KANDUNGAN KIMIAWI BIJI KAKAO, MANFAATNYA BAGI TUBUH
Sri Mulato [cctcid.com]
PENDAHULUAN
Biji kakao merupakan bahan baku utama camilan dan minuman cokelat. Selain lezat, cokelat bermanfaat bagi kesehatan dan sumber energi bagi tubuh. Biji kakao adalah produk tanaman “Theobroma Cacao”. Berasal dari lembah Amazon di wilayah Amerika Selatan. Suku Aztec dan Maya di Mexico mengolah secara sederhana biji kakao menjadi minuman cokelat. Mereka menikmati kelezatan minuman cokelat dan merasakan tubuh lebih bugar. Pada tahun 1529, Ferdinand Cortes membawa biji kakao ke Spanyol. Meramu minuman cokelat plus gula. Rasanya lebih lezat. Sejak itu, minuman cokelat sangat digemari oleh bangsa Eropa. Menyebar ke kawasan Perancis, Belanda, Jerman dan Inggris. Mereka meyakini minuman cokelat dapat menyembuhkan berbagai jenis penyakit. Pada abad 16 sampai 20, lebih dari 100 jenis obat yang beredar di Eropa berbasis biji kakao, di antaranya, untuk mengobati anemia, kelelahan mental, TBC, demam, asam urat dan batu ginjal.
Secara alami, biji kakao mengandung berbagai jenis senyawa kimia yang sangat diperlukan untuk menjaga kesehatan tubuh manusia, seperti, karbohidrat, protein, mineral, senyawa antioksidan, senyawa penyegar, mineral dan vitamin [Gambar 1].
Gambar 1. Kandungan kimia biji kakao fermentasi [www.extension.unl.edu].
LEMAK KAKAO
Proporsi terbesar biji kakao adalah lemak, lebih kurang 50 %. Menghasilkan energi sebesar 9 kkal/gr dan untuk melarutkan vitamin A, D, E, K. Lemak membuat tekstur produk cokelat lebih lembut di lidah dan memberikan sensasi rasa gurih. Secara kimiawi, lemak kakao terikat dalam molekul senyawa trigliserida atau sering disebut triasilgliserol [TAG]. Senyawa ini merupakan hasil reaksi kondensasi antara 1 molekul gliserol dan 3 molekul asam lemak [Gambar 2].
Gambar 2. Ikatan gliserol dan asam lemak pembentuk trigliserida.
Ketiga asam lemak yang terikat oleh gliserol bisa berasal dari satu jenis asam atau dari jenis yang berbeda. Jenis asam lemak bisa dibedakan dari jumlah atom karbon dan ikatan kimianya. Asam lemak jenuh disusun dari rantai karbon dengan ikatan tunggal [-C-]. Sedangkan, asam lemak tidak jenuh tersisipi satu atau lebih ikatan rangkap [-C=C-].
Proporsi terbesar lemak biji kakao adalah asam lemak jenuh sebanyak 60 % dan 40 % sisanya adalah asam lemak tidak jenuh. Asam lemak jenuh terdiri atas 34 % asam stearat [C18:0], 26 % asam palmitat [C16:0] dan sedikit asam miristat [C14:0]. Sedangkan, lemak tidak jenuh tersusun dari 35 % asam oleat [C18:1], 3 % linoleat [C18:2], sedikit asam palmitoleat [C16:1] dan linolenat [C18:3]. Lemak kakao memiliki struktur trigliserida dengan komposisi asam lemak simetris. Artinya, 1 molekul trigliserida disusun dari 1 asam lemak tidak jenuh [R2] di posisi tengah dan diapit oleh 2 asam lemak jenuh [R1 dan R3]. Hampir 80 % lemak kakao tersusun dari 20 % Stearat-Oleat-Stearat [SOS], 55 % Palmitat-Oleat-Stearat [POS] dan 5 % Palmitat-Oleat-Palmitat [POP] [Gambar 3].
Gambar 3. Struktur trigliserida simetris pada lemak kakao.
Dengan struktur trigliserida simetrikal, lemak kakao tidak mempunyai titik leleh tunggal, tetapi titik lelehnya majemuk dengan rentang suhu pelelehan antara 20 sampai 35 oC. Berwujud padat pada suhu 20 oC dan cair sempurna pada suhu 35 oC [Gambar 4].
