KANDUNGAN ZAT GIZI PADA BIJI KOPI
Sri Mulato [ccctcid.com]
PENDAHULUAN
Minuman kopi dalam pemahaman awam identik dengan kafein. Penyebab tekanan darah naik, nyeri lambung dan susah tidur. Itu keluhan negatifnya. Hal positifnya adalah biji kopi juga mengandung senyawa-senyawa penting, seperti lemak, karbohidrat, protein, antioksidan, vitamin dan mineral. Selain berperan sebagai pembentuk cita rasa khas kopi, keberadaan senyawa-senyawa tersebut sangat bermanfaat bagi kesehatan tubuh. Komposisi kimia biji kopi terutama dipengaruhi oleh faktor genetik tanaman dan lingkungan tambuh [ketinggian, suhu dan kelembaban relatif udara] [Tabel 1 ].
Tabel 1. Komposisi kimiawi biji kopi Arabika dan Robusta [%, basis kering]. 
KARBOHIDRAT
Penyusun utama [lebih dari 55 %] biji kopi adalah senyawa karbohidrat. Terdapat 3 jenis karbohidrat, yaitu monosakarida, oligosakarida dan polisakharida. Hampir separonya adalah polisakharida yang merupakan penyusun dinding sel biji kopi. Biji kopi Robusta mengandung karbohidrat lebih tinggi dari biji kopi Arabika [Tabel 2].
Tabel 2. Kandungan karbohidrat dalam biji kopi [%, berat kering].
Monosakarida sering disebut gula sederhana. Tidak dapat dihidrolisis lanjut menjadi bentuk yang lebih simpel. Monosakarida dalam biji kopi meliputi glukosa, galaktosa, rhamnosa, xilosa, dan arabinosa dengan rumus bangun seperti pada Gambar 1. Monosakarida berbentuk kristal padat tidak berwarna. Mudah larut dalam air dan cepat diserap oleh darah. Glukosa adalah sumber energi utama untuk mendukung kinerja otak. Xilosa, arabinosa, galaktosa, rhamnosa berperan untuk meningkatkan fungsi imunitas tubuh.
Gambar 1. Struktur molekul beberapa monosakarida dalam biji kopi.
Biji kopi Arabika mempunyai kandungan disakarida [sukrosa] lebih tinggi dari pada kopi Robusta. Menjadikan biji kopi Arabika terasa lebih manis dan memberikan sensasi “fruity” lebih jelas dibandingkan biji kopi Robusta. Pada saat penyangraian, sukrosa akan terurai menjadi glukosa dan fruktosa. Keduanya merupakan reaktan reaksi Maillard dan karamelisasi. Pembentuk cita rasa manis dan warna coklat.
Biji kopi mengandung 2 fraksi, yaitu senyawa terlarut dan tidak terlarut dalam air. Proporsi fraksi terlarut kira-kira 30 %. Tersusun dari campuran senyawa mono dan disakarida, asam khlorogenat, sebagian protein, lemak diterpenoid dan polisakarida jenis arabinogalaktan dan galaktomanan [Gambar 2]. Sedangkan, senyawa tidak terlarut termasuk sebagian protein dan polisakarida komplek [selulosa, hemi-selulosa dan lignin]. Kurang lebih 70 % senyawa tidak terlarut akan terpisah membentuk ampas.
Gambar 2. Struktur molekul beberapa polisakarida dalam biji kopi.
Arabinogalaktan merupakan polimer dari monosakarida arabinosa dan galaktosa. Keduanya diikat oleh protein membentuk senyawa komplek arabinogalaktan-protein [AGP]. Senyawa ini berperan memperkuat daya tahan tubuh [immune system]. Sedangkan, galaktomanan adalah hasil polimerisasi monosakarida manosa dan galaktosa. Galaktomanan sebagai sumber serat. Bersifat pro-biotik, memperbaiki pertumbuhan bakteri dalam usus besar.
