dan pigmen lain 0.5 - 0.6 Warna

Ash (minerals) 5 – 6

Volatiles 0.01 – 0.02 Aroma

(Xiamen FML Exp&Imp Co. Ltd. 2001)

Daun teh memiliki senyawa bioaktif yang kompleks (Tabel 1) salah satunya

adalah polifenol. Pada teh hijau kandungan polifenolnya sebesar 36 persen.

8

Katekin merupakan senyawa dominan dari polifenol teh hijau dan terdiri atas

epikatekin (EC), epikatekin galat (ECG), epigalokatekin (EGC), epigalokatekin

galat (EGCG) (Gambar 2) (Harold & Graham 1992; Angayarkanni et al. 2002;

Wang 2002; Wang et al. 2008).

Epikatekin Epigalokatekin

Epikatekin galat Epigalokatekin galat

Gambar 2 Struktur epikatekin, epigalokatekin, epikatekin galat, dan

Epigallokatekin galat (Kashyap et al. 2001; Jayani et al. 2005).

Selain katekin yang merupakan senyawa flavonoid, teh juga mengandung

senyawa flavonol seperti kuersetin, kaempferol, dan mirisetin. Sekitar 2-3%

bagian teh yang larut dalam air merupakan senyawa flavonol (Harold & Graham

1992). Senyawa flavonoid dapat meningkatkan asam askorbat pada beberapa

proses metabolisme, menurunkan kadar kolesterol total dan LDL, serta efektif

mencegah virus influenza A dan B dalam masa kontak yang pendek. Pemberian

ekstrak teh hijau pada mencit yang menderita tumor kulit ternyata secara

substansial dapat memperkecil ukuran tumor meskipun belum dapat menurunkan

jumlahnya, bersifat anti karsinogenik terhadap hewan dan manusia termasuk

wanita post menopause dimana flavonoid dapat bersifat estrogenik (Tuminah

2004). Seduhan teh 10x dosis manusia (0,54 g/200 g bb/hari) dapat menurunkan

total kolesterol dan LDL tikus putih yang diberi diet kuning telur dan sukrosa

(Dirgantara 1994), bahkan dengan dosis teh 25x dosis manusia (1,35 g/200 g

9

bb/hari) menunjukkan efek hipoglikemik pada tikus putih setelah 30 dan 60 menit

perlakuan (Sutarmaji 1994).

Senyawa utama yang dikandung teh adalah katekin, yaitu suatu turunan

tanin terkondensasi yang juga dikenal sebagai senyawa polifenol karena

banyaknya gugus fungsional hidroksil yang dimilikinya. Selain itu, teh juga

mengandung kafein yang bersama-sama dengan katekin teh akan membentuk rasa

yang menyegarkan. Beberapa vitamin yang dikandung teh di antaranya ialah

vitamin C, vitamin B, dan vitamin A yang diduga akan menurun kadarnya akibat

pengolahan, namun masih dapat dimanfaatkan oleh peminumnya. Beberapa jenis

mineral juga terkandung dalam teh, terutama fluorida yang dapat memperkuat

struktur gigi (Harold & Graham 1992).

Pektin dan Pektinase

Pektin adalah kompleks makromolekul yang ditemukan pada tanaman

tingkat tinggi. Pektin ikut menyusun dinding sel primer tanaman dan juga sebagai

komponen utama dari lamella tengah (Pedrolli et al. 2009). Didalam sel, pektin

berupa kalsium pektat dan magnesium pektat dengan jumlah 0,5-4,0% dari berat

segar daun. Berbeda dengan protein, lemak dan asam nukleat yang memiliki berat

melokul tetap, pektin memiliki berat molekul yang berbeda-beda tergantung

sumbernya. Berat molekul pektin bervariasi (Tabel 2) dari 25 kDa hingga 360

kDa

Tabel 2 Berat molekul pektin dari substrat yang berbeda (Jayani et al. 2005)