Gambar 4. Kurva rentang suhu pelelehan lemak kakao.
Kurva pelelehan lemak kakao terbagi dalam 4 zona. Zona 1 [suhu 20°C], 80 % lemak kakao berwujud padat. Di zona 2 [suhu 20 – 27 °C], padatan lemak kakao mulai terlihat meleleh [lumer] di permukaannya. Fraksi padatan lemak menurun tinggal 65 %. Zona 3 [suhu 27 – 30 oC], lemak kakao menjadi lembek. Fraksi padatan lemak tersisa 45 %. Jika dicolek, lelehan lemak akan menempel di ujung jari. Pada zona 4 [suhu 27 – 35 °C], lemak kakao akan mengalami proses pelelehan sangat cepat. Fraksi padatan lemak turun drastis dari 50 menjadi 5 %. Suhu di zona 4 kurang lebih setara dengan suhu rongga mulut. Lelehan lemak kakao memberikan sensasi lembut di lidah. Disertai pelepasan aroma khas cokelat yang tercium di langit-langit rongga mulut [retronasal]. Pada suhu di atas 37 °C, lemak kakao akan mencair sempurna, memberikan sensasi “aftertaste” yang nyaman.
Lemak jenuh dalam biji kakao sering dicurigai sebagai sumber LDL [Low Density Lipoprotein] dalam darah. LDL dianggap kolesterol jahat. Jenis lemak jenuh dalam biji kakao adalah asam stearat [34 %] dan palmitat [26 %]. Asam stearat dalam tubuh akan dikonversi oleh liver menjadi asam oleat [asam tidak jenuh tunggal]. Sehingga, asam stearat tidak berperan pada kenaikan kadar LDL. Secara kumulatif, biji kakao mengandung asam tidak jenuh berjumlah 40 % [asam oleat, linoleat, asam palmitoleat dan linolenat]. Asam lemak tidak jenuh berperan dalam peningkatan kadar HDL [High Density Lipoprotein] plasma darah. HDL sering disebut kolesterol baik yang akan menganulir keberadaan asam lemak jenuh jenis palmitat sebagai sumber LDL. Keseimbangan kadar LDL dalam darah diatur oleh HDL. Kelebihan LDL dalam darah akan diserap oleh HDL untuk dikembalikan ke organ hati. Dalam jumlah terbatas, organ hati memproduksi LDL hasil sintesa antara protein dan asam lemak. LDL diperlukan tubuh sebagai pembawa vitamin A, D, E, K, penyedia energi, pembangun jaringan membran sel dan sintesa asam empedu. Kelebihan LDL umumnya berasal dari asupan makanan dan minuman berbasis hewani. LDL berpotensi mengendap di lapisan pembuluh darah yang akan mengganggu aliran darah ke jantung.
KARBOHIDRAT
Biji kakao mengandung karbohidrat jenis monosakarida, disakarida, serat terlarut dan pati. Kadar karbohidrat dalam biji kakao relatif tinggi, yaitu 31 %. Kurang lebih 13 % di antaranya bisa dicerna dan melepaskan energi sebesar 4 kkal/gr. Sisanya [18 %] adalah karbohidrat yang tidak bisa dicerna, dalam bentuk serat terlarut [soluble fiber] maupun serat tidak terlarut [insoluble fiber]. Monosakarida [glukosa dan sukrosa] dan disakarida [sukrosa] termasuk jenis karbohidrat yang mudah dicerna [digestable]. Keduanya terkandung dalam biji kakao sebanyak 2 %. Terbentuk selama biji kakao difermentasi.
Biji kakao juga mengandung polisakarida jenis pati sebanyak 6 %. Pati dapat dicerna secara parsial oleh enzim α-amilase dalam rongga mulut. Setelah masuk lambung, pati akan dicerna lanjut oleh enzim amilase menjadi monosakarida [glukosa] yang dapat diserap oleh aliran darah. Terdapat juga jenis pati yang tidak bisa dicerna secara sempurna oleh enzim, yaitu pati resisten [resistant starch]. Secara mikrobiologis, pati jenis ini akan terurai dalam usus besar menjadi asam lemak rantai pendek [short chain fatty acid]. Secara fungsional, pati resisten bermanfaat untuk kesehatan usus besar, seperti layaknya sumber pangan berserat [selulosa]. Secara kimiawi, struktur senyawa pati dan selulosa mempunyai kemiripan [Gambar 5].