Keberadaan polisakharida dalam seduhan kopi berfungsi sebagai pengikat aroma [aroma binder], stabilisator pembentukan buih [creamy foam] dan pemantap viskositas seduhan [body]. Kadar polisakarida terlarut yang tinggi menjadikan sensasi seduhan kopi Robusta lebih kental daripada seduhan kopi Arabika. Di lingkungan Kafe, biji kopi Robusta sering dicampur [blend] dengan biji kopi Arabika. Pada teknik penyeduhan espresso, formula “blending” akan menghasilkan “crema” seduhan kopi Arabika lebih tebal. Di industri, kadar polisakarida terlarut yang tinggi akan meningkatkan perolehan rendemen ekstraksi. Sehingga, biji kopi Robusta dipilih sebagai bahan baku utama produksi kopi instan [soluble coffee].
LIPIDA
Biji kopi mengandung senyawa lipida antara 10 sampai 16 %. Senyawa ini memberikan sensasi kental pada lidah dan cita rasa umami [gurih]. Komposisi lipida dalam kopi disajikan pada Tabel 3 berikut,
Tabel 3. Komposis lipida dalam biji kopi.
Lipida triacigliserol tersusun atas senyawa lemak jenuh dan tidak jenuh yang terikat pada 1 molekul gliserol. Senyawa ini bersifat tidak stabil. Pada kondisi ruang penyimpanan yang lembab [humid], senyawa lemak jenuh mudah terhidrolisis menjadi asam lemak jenuh bebas [Free Fatty Acid]. Menimbulkan aroma tengik [rancid/stinky] pada biji kopi. Hidrolisa asam lemak jenuh rantai panjang memunculkan aroma dan rasa mirip sabun [soapy]. Sensasi ini sering terjadi pada biji kopi Arabika karena kandungan senyawa lemaknya lebih tinggi daripada biji kopi Robusta. Kerusakan cita rasa juga bisa terjadi akibat reaksi autoksidasi senyawa asam lemak tidak jenuh. Produk dari reaksi ini adalah senyawa aldehid dengan karakter aroma mirip bau kayu [woody].
Lipida jenis diterpen terdiri atas senyawa kafestol dan kahweol [Gambar 3]. Kopi Arabika mengandung kafestol dan kahweol. Kopi Robusta hanya mengandung kafestol. Senyawa kafestol dan kahweol diduga menyebabkan penurunan produksi cairan empedu. Sedangkan, kafestol berpotensi meningkatkan sintesa kholesterol dalam organ hati. Kandungan keduanya sangat dipengaruhi oleh cara penyeduhan. Filter dari bahan logam [stainlis] dan French Press menghasilkan seduhan dengan kadar kafestol dan kahweol yang lebih tinggi. Sebaliknya, lertas filter penyeduh V60 mampu menyerap kafestol dan kahweol. Keduanya tidak lolos lewat saringan dan tetap tinggal dalam ampas. Hasil seduhannya hanya sedikit mengandung kafestol dan kahweol.
Gambar 3. Struktur molekul kafestol dan kahweol.
PROTEIN
Protein mengandung unsur C,H,O dan senyawa N secara lengkap dan membentuk struktur kimia polimer asam amino pada ikatan peptidanya [Gambar 4].
Gambar 4. Struktur kimia protein.
Kandungan protein pada biji kopi Arabika dan Robusta relatif seimbang antara 10 sampai 13 %. Sebagai nutrisi, protein mempunyai fungsi utama untuk regenerasi dan regulasi organ-organ tubuh. Sedangkan sebagai pembentuk cita rasa, protein adalah pemasok asam amino bebas yang merupakan salah satu reaktan reaksi Maillard. Di antara asam amino bebas penyusun utama biji kopi adalah asam glutomat, aspartat, leusin, prolin dan valin [Gambar 5].
Gambar 5. Jenis asam amino utama dalam biji kopi.
Beberapa jenis asam amino akan terbebaskan dari struktur molekul protein saat proses pematangan buah kopi, selama penyimpanan dan penyangraian biji kopi. Sebaliknya, ada beberapa jenis asam amino yang bersifat sangat stabil. Bahkan ada beberapa jenis asam amino justru meningkat jumlahnya pada saat penyangraian [Tabel 4].
Tabel 4. Jenis asam amino biji kopi sebelum dan sesudah disangrai.