Sumber Berat molekul (kDa)

Apel dan Lemon

Pir dan Prune

Jeruk

Gula bit

200-360

25-35

40-50

40-50

Pektin terdiri atas rantai utama asam galakturonat dengan ikatan

α-1,4 glikosidik. Rantai samping dari pektin terdiri atas rhamnosa, arabinosa,

galaktosa, dan xilosa (Kashyap et al. 2001). Gabungan pektin, lignin dan

hemiselulosa pada tanaman tingkat tinggi memberikan struktur yang kuat dan

10

kokoh. Selain itu, pektin juga berperan dalam pematangan buah. Secara alami

pektin banyak dijumpai pada buah-buahan, sayuran, dan teh (Tabel 3).

Tabel 3 Komposisi pektin dari sayuran dan buah-buahan (Jayani et al. 2005)

Sayuran/ buah-buahan Jenis sampel Pektin (%)

Apel

Pisang

Peach

Strawberi

Ceri

Wortel

Jeruk

Kentang

Tomat

Gula bit

Segar

Segar

Segar

Segar

Segar

Kering

Kering

Kering

Kering

Kering

0,5–1,6

0,7–1,2

0,1–0,9

0,6–0,7

0,2–0,5

6,9–18,6

12,4–28,0

1,8–3,3

2,4–4,6

10,0–30,0

Menurut Kashyap et al. (2001); Jayani et al. (2005) tipe modifikasi rantai

penyusun utama asam galakturonat pada pektin terbagi 4 yaitu:

1. Protopektin: merupakan substrat pektin tidak larut air yang ditemukan

pada jaringan tanaman. Pada kondisi hidrolisis terbatas akan menghasilkan

pektin atau asam pektat.

2. Asam pektat: merupakan polimer galakturonan yang larut air dan

mengandung gugus metoksil.

3. Asam pektinat: merupakan rantai poligalakturonan dengan kandungan

galakturonat metilasi kurang dari 75% serta dapat membentuk gel jika

bereaksi dengan gula atau asam.

4. Pektin: merupakan rantai poligalakturonan dengan komposisi 75% gugus

karboksil pada galakturonat teresterifikasi dengan metanol. Tipe ini

memberikan rigiditas terhadap dinding sel tanaman ketika berikatan dengan

selulosa karena membentuk ikatan yang tidak larut air seperti halnya

protopektin.

11

Tiga komponen utama penyusun kelompok pektin polisakarida yaitu

homogalakturonan (HG), rhamnogalakturonan I (RGI), dan rhamnogakturonan II

(RG II). Ketiganya dibedakan berdasarkan keberadaan asam D-galakturonat

penyusunnya (Gambar 3).

Gambar 3 Struktur dasar molekul pektin (Pedrolli et al. 2009)

Homogalakturonan adalah polimer tunggal yang dibentuk oleh asam

D-galakturonat yang dapat dimetilasi atau diesterifikasi. Rhamnogalakturonan I

adalah molekul yang terdiri atas pengulangan asam rhamnose-galakturonat

disakarida. Selain itu, homogalakturonan juga tersusun atas rantai samping

galaktosa, arabinosa, dan xilosa. Rhamnogalakturonan II adalah rantai

homogalakturonan dengan rantai samping kompleks yang melekat pada rantai

utama asam galakturonat (Pedrolli et al. 2009).

Enzim adalah katalis biologi yang dapat mempercepat reaksi namun tidak

berubah hingga akhir reaksi. Salah satu mekanisme kerja enzim adalah dengan

memecah substrat menjadi satu atau beberapa produk. Substrat untuk suatu enzim

bersifat spesifik. Kerja enzim dipengaruhi oleh beberapa faktor seperti suhu, pH dan

kofaktor (Campbell et al. 2000).