Gambar 5. Struktur kimia selulosa dan pati.
Struktur kimiawi selulosa dan pati dibedakan dari posisi ikatan glikosida yang menghubungkan rantai polimer glukosa. Selulosa merupakan polimer dari glukosa berantai lurus dengan ikatan [1 – 4]-β-glikosidik dan berstruktur serat panjang. Pati juga tersusun dari polimerisasi glukosa, dengan ikatan glikosdia pada posisi [1 – 4]-α. Secara fisis, keduanya juga memiliki bentuk kristalin dan amorfus yang tidak larut dalam air. Pati memiliki dua fraksi yang dapat dipisahkan dengan air panas. Fraksi terlarutnya disebut amilosa, sedangkan fraksi tidak terlarut dinamakan amilopektin dengan proporsi, masing-masing 36 dan 64 %.
Seperti halnya jenis biji-bijian yang lain, biji kakao tersusun dari serat karbohidrat selulosa, hemi-selulosa, serat non-karbohidrat [lignin] dan polisakarida pektin dan gum. Selulosa, hemi-selulosa dan lignin tidak larut dalam air [insoluble fiber]. Sedangkan, pektin dan gum bersifat larut dan mengikat air membentuk gumpalan [gel]. Gumpalan ini bergerak sangat lambat di dalam saluran pencernaan menyebabkan sensasi kenyang lebih lama. Minat makan menurun dan terkendali. Sangat berguna bagi seseorang yang sedang menjalani program diet. Serat jenis selulosa, hemi-selulosa dan lignin akan melewati saluran pencernaan dalam bentuk yang relatif utuh. Bermanfaat untuk melancarkan buang air besar, mengurangi resiko sembelit dan membersihkan usus. Peran biji kakao sebagai sumber karbohidrat terasa lebih signifikan ketika biji kakao telah dikonversi menjadi bubuk cokelat melalui proses pengempaan. Kandungan lemak kakao berkurang yang semula 50 % turun tinggal 20 %. Kadar karbohidrat dalam bubuk cokelat meningkat sampai 60 %. Seduhan bubuk cokelat merupakan sumber asupan serat yang berguna bagi tubuh.
PROTEIN
Biji kakao mengandung protein di kisaran 11 %. Protein tersusun dari unsur C [55 %], H [7 %], O [23 %] dan N [15 %]. Fungsi utama protein adalah untuk mendukung pertumbuhan, menambah imunitas dan memperlancar proses metabolisme dalam tubuh. Kandungan energi protein sebesar 4 kkal/gr. Struktur utama protein terdiri atas gugus amina, karboksil dan rantai sisi [gugus cabang]. Ketiganya terikat pada atom karbon alfa [C-α]. Simbol R adalah rantai sisi, dapat berupa gugus alkil, siklis, maupun aromatis. Rantai R umumnya digunakan sebagai indikator pembeda antara jenis asam amino satu dengan lainnya [Gambar 6].
Gambar 6. Struktur kimia protein.
Asam amino digolongkan menjadi 2 jenis, yaitu asam amino esensial dan non esensial. Jenis pertama tidak dapat disintesis oleh tubuh. Harus dimasukkan ke dalam tubuh bersama asupan makanan dan minuman. Tubuh hanya mampu memproduksi asam amino non esensial. Disintesa melalui perombakan asam amino esensial yang masuk ke dalam tubuh. Biji kakao mengandung 9 jenis asam amino esensial, yaitu, alanin, arginin, valin, fenilalanin, ileusin, leusin, metionin, histidin dan triptopan. Asam amino non-esensial sebanyak 4 jenis, yaitu, tirosin, asam aspartat, asam glutamat dan serin.