Hampir 30 % asam amino akan terurai selama proses penyangraian. Jumlahnya menurun. Bersintesis dengan monosakarida lewat mekanisme reaksi Maillard. Menghasilkan senyawa pembentuk cita rasa. Sebaliknya, beberapa jenis asam amino justru mengalami peningkatan jumlahnya [baris warna kuning], antara lain asam glutamat. Asam amino ini berperan sebagai pengendali neuro-transmiter. Berpengaruh pada kemampuan kognisi, meningkatkan daya ingat dan mencegah demensia [pikun]. Sementara, asam aspartat berperan sebagai senyawa neuro-transmiter untuk eksitasi ujung saraf otak.
Asam amino prolin dalam biji kopi sangrai menstimulir produksi kolagen. Berfungsi untuk memperbaiki tekstur kulit dan meregenerasi lapisan kulit akibat proses penuaan [aging]. Sehingga, kopi bubuk digunakan sebagai bahan lulur [spa]. Meskipun dalam jumlah yang sangat kecil, biji kopi mengandung sembilan jenis asam amino esensial [tidak diproduksi oleh tubuh], seperti fenilalanin, isoleusin, leusin, lisin, metionin, treonin dan valin. Leusin berperan penting dalam proses produksi energi tubuh dan mengontrol sintesa protein. Sedangkan, valin bermanfaat untuk membantu mengatasi gangguan saraf otot, gangguan mental, emosional dan insomnia.
SENYAWA ASAM
Jenis asam dalam kopi dibagi menjadi dua kelompok, yaitu asam organik dan asam khlorogenat. Asam organik meliputi asam asetat, asam tartat, asam malat, asam sitrat dan asam suksinat. Menjadikan kopi mempunyai sensasi rasa asam. Secara laboratoris, nilai pH biji kopi arabika terukur pada skala 5, sedangkan nilai pH biji kopi Robusta 5,50. Kopi Arabika ditanam di dataran tinggi [di atas 1000 m dpl]. Memiliki variasi diurnal yang sangat lebar. Suhu siang hari lebih tinggi daripada suhu malam hari. Merangsang buah kopi memproduksi senyawa asam dan gula lebih banyak pada siang hari. Keduanya kemudian disimpan dalam daging buah.
Asam khlorogenat merupakan ester yang tersusun dari asam kuinat dan asam kafeat. Terdapat beberapa jenis asam khlorogenat. Komposisi terbanyak adalah jenis asam 5-O-kafeoilquinat [Gambar 6].
Gambar 6. Beberapa jenis asam khlorogenat di dalam biji kopi.
Asam khlorogenat awalnya tidak berperan pada pembentukan sensasi rasa asam. Setelah penyangraian, 70 % asam khlorogenat terfragmentasi menjadi senyawa asam alifatik sederhana, seperti asam asetat, citrat, malat dan piruviat. Asam ini secara bersama mempunyai andil dalam memberikan sensasi rasa asam. Selama penyangraian, asam khlorogenat bersintesa dengan protein dan monosakarida membentuk senyawa baru yang disebut melanoidin. Memberikan kontribusi dalam pembentukan warna coklat gelap.
SENYAWA ANTIOKSIDAN
Beban kehidupan modern dan polusi lingkungan menyebabkan banyak penduduk di perkotaan mengalami “stress”. Tekanan psikologis ini bisa menyebabkan munculnya “radikal bebas” dalam tubuh. Bersifat sangat reaktif, radikal bebas mampu menyebar dan merusak ke seluruh organ tubuh dalam waktu singkat. Diperlukan penangkal berupa senyawa “antidote”, yang disebut antioksidan. Senyawa ini mampu menetralkan dan mengikat radikal bebas menjadi tidak aktif. Asam khlorogenat termasuk antioksidan kuat. Selain itu, selama penyangraian terbentuk senyawa antioksidan baru yang disebut melanoidin. Sinergi keduanya menjadikan seduhan kopi sebagai sumber antioksidan tertinggi [22,73 mm.mol/gr sampel] di antara jenis makanan/minuman lainnya [Gambar 7].
Gambar 7. Kandungan antioksidan beberapa jenis makanan/minuman.
SENYAWA ALKOLOID
Alkaloid termasuk senyawa metabolit sekunder yang bersifat basa. Berguna untuk meningkatkan daya tahan tanaman dari serangan hama dan penyakit. Alkoloid mengandung 1 atau lebih atom nitrogen, tersusun dalam struktur kimiawi cincin heterosiklik. Kopi mengandung 2 jenis alkoloid, yaitu kafein dan trigonelin.