12

Pektinase adalah enzim yang mempunyai kemampuan merombak substrat

pektin melalui reaksi depolimerisasi (hidrolase dan liase) dan reaksi diesterifikasi

(esterease). Enzim ini tergabung dalam kelompok hidrolase yang banyak dijumpai

pada tanaman dan mikroorganisme (Glazer & Nikaido 2007).

Menurut Pedrolli et al. (2009) berdasarkan titik pemotongannya maka

pektinase dibagi kedalam 3 kelompok yaitu pektin esterase, poligalakturonase

dan pektin liase (Gambar 4). Pembagian berdasarkan mekanisme aksi dijelaskan

lebih lengkap pada Tabel 4 (Jayani et al. 2005).

Gambar 4 Tipe pektinase berdasarkan mekanisme pemotongan pektin (Pedrolli

et al. 2009)

Keterangan: (a) R = H untuk PG (Poligalakturonase) dan CH3 untuk PMG

(Polimetilgalakturonase) (b) PE (Pektin Esterase) (c) R = H untuk

PGL (Pektat Liase) dan CH3 untuk PL (Pektin Liase).

13

Pektin esterase terbagi menjadi pektin metil esterase dan pektin asetil

esterase. Poligalakturonase terbagi menjadi polimetilgalakturonase dan

poligalakturonase. Pektin liase terbagi menjadi pektat liase dan pektin liase.

Pektin metil esterase mengkatalis esterifikasi grup metoksil sehingga

menghasilkan asam pektat dan metanol. Pektin asetil esterase menghidrolisis

asetil ester membentuk asam pektat dan asetat. Polimetilgalakturonase memotong

ikatan α-1,4-glikosidik membentuk 6-metil-D-galakturonat. Poligalakturonase

menghidrolisis ikatan α-1,4-glikosidik membentuk D-galakturonat. Pektat liase

memotong ikatan glikosidik dari asam poligalakturonat membentuk 4,5-D-

galakturonat melalui reaksi transeliminasi. Pektin liase memotong ikatan

glikosidik dari pektin terutama pektin teresterifikasi tinggi membentuk metil

oligogalakturonat (Pedrolli et al. 2009).

Tabel 4 Klasifikasi enzim pektinolitik (Jayani et al. 2005)

Enzim Tipe aksi Titik

aksi

Substrat Produk

Pektin metil esterase

Protopektinase

Endopoligalakturonase

Eksopoligalakturonase

Oligogalakturonat

hidrolase

Endopolimetil

galakturonase

Eksopolimetil

galakturonase

Endopoligalakturonase

liase

Eksopoligalakturonase

liase

hidrolisis

hidrolisis

hidrolisis

hidrolisis

hidrolisis

hidrolisis

hidrolisis

trans-

eliminasi

trans-

eliminasi

random

random

random

terminal

terminal

random

terminal

random

terminal

pektin

protopektin

As. pektat

As. pektat

trigalakturonat

pektin

esterifikasi

pektin

esterifikasi

asam pektat

asam pektat

asam pektat,

metanol

pektin

oligogalakturonat

monogalakturonat

monogalakturonat

oligometil

galakturonat

oligogalakturonat

oligogalakturonat

tak jenuh

digalakturonat tak

jenuh

14

Pektinase berperan dalam proses ekstensi dinding sel tanaman, melunakkan

jaringan tanaman pada proses pemasakan dan penyimpanan, juga berperan dalam

degradasi material-material tanaman yang telah membusuk sehingga membantu

menjaga keseimbangan ekologi (Jayani et al. 2005). Enzim pektinase yang

diproduksi dari mikroorganisme memenuhi 25% dari total produksi enzim yang

digunakan untuk industri makanan. Pektinase yang digunakan bersumber dari

fungi diantaranya ialah Aspergillus niger (Naidu & Panda 1998; Jayani et al.

2005), Aspergillus fumigatus (Phutella et al. 2005), Trichoderma viridae

(Kutateladze et al. 2009), Fusarium sp., Penicillum chrysogenum, dan

Trichoderma sp. (Okafor et al. 2010).