Salah satu jenis asam amino yang penting adalah triptopan. Bermanfaat untuk sintesa vitamin B, fitohormon, serotonin dan melatonin. Selama proses fermentasi biji kakao, triptopan dikonversi menjadi triptamin dan serotonin. Keduanya merupakan senyawa psikoaktif pemicu relaksasi sistem saraf pusat. Menjadikan kualitas tidur lebih pulas. Biji kakao juga mengandung asam amino jenis arginin dalam jumlah yang cukup banyak. Senyawa ini diperlukan tubuh untuk produksi cairan seminal dan memperkuat sistem imun. Sebagai suplemen, arginin biasanya dicampur dengan asam amino lisin untuk mengatur tekanan darah, meningkatkan fungsi seksual dan memperkuat sistem kekebalan tubuh, memperbaiki fungsi jantung dan kecerdasan otak. Leusin adalah asam amino esensial yang berperan dalam proses produksi otot, mengatur kadar gula darah, merangsang penyembuhan luka dan produksi hormon pertumbuhan. Isoleusin adalah turunan leusin yang berfungsi dalam pembentukan protein.
Biji kakao mengandung asam amino non esensial yaitu asam glutamat [glutamin] dan aspartat. Glutamin bermanfaat untuk kelancaran metabolisme sistem pertahanan tubuh, mencegah kerusakan mukosa dan menjaga kesehatan mikroflora usus. Glutamin akan dikonversi menjadi asam glutamat yang berperan meningkatkan jumlah senyawa GABA [Gamma-Amino-Butyric-Acid] untuk menjaga fungsi otak. Asupan glutamin melalui makanan dan minumam secara teratur diperlukan bagi seseorang yang sedang menjalani terapi paska pembedahan atau penderita gangguan fungsi usus. Aspartat juga memiliki fungsi untuk meningkatkan kerja otak. Sebagai neuro-transmiter, aspartat berperan sebagai penghubung antara saraf otak dan otot. Menangkal kepenatan setelah tubuh menjalani aktivitas fisik yang intensif. Aspartat mempercepat proses metabolisme karbohidrat menjadi energi dan mempercepat eliminasi amonia hasil metabolisme keluar dari tubuh.
ANTIOKSIDAN
Antioksidan merupakan senyawa yang dianggap mampu melindungi organ-organ tubuh dari serangan radikal bebas yang berbahaya. Akumulasi radikal bebas dalam tubuh secara tidak terkontrol dapat menyebabkan efek negatif pada organ tubuh [Gambar 7].
Gambar 7. Degradasi sel organ tubuh oleh radikal bebas.
Radikal bebas adalah molekul yang memiliki elektron bebas atau elektron yang tidak berpasangan. Bersifat sangat reaktif. Radikal bebas dalam tubuh muncul dari 2 sumber. Pertama adalah sumber endogen yang dihasilkan dari metabolisme dalam tubuh. Kedua adalah sumber eksogen, terbentuk akibat pengaruh sumber eksternal, seperti, polusi udara, asap rokok, radiasi dan kelebihan konsumsi obat-obatan. Radikal bebas endogen berperan membangun sistem kekebalan tubuh dari serangan radikal bebas eksogen. Ketika terjadi invasi radikal bebas eksogen secara berlebihan, tubuh perlu asupan antioksidan tambahan dari makanan, minuman atau suplemen. Secara kimiawi, antioksidan adalah molekul yang mempunyai kelebihan elektron. Melalui mekanisme elektron donor, radikal bebas yang semula reaktif bisa dinetralkan kembali oleh antioksidan [Gambar 8].
Gambar 8. Deaktivasi radikal bebas oleh senyawa antioksidan.
Biji kakao mengandung senyawa antioksidan jenis flavonoid, seperti yang terdapat dalam buah dan sayuran. Flavonoid biji kakao merupakan senyawa polifenol, yang terdiri atas 37 % monomer flavanol [- epikatekin dan + katekin], 4 % antosianin dan 58 % polimer flavanol prosianidin [Gambar 9].
Gambar 9. Jenis, struktur dan asal berbagai antioksidan alami.
Reaktifitas senyawa antioksidan tergantung pada jumlah gugus hidroksil [-OH] yang terikat oleh gusus flavanol. Semakin banyak gugus hidroksilnya, kekuatan antioksidan dalam mengikat radikal bebas semakin tinggi. Secara laboratoris, kemampuan senyawa anti oksidan diukur melalui uji ORAC [Oxygen Radical Absorbance Capacity]. Makin tinggi nilai ORAC, makin kuat kapasitas atau kemampuan anti oksidan untuk mengikat radikal bebas. Bubuk cokelat diketahui mempunyai nilai ORAC paling tinggi dibandingkan jenis makanan dan minuman yang berasal dari sayuran, buah-buahan, sereal, telur, daging, kacang dan jus buah. Asupan bubuk cokelat secara rutin bisa melindungi organ tubuh dari serangan radikal bebas.