Kafein
Hal-hal kurang nyaman yang dirasakan oleh tubuh setelah minum seduhan kopi adalah peningkatan tekanan darah, nyeri lambung dan sering buang air kecil. Efek tersebut bersifat temporer sampai kadar kafein dalam darah menurun. Kurang lebih dalam rentang waktu 1 jam setelah minum seduhan kopi. Kafein akan mengalami metabolisme dalam tubuh oleh organ hepar [hati]. Enzim sitokrom akan menguraikan kafein menjadi paraxantin [84 %], theobromin [12%] dan theopilin [4 %]. Ketiganya akan dikeluarkan dari dalam tubuh lewat urin [Gambar 8].
Gambar 8. Metabolisme kafein menjadi paraxantin, theobromin dan theopilin.
Kafein sangat mudah larut dalam air dan juga dalam lemak. Stabil terhadap panas tinggi, sampai suhu 315 oC. Hanya sedikit mengalami sublimasi pada suhu penyangraian gelap [dark roast] 205 oC. Sebagian besar kafein dalam biji kopi sangrai larut dalam air penyeduh. Menyumbang rasa pahit.
Trigonelin
Adalah senyawa alkaloid yang secara spesifik terdapat dalam biji kopi. Daun teh dan biji kakao tidak mengandung trigonelin, meskipun keduanya juga mengandung kafein. Trigonelin [N-methyl-nicotinate] memiliki jumlah atom nitrogen [N] tunggal [Gambar 9].
Gambar 9. Struktur kimia trigonelin.
Biji kopi Arabika mengandung trigonelin lebih tinggi dari pada biji kopi Robusta, yaitu masing-masing 1 dan 0,70 %. Tidak seperti kafein, trigonelin bersifat kurang stabil pada suhu tinggi. Senyawa ini mulai terurai pada suhu penyangraian 160 oC. Menghasilkan gas CO2 dan uap air. Hampir 70 % trigonelin akan terdegradasi menjadi piridin. Mempunyai andil besar dalam pembentukan cita rasa manis dan karamel pada seduhan kopi. Selain piridin, trigonelin juga terdekomposisi menjadi asam nikotinat atau sering disebut sebagai niasin [vitamin B3]. Niasin merupakan produk reaksi dimetilasi trigonelin pada suhu sangrai di atas 160 oC. Trigonelin dalam seduhan kopi dapat mengurangi karies gigi. Mencegah pembentukan plak di permukaan gigi oleh bakteri Streptococcus mutans.
MINERAL
Mineral termasuk zat gizi mikro. Masuk ke dalam tubuh lewat asupan makanan dan minuman. Berfungsi sebagai zat pengatur proses metabolisme, pertumbuhan organ tubuh, mendukung kerja otak dan syaraf. Eksistensi mineral dalam tubuh terdeteksi dalam 2 bentuk. Pertama, berupa ion bebas. Kedua, terikat oleh protein yang mengandung sulfur dan fosfor. Biji kopi termasuk sebagai pemasok mineral yang lengkap [Tabel 5].
Tabel 5. Komposisi mineral dalam biji kopi. 
Kalium [K]
Hampir 60 % mineral dalam biji kopi adalah kalium. Dalam seduhan, kalium memberikan sensasi rasa asin. Sebagai nutrisi, kalium berfungsi sebagai elektrolit. Kandungan mineral ini dalam tubuh orang dewasa lebih kurang 2,50 mg per kilogram berat badan [bebas lemak]. Terdapat dalam sel-sel syaraf dan otot. Mineral ini berfungsi untuk menjaga pertumbuhan, mengontrol gerakan kontraksi otot, mengatur kesetimbangan cairan tubuh dan memelihara kesehatan kulit. Dalam proses metabolisme tubuh, kalium berperan dalam menstimulir perubahan glukosa menjadi glikogen, mempercepat reaksi beberapa enzim untuk sintesa protein dari asam amino dan mengaktifkan ginjal untuk mengeluarkan zat beracun dari dalam tubuh. Bersama natrium, kalium mengatur denyut jantung dan memelihara sistem kerja otot. Bersinergi dengan fosfor, kalium berperan sebagai pemasok oksigen ke dalam otak.
