Kopi merupakan salah satu minuman favorit di masyarakat. Konsumen umumnya menyukai kopi karena kandungan kafeinnya memberikan efek stimulan, seperti mencegah kantuk, memberi semangat positif. Kekhasan rasanya juga bervariasi mulai dari pahit, asam, hingga manis.

Konsumsi kopi di seluruh dunia mencapai angka 178,5 juta karung (sekarung berisi sekitar 60 kilogram biji kopi kering) pada tahun 2022-2023. Finlandia adalah negara dengan peminum kopi terbesar jika dihitung dari konsumsi kopi per orang per hari.

Para penyuka kopi kerap membanding-bandingkan aroma dan rasa dasar kopi, yang tidak diberi bahan tambahan seperti susu, gula atau perasa lainnya. Perbedaan aroma dan rasa ini berasal dari kandungan dan komposisi senyawa-senyawa yang ada dalam kopi.

Departemen kimia bekerja sama dengan Laboratorium Mineral dan Material Maju (Lab. MMM) serta Laboratorium Terpadu, semuanya di Universitas Negeri Malang, meneliti kopi sejak 2019. Dengan menggunakan metode-metode kimia analitik, berusaha dijelaskan senyawa apa saja yang ada di kopi jenis tertentu, dan mengapa rasa serta aromanya berbeda satu sama lain.

Apa rahasia aroma dan rasa kopi menurut kimia analitik?

Kimia analitik, atau analisis kimia, adalah bagian dari ilmu kimia yang mempelajari komponen penyusun bahan alam, termasuk kopi, dan memetakan komposisinya. Analisis kimia dapat memberikan indikasi keberadaan suatu senyawa atau atom tertentu dan menghitung jumlahnya di dalam sampel, semisal sampel kopi kita.

Aroma kopi dapat dikenali hidung manusia karena adanya senyawa-senyawa volatil, yakni senyawa-senyawa ringan yang mudah ‘terbang’ di udara pada waktu kopi diseduh. Itu sebabnya bau kopi dapat tercium dengan mudah.

Begitupun dengan rasa kopi. Lidah dapat mengenali rasa kopi karena adanya paduan senyawa-senyawa yang ada. Untuk mengetahui dengan pasti senyawa-senyawa apa saja yang ada dalam aroma dan rasa kopi, perlu dilakukan ekstraksi terlebih dahulu.

Ekstraksi diperlukan untuk mengambil senyawa-senyawa tersebut dari serbuk kopi dengan menggunakan sebuah pelarut, misalnya metanol. Kumpulan senyawa yang bercampur ini kemudian dipisahkan dengan metode kromatografi, metode pemisahan untuk senyawa dengan kemiripan struktur. Setelah itu, senyawa-senyawa yang telah dipisahkan ini dianalisis menggunakan spektrometri (sering juga disebut spektroskopi) massa, metode identifikasi melalui deteksi massa dari masing-masing fragmen yang dihasilkan.

Ekstraksi yang dilakukan menghasilkan kromatogram, grafik komposisi jenis-jenis senyawa berikut jumlah relatifnya dalam sampel kopi. Perbedaan komponen dalam kopi robusta, arabika, dan kopi lanang tampak di sini.

Untuk menentukan identitas senyawa, kita dapat melihat spektrum massa yang berupa grafik pecahan molekul-molekul lalu mencocokkannya dengan database spektrometri massa.

Melalui basis data ini, kita dapat memprediksi nama dan jenis senyawa dengan akurat. Komposisi senyawa golongan tertentu, seperti golongan asam, alkohol, ester yang harum, senyawa bernitrogen yang sering membawa manfaat antioksidan, dan berbagai senyawa lainnya juga dapat dihitung dengan baik. Dengan demikian, penikmat kopi dapat memahami mengapa kopi yang satu lebih menyegarkan dibanding kopi yang lain, mengapa ada kopi yang lebih pahit, lebih asam, lebih harum seperti bunga atau buah tertentu, lebih dekat dengan bau tanah lembab, dan sebagainya.