SENYAWA PENYEGAR
Adalah senyawa yang mampu merangsang respon saraf otak lebih aktif dan memberikan efek pada kesegaran tubuh. Senyawa penyegar dalam biji kakao adalah kafein dan theobromin [Gambar 10].
Gambar 10. Sruktur molekul kafein dan theobromin.
Biji kakao mengandung 2 % theobromin dan kafein hanya 0,35 %. Secara kimiawi, keduanya berbeda dalam jumlah gugus metil [-CH3] yang terikat pada cincin kondensasi pirimidina-imidazolnya. Kafein memiliki 3 gugus metil, sedangkan theobromin hanya mempunyai 2 gugus metil. Setelah dikonsumsi, profil konsentrasi theobromin dan kafein dalam darah mengikuti mekanisme absorbsi, distribusi, metabolisme dan eliminasi [Gambar 11].
Gambar 11. Senyawa penyegar dalam darah pada asupan 22 gr bubuk cokelat.
Bubuk cokelat 22 gr mengandung theobromin 400 mg dan kafein 65 mg. Nilai kelarutan keduanya dalam cairan lambung masing-masing adalah 0,30 dan 2 g/liternya. Kafein akan diadsorpsi oleh plasma darah lebih cepat dari pada theobromin. Dalam waktu kurang dari 1 jam, konsentrasi kafein dalam darah sudah mencapai puncaknya, sebesar 5 µmol/liter. Pada konsentrasi ini, efek kafein sebagai penyegar sangat minimal. Kafein tidak mampu memblokir adenosin [hormon penyebab kantuk] menuju ke reseptor otak. Konsentrasi puncak theobromin sebetulnya relatif tinggi, yaitu 42 µmol/liter terjadi 3,75 jam setelah asupan bubuk cokelat. Namun, kemampuan theobromin untuk memblokir adenosin hanya sepersepuluh [1/10] dari kemampuan kafein karena theobromin hanya mengandung 2 gugus metil. Secara umum, efek asupan biji kakao terhadap kesegaran tubuh tidak melalui mekanisme deaktifasi adenosin, tetapi disebabkan oleh peran theobromin dalam memperlebar saluran darah menuju jantung dan otak. Pasokan nutrisi dan oksigen menuju otak tercukupi. Menjadikan otak dan tubuh lebih segar.
Melewati konsentrasi puncak, kafein dan theobromin didistribusikan ke seluruh bagian tubuh. Masuk organ hati, keduanya akan diurai melalui proses metabolisme menjadi senyawa purin. Senyawa ini kemudian dieliminasi dari dalam tubuh lewat urin. Setelah tinggal selama 5 – 6 jam di dalam tubuh, konsentrasi puncak kafein berkurang tinggal separonya. Ini disebut waktu paruh [half time]. Berbekal konsentrasi lebih tinggi, waktu paruh theobromin berlangsung lebih lama, yaitu 12 jam. Semakin mendekati waktu paruh, pengaruh kafein dan theobromin terhadap kesegaran tubuh semakin menurun.
MINERAL
Tubuh hanya membutuhkan mineral dalam jumlah kecil. Berfungsi sebagai zat pengatur proses metabolisme, pertumbuhan organ-organ tubuh, kerja otak dan saraf. Tubuh tidak bisa memproduksi mineral. Harus dipasok dari asupan makanan dan minuman. Biji kakao mengandung mineral lebih kurang 2 %. Jenis mineral biji kakao yang bermanfaat untuk kesehatan tubuh adalah kalium [K] sebanyak 10 g/kg. Disusul fosfor [P], magnesium [Mg] dan kalsium [Ca] berjumlah mulai dari 10 mg/kg sampai 1 g/kg. Kadar mineral aluminium [Al] dan besi [Fe] masing-masing 1 g/kg dan 100 mg/kg. Kandungan mineral seng [Zn], rubidium [Rb], mangan [Mn], boron [B], tembaga [Cu], natrium [Na] dan strontium [Sr] berkisar antara 10 sampai 100 mg/kg.