Magnesium [Mg]
Kandungan magnesium dalam biji kopi menduduki tempat kedua setelah kalium. Magnesium merupakan kation bivalent yang berfungsi sebagai agen “chelator”. Bermanfaat untuk pembentukan sel darah merah dan katalis dalam reaksi konversi energi. Kandungan mineral magnesium dalam tubuh orang dewasa berkisar antara 20 sampai 25 gram. Lima puluh persen [50 %] di antaranya terdapat pada tulang dan sisanya pada jaringan lemak, otot, hati dan cairan ekstraselular. Defisiensi magnesium dapat menyebabkan denyut jantung tidak teratur, insomnia, lemah otot, kejang kaki, serta telapak kaki dan tangan gemetar. Kehilangan magnesium dalam tubuh biasanya berkaitan dengan pemecahan jaringan dan destruksi sel. Kekurangan magnesium bisa disubstitusi dari konsumsi seduhan kopi secara teratur.
Fosfor [P]
Lebih kurang 85 % fosfor terdapat dalam jaringan lunak tulang. Mineral ini berperan pada hampir semua reaksi biokimia dalam sel, memelihara kesehatan sel, merangsang kontraksi otot termasuk otot jantung, menjaga proses absorbsi niasin dan riboflavin, menjaga fungsi ginjal dan memperlancar perjalanan impuls syaraf. Bersama dengan kalsium, fosfor juga berperan dalam regulasi penyimpanan dan pengeluaran energi. Mengatur reaksi konversi Adenosin Tri Fospat [ATP] dan Adenosin Di Fosfat [ADP]. Dalam seduhan, mineral fosfor memberikan andil pada sensasi rasa asam dalam bentuk senyawa asam fosfat.
Natrium
Tubuh orang dewasa sehat mengandung 256 gram natrium dalam bentuk NaCl. Kadar natrium normal dalam darah adalah 310 – 340 mg/dL. Tubuh memerlukan asupan mineral natrium minimum 200 sampai 500 miligram per hari. Berperan menjaga kadar garam dalam darah pada posisi normal. Kekurangan natrium dapat menyebabkan volume aliran darah menurun yang berakibat pada gangguan fungsional berbagai organ tubuh, antara lain, penurunan tekanan darah, peningkatan denyut jantung dan penurunan resistensi tubuh terhadap infeksi. Konsumsi kopi setiap hari secara teratur bisa menjaga kesetimbangan natrium dalam tubuh. Dalam seduhan, natrium menyumbang sensasi rasa asin.
Sulfur [S]
Tubuh manusia mengandung sulfur sebanyak 0,25 % dari berat badan atau sekitar 175 gr pada pria dewasa. Asupan sulfur diperlukan untuk mendukung reaksi oksidasi dan reduksi dalam tubuh. Mineral ini juga berperan dalam pembentukan protein dan sistesa kolagen. Bersama asam lipoik, sulfur bermanfaat untuk kesehatan sistem syaraf, pembentukan sel, pelepasan energi, produksi empedu dan pengaturan sistem keseimbangan tubuh.
Kalsium [Ca]
Peran mineral kalsium adalah untuk pembentukan tulang dan gigi dan pengaturan proses bio-sintesis dalam tubuh. Dibutuhkan asupan mineral kalsium lebih banyak saat usia pertumbuhan. Mineral ini diperlukan terutama untuk pembentukan tulang dan gigi. Setelah usia pertumbuhan berakhir, asupan kalsium dalam jumlah yang cukup perlu dijaga secara rutin untuk mencegah pengeroposan tulang [osteoporosis]. Kalsium juga berperan dalam menjaga kesetimbangan asam dan basa dalam darah, pengaturan signal syaraf dan pertumbuhan otot. Dalam menjalankan fungsinya, kalsium bersinergi dengan mineral fosfor dan magnesium. Mekanisme homeostatik kandungan kalsium dalam tubuh diatur oleh kelenjar paratiroid.
VITAMIN
Bersama mineral, vitamin dibutuhkan untuk mendukung semua reaksi biokemis dalam tubuh. Setiap reaksi membutuhkan enzim spesifik tersusun dari gabungan unsur mineral dan vitamin yang tidak bisa diganti dengan jenis vitamin lainnya. Meskipun dalam jumlah yang relatif kecil, biji kopi secara alami mengandung berbagai jenis vitamin. Selama proses penyangraian berlangsung, sebagian besar vitamin mengalami peruraian. Hanya vitamin B3 yang mengalami penambahan. Merupakan produk reaksi degradasi trigonelin lewat pembentukan asam nikotinat [niacin]. Jenis vitamin yang masih terikut dalam seduhan kopi adalah B2, B3 dan B5 [Gambar 10].