Industri makanan dan minuman telah lama memanfaatkan enzim pektinase

dalam proses produksi. Diantaranya adalah dalam industri penjernihan minuman

jus dan anggur, fermentasi teh dan kopi (Kashyap et al. 2001), meningkatkan

mutu dan rendemen jus mangga kuini (Iriani et al. 2005). Pektinase juga banyak

digunakan bersamaan dengan enzim lain seperti dalam industri tekstil untuk

menghilangkan racun dari soda yang digunakan pada proses pencucian kain,

bleaching pada industri kertas, industri makanan hewan peliharaan, serta ekstraksi

minyak (Jayani et al. 2005).

Trichoderma sp.

Trichoderma adalah kelompok kapang yang banyak diisolasi dari tanah,

benda-benda di permukaan tanah seperti serasah, buah-buah busuk, daun layu,

pelapukan kayu dan juga ditemukan berasosiasi dengan akar tanaman berkayu dan

herba membentuk koloni di dalam tanah. Genus ini adalah jenis kapang tanah

yang paling banyak dikulturkan (Harman et al. 2004).

Gambar 5 Visualisasi Trichoderma sp. secara makroskopis (kiri) dan mikroskopis

(kanan).

15

Secara makroskopis, genus ini mempunyai koloni berwarna putih keabuan

dengan permukaan yang halus dan warna konidia hijau keputihan sampai hijau

terang bervariasi tergantung spesies (Gambar 5). Hifa bersekat, dinding licin

dengan ukuran 1,5-12 µm, dan percabangan membentuk sudut siku-siku dengan

percabangan utama (Barnet & Hunter 1972; Samuels 1996).

Taksonomi kapang ini adalah:

Kingdom : Fungi

Divisi : Ascomycota

Subdivisi : Pezizomycotina

Kelas : Sordariomycetes

Ordo : Hypocreales

Famili : Hypocreaceae

Genus : Trichoderma (ISTH 2012)

Genus ini telah lama dikenal sejak tahun 1920-an sebagai agen biokontrol

hayati yang mampu menghambat perkembangan patogen tanaman. Penelitian

tentang peranan kapang ini sebagai agen biokontrol hayati terus berkembang

hingga diketahui mekanismenya dalam menyerang patogen seperti

mikoparasitisme, antibiosis, serta kompetisi ruang dan nutrisi (Chet et al. 2006;

Harman 2006; Sharma et al. 2011). Selain menangkis patogen yang menyerang

tanaman, kapang ini juga mampu meningkatkan resistensi tanaman terhadap

patogen dan meningkatkan kemampuan akar menyerap nutrisi sehingga

pertumbuhan dan perkembangan tanaman juga meningkat (Harman et al. 2004;

Harman 2006; Rahmah 2008).

Trichoderma juga diketahui menghasilkan metabolit sekunder berupa

antibiotik trichodermin, suzukalin, dan alamotisin serta enzim β-1,3-glukonase

dan kitinase yang mampu mendegradasi dinding sel patogen (Nurbailis 2007).

Oleh sebab itu, eksplorasi tentang Trichoderma terus meningkat sehubungan

dengan kemampuannya memproduksi enzim.

Penelitian Kutateladze et al. (2009) yang mengisolasi kapang dari daerah

Tbilisi mendapatkan Trichoderma viridae mampu memproduksi enzim selulase,

16

xilanase dan pektinase. Okafor et al. (2010) juga melaporkan bahwa

Trichoderma sp. yang diproduksi dalam limbah pertanian mampu menghasilkan

enzim pektinase dan selulase.

Informasi pemanfaatan pektinase yang bersumber dari Trichoderma dalam

industri makanan dan minuman masih sangat sedikit namun di bidang industri lain

seperti industri tekstil untuk menghilangkan racun soda akibat proses pencucian,

industri makanan hewan peliharaan, industri kertas dan ekstraksi minyak telah

banyak dilaporkan (Jayani et al. 2005).