Senyawa-senyawa dalam secangkir kopi

Penelitian tahun 2019 menunjukkan bahwa kopi lanang (pea berry) yang biji kopinya berkeping satu, dikenal sebagai kopi yang sangat enak dan berkhasiat, mempunyai komposisi senyawa jauh lebih kaya dibanding kopi robusta dan kopi arabika. Hal ini tampak dari puncak-puncak kromatogram yang keluar di layar komputer instrumen ini.

Perbandingan kromatogram ekstrak kloroform (pink) dan ekstrak heksana (hitam) dari kopi robusta, arabika, dan kopi lanang. Diambil dari Surjani Wonorahardjo et al 2019 IOP Conf. Ser.: Earth Environ. Sci. 276 012065.

Analisis spektrometri massa menunjukkan bahwa ketiga jenis kopi tersebut sama-sama mengandung senyawa-senyawa sehat, seperti misalnya senyawa fenolik.

Hasil analisis kopi dengan kromatografi gas menunjukkan bahwa senyawa-senyawa dengan gugus purin serta piridin menjadi kandungan tertinggi di ekstrak kopi arabika. Senyawa ester yang melingkar (siklik) juga banyak mendominasi ekstrak kopi lanang. Kopi lanang, karenanya, mempunyai aroma sangat harum.

Sementara itu, analisis dengan kromatografi cair membuat kombinasi senyawa bernitrogen dan beroksigen tampak dengan jelas. Di semua jenis kopi, senyawa trigonelin yang membawa rasa pahit di kopi keluar dalam jumlah signifikan. Trigonelin akan terpecah menjadi senyawa-senyawa lain yang lebih kecil massanya seperti senyawa yang mengandung piridin, yang tetap meninggalkan rasa pahit.

Asam klorogenat juga memberi sumbangan rasa asam dan pahit pada kopi dan senyawa-senyawa turunannya seperti asam kuinat dan asam sinamat. Beberapa jenis kopi hasil fermentasi basah seperti yang sering disebut dengan kopi madu (honey coffee) serta kopi luwak mempunyai tambahan kombinasi senyawa-senyawa ester dan turunan protein. Adanya enzim-enzim selama proses fermentasi, walaupun sebagian besar juga berubah pada saat roasting (penyangraian), memberi kandungan rasa dan aroma yang berbeda.

Potensi kopi

Sebagai campuran senyawa alami yang seimbang dan tersedia dari alam, kopi berpotensi menjadi obat herbal atau suplemen sehat. Namun, hal ini membutuhkan studi tersendiri, baik untuk mempertahankan beberapa senyawa baik dalam kopi maupun untuk meningkatkan efektivitasnya.

Misalnya, pengaturan temperatur saat roasting yang dapat mengubah komposisi senyawa dalam biji kopi. Beberapa senyawa baik seperti asam klorogenat dan trigonelin tergolong tidak tahan panas sehingga mereka akan berubah menjadi senyawa lain yang juga memiliki sifat antioksidan. Dengan demikian, mempertahankan asam klorogenat dengan menghindari temperatur roasting tinggi akan membuat kopi lebih sehat.

Di sisi lain, kadar kafein dalam biji kopi juga lebih tinggi jika disangrai dalam suhu sekitar 140°C. Selain itu, dengan pendekatan pembangunan berkelanjutan, semua yang berasal dari tanaman kopi sebenarnya dapat bermanfaat. Limbah pertanian seperti daun, batang, serta sisa buah kopi kering dapat dijadikan bahan-bahan bermanfaat untuk alam, seperti misalnya pupuk.

Ampas kopi dari bisnis kopi dan kafe yang bertebaran di kota besar juga masih menyimpan banyak senyawa berguna. Senyawa-senyawa ini masih bisa digunakan untuk bahan kosmetik, bahan pengharum ruangan, lilin, sabun, atau juga pupuk tanaman jika telah berkurang nilai ekonomisnya karena ditumbuhi jamur. Artinya, kita dapat menerapkan rantai ekonomi yang berkelanjutan melalui pendekatan pemanfaatan kopi tanpa sampah.