Gambar 10. Struktur kimia vitamin B2, B3 dan B5.
Vitamin B2 [Riboflavin]
Vitamin B2 atau riboflavin pertama kali diisolasi dari susu. Mempunyai kenampakan kuning berasal dari senyawa komplek cincin iso-aloksasin. Riboflavin larut dalam air dan tahan panas di lingkungan netral atau asam. Namun, vitamin ini dapat rusak dalam larutan basa atau terkena sinar matahari langsung. Riboflavin berperan penting pada proses metabolisme karbohidrat, protein dan lemak. Vitamin ini juga memiliki andil sebagai enzim reaksi reduksi–oksidasi [redoks], produksi energi dan pelepasan energi dari senyawa karbohidrat dan lemak.
Vitamin B3 [Niasin]
Vitamin ini mudah larut dalam air, sangat stabil terhadap panas maupun oksidasi. Tidak terpengaruh oleh lingkungan asam dan basa. Terikat dalam struktur asam pirimidin 3-karboksilat yang mudah berubah menjadi senyawa nikotinamid. Asam ini berbentuk kristal padat berwarna putih. Di dalam tubuh, vitamin ini akan diubah menjadi amida yaitu nikotinamida dari asam amino triptofan. Berfungsi sebagai enzim yang terkait oksidasi glukosa dan pelepasan energi dalam sel. Juga sebagai ko-enzim pada metabolisme lemak, protein dan produksi beberapa jenis hormon.
Vitamin B5 [Asam Panthotenat]
Vitamin B5 merupakan vitamin yang larut dalam air. Berfungsi untuk meningkatkan daya tahan tubuh, melindungi sel-sel kulit dari radiasi matahari, memperlancar gerakan pencernaan dan mencegah penurunan kinerja jaringan syaraf. Vitamin ini bersinergi dengan vitamin A untuk menghambat oksidasi asam lemak dalam jaringan tubuh.
DAFTAR BACAAN
Clifford, M. N. [2000] Chlorogenic acids and other cinnamates –nature, occurrence, dietary burden, absorption and metabolism. J Sci Food Agr [80]. 1033– 1043.
Choi HK & G Curhan [2007]. Coffee, Tea, and Caffeine Consumption and Serum Uric Acid Level: The Third National Health and Nutrition Examination Survey. Arthritis & Rheumatism [Arthritis Care & Research] Vol. 57, No. 5, June 15, 2007, pp 816–82.
Farah, A, M Monteiro, CM. Donangelo & S Lafay [2008]. Chlorogenic Acids from Green Coffee Extract are Highly Bioavailable in Humans. The Journal of Nutrition Biochemical, Molecular and Genetic Mechanisms. 0022-3166/08. American Society for Nutrition. doi:10.3945/jn.108.095554. p. 2309
https://www.healthline.com/health/high-cholesterol/coffee-link#cholesterol Coffee and Cholesterol: Is There a Link. Medically reviewed by Angela M. Bell, MD, FACP — By Anna Schaefer — Updated on Jan 29, 2021.
https://puritycoffee.com/blogs/blog/antioxidants-coffees-secret-to-better-health-and-disease-prevention.
Karl Speer K & I Kölling-Speer [2006]. The lipid fraction of the coffee bean. Braz. J. Plant Physiol. Vol.18 [1] Londrina Jan./Mar.
Patarroyo ME [2003]. Coffee Composition And Its Biological Effects On Human Health. Coffee And Health. New Research Findings. Proceedings of the International Seminar on Coffee and Health 40th Anniversary meeting of the ICO Cartagena, Colombia, 15 september 2003. P 62.
Portillo., O.P & A.C. Arévalo [2022]. Coffee’s carbohydrates. A critical review of scientific literature. Revis Bionatura 2022; 7(3) 11.
Sri Mulato [2011]. Kopi, Seduhan dan Kesehatan. Pusat Penelitian Kopi dan Kakao.