VITAMIN
Vitamin adalah senyawa organik yang sangat dibutuhkan oleh tubuh sebagai pendukung [kofaktor] kesempurnaan berbagai proses bio-kemis untuk menjaga kesehatan tubuh. Bubuk cokelat mengandung vitamin B1 sampai B9. Proporsi terbesar adalah jenis B3 [niasin]. Niasin termasuk vitamin esensial. Dibutuhkan tubuh untuk mengolah timbunan lemak, menurunkan kolesterol darah dan pengaturan gula darah. Asupan niasin yang disarankan per harinya adalah 20 mg. Vitamin B5 atau sering disebut asam pantotenat merupakan jenis vitamin kedua terbanyak dalam bubuk cokelat. Vitamin ini berfungsi untuk meningkatkan daya tahan tubuh, melindungi sel-sel kulit dari radiasi matahari, memperlancar gerakan pencernaan dan mencegah stres. Asupan vitamin B5 yang dianjurkan adalah 10 mg per hari.
Kandungan vitamin B2, B6, B1 dan B9 dalam bubuk kakao berada di bawah 0,30 mg/100 g. Vitamin B2 atau riboflavin berfungsi untuk pemeliharaan kesehatan mata, kulit, rambut dan kuku. Asupan vitamin B2 sebaiknya di kisaran 0,15 mg per hari. Nilai ini sama dengan kebutuhan asupan vitamin B1 [tiamin]. Vitamin ini berfungsi untuk meningkatkan nafsu makan, mencegah penimbunan lemak pada pembuluh darah, memperlancar sirkulasi darah, biosintesis neurotransmiter dan produksi HCl untuk mencerna makanan. Tubuh juga memerlukan vitamin B6 yang berperan pada pemeliharaan sel darah merah, sistem saraf dan ketahanan tubuh. Asupan vitamin B6 per hari sebesar 2 mg dianggap sudah cukup. Vitamin B9 [asam folat] bermanfaat untuk proses pertumbuhan dan pemeliharaan sel tubuh. Sangat dibutuhkan untuk ibu hamil dan balita. Nilai kecukupan asupan vitamin B9 adalah 400 µg per hari.
DAFTAR BACAAN
Afoakwa, A.O., J. Quao., J.Takrama., A. S. Budu & F. K. Saalia [2013]. Chemical Composition And Physical Quality Characteristics Of Ghanaian Cocoa Beans As Affected By Pulp Pre-Conditioning And Fermentation. Journal Of Food Science And Technology Volume 50, Pages 1097–1105.
Baharum, Z., A. M. Akim, T. Y. Y. Hin, R. A. Hamid & R. Kasran [2016]. Theobroma cacao: Review of the Extraction, Isolation and Bioassay of Its Potential Anti-cancer Compounds. Trop Life Sci Res. 2016 Feb; 27[1]: 21–42.
Côrrea, T., L. Penido., I.C.R. Lourenço, L. M. Da Silva1, C.F. Garcia & F. A. G. Rezende [2021]. Chemical Composition, Antioxidant Activity, And Fatty Acid Profile Of Cocoa Nibs. International Journal Of Research – Granthaalayah, 9[6], 168-176.
Fang, Y., R. Li., Z. Chu., K. Zhu., F. Gu., Y. Zhang [2020]. Chemical and Flavor Profile Changes Of Cocoa Beans [Theobroma Cacao L.] During Primary Fermentation. Food Sci Nutr. 2020;8:4121–4133.
http://www.food-info.net/uk/qa/qa-fp48.htm.
https://lifestyle.kompas.com/read/2019
https://m.cafe.daum.net/Jangds/80q9/701
http://www.vivo.colostate.edu/hbooks/pathphys/topics/radicals.html.
Rombe, Y.P., I. O. Simanjuntak., A. Noor & N. L. Nafie [2019]. Comparison Of Micronutrients Content In Cacao Beans From Plantation Area And Transmigration Area In East Luwu. Journal of Physics: Conference Series.
Sri Mulato & Edy Suharyanto [2017]. Kopi, Seduhan dan Kesehatan. Penerbit Dempo Laserindo, Surabaya. cctcid.com.
=====O=====