GAMBARAN UMUM

PROSES PRODUKSI KOPI DEKAFEINASI

Sri Mulato [cctcid.com]

PENDAHULUAN

Kafein adalah bahan penyegar ringan. Termasuk senyawa alkaloid bawaan dalam biji kopi. Persentase rata-rata kafein dalam biji kopi robusta dan arabika, masing-masing 2,5 % dan 1,5 %. Bagi seseorang yang intoleran, kafein pada kadar tersebut sudah bisa menimbulkan gangguan kesehatan tubuh, seperti, jantung berdebar, peningkatan tekanan darah dan susah tidur. Sejak ditemukan proses dekafeinasi, mereka bisa mengkonsumsi seduhan kopi dekaf [istilah hasil dekafeinasi] tanpa kawatir mendapat gangguan kesehatan. Secara teknis, kafein dapat diekstrak dari biji kopi dengan pelarut alami [air], kimiawi [etil asetat] dan gas CO₂. Namun, proses ekstraksi tidak hanya melarutkan kafein dari dalam biji kopi, tetapi juga senyawa pembentuk cita rasa. Dampaknya, citarasa kopi dekaf tidak sebaik cita rasa kopi aslinya.

PROSES DEKAFEINASI SKALA INDUSTRI

Prinsip proses ini adalah pengambilan kafein dari dalam biji kopi dengan pelarut kimiawi, air dan gas CO₂.

Pelarut Kimiawi

Jenis pelarut kimia adalah etil asetat, metil khlorida dan  dihloro-metana. Proses dekafeinasi dilakukan dalam 2 buah bejana bentuk silinder-vertikal, dalam 3 tahapan, yaitu, pengukusan, pelarutan dan separasi kafein yang terikut pelarut. Proses pengukusan dan ekstraksi dilakukan dalam satu bejana. Separasi kafein dari pelarutnya berlangsung dalam bejana terpisah yang berisi karbon aktif [Gambar 1].

Gambar 1. Dekafeinasi biji kopi dalam bejana ganda dengan pelarut kimiawi.

• Pengukusan: bertujuan memperlebar pori-pori permukaan biji kopi robusta untuk memudahkan pelarut mendifusi ke dalam biji. Uap air panas dialirkan lewat dasar bejana. Bergerak vertikal menembus tumpukan biji kopi. Uap panas juga mampu memutus kafein dari ikatan garam komplek kalium-khlorogenat. Molekul kafein terbebas dan mudah terikut ke dalam pelarut. Pengukusan berlangsung selama 30 menit.
• Pelarutan: pasca pengukusan, cairan pelarut kimia disemprotkan di bagian atas bejana. Pelarut bergerak ke bawah menerobos tumpukan biji kopi. Masuk ke biji lewat pori-pori yang telah terbuka, mengikat kafein bebas dan membawanya keluar dari biji kopi. Proses pelarutan berlangsung secara berulang. Dihentikan saat kadar kafein dalam biji kopi robusta mencapai sekitar 0,30 %. Lama ekstraksi berlangsung 5 – 6 jam tergantung pada jenis pelarut. Suhu ekstraksi disesuaikan dengan titik didih pelarutnya.
• Separasi kafein dari pelarut: pelarut yang mengandung ekstrak kafein disemprotkan ke bagian atas bejana adsorpsi. Partikel karbon aktif di dalamnya secara selektif menyerap kafein. Pelarut yang sudah terbebas kafein dikembalikan lagi [recycled] ke dalam bejana untuk ekstraksi berikutnya.

Pelarut Air

Dengan pertimbangan kesehatan, pelarut kimia digantikan air. Dikembangkan pertama kali di negara Swiss. Maka, proses ini populer disebut “Swiss Process” [Gambar 2].

Gambar 2. Dekafeinasi biji kopi dengan pelarut air.

Pelarutan kafein pada proses Swiss berlangsung dalam 3 tahapan,

• Tahap pertama, biji kopi direndam dalam air panas di dalam bejana tertutup. Molekul air akan mendifusi ke dalam pori-pori biji kopi. Kafein bersama dengan senyawa pembentuk cita rasa [gula dan beberapa jenis protein] terlarut ke dalam air. Ekstraksi kafein di dalam bejana berlangsung 8 ja Hampir 99 % kafein dalam biji kopi bisa terekstrak.
• Pada tahap kedua, tabung terisi karbon aktif akan menyerap kafein terlarut. Sirkulasi secara berulang memungkinkan seluruh kafein terlarut terserap oleh karbon aktif.
• Pada tahap ketiga, bejana karbon aktif yang berisi kafein dilepas dari bejana. Biji kopi bebas kafein dibiarkan terendam dalam air selama beberapa waktu. Memberi kesempatan senyawa pembentuk cita rasa khas kopi terserap lagi ke dalam biji kopi. Menjadikan cita rasa biji kopi dekaf tidak banyak berubah.

Pelarut gas CO₂ Super-Kritis

Seperti halnya air, pelarut gas CO₂ bersifat tidak toksik. Gas ini secara selektif mengekstrak kafein saja. Senyawa pembentuk cita rasa tetap tertinggal dalam biji kopi. Supaya bisa berfungsi sebagai pelarut, gas CO₂ harus dicairkan terlebih dahulu lewat fase super-kritisnya [Gambar 3].

Gambar 3. Diagram fase karbondioksida [CO₂].

Pada suhu 25 ^oC dan tekanan 1 atm, gas CO₂ berbentuk gas. Perlakuan tekanan tinggi [5,18 atm] dan suhu sangat rendah [minus 78 °C] menjadikan gas CO₂ berubah menjadi padat. CO₂ akan mencapai kesetimbangan 3 fase [padat, cair dan gas] pada tekanan 5,18 atm dan suhu − 56,60 °C. Perlakuan ekstrim pada tekanan 73,80 atm dan suhu minus31,50 °C menyebabkan CO₂ mengalami kondisi super kritis [super critical]. Ditandai dengan hilangnya batas sifat gas dan cair. Dalam waktu bersamaan, CO₂ bisa bersifat sebagai gas dan sekaligus sebagai cairan. Dengan prinsip kerja ekstraksi seperti Gambar 1, gas CO₂ super kritis diinjeksikan ke bagian bawah bejana. Bergerak ke atas lewat tumpukan biji kopi. Dalam waktu singkat, gas CO₂ mendifusi ke dalam pori-pori biji kopi. CO₂ berubah mencair dan melarutkan 99 % lebih kafein dari biji kopi. Pelarut CO₂ yang telah mengikat kafein kemudian dibilas [stripping] dengan air bertekanan dalam bejana pemisah. Kafein akan terlarut ke dalam air yang kemudian diserap oleh karbon aktif. CO₂ bebas kafein dikembalikan lagi ke dalam bejana pelarutan.

DEKAFEINASI SKALA ARTISAN

Deskripsi Proses

Bejana dekafeinasi skala artisan berkapasitas 20 – 25 kg per satuan olah. Pada proses dekafeinasi 5 kg bisa digunakan dandang pengukus. Proses pengukusan dan ekstraksi biji kopi berlangsung dalam sebuah bejana tunggal [Gambar 4].

Gambar 4. Dekafeinasi biji kopi dalam bejana tunggal dengan pelarut air.

Pengukusan berlangsung pada suhu uap air 100 ^oC selama 30 menit. Sesudahnya, intensitas api kompor dikurangi untuk memberikan kesempatan suhu pelarut turun menjadi 70 ^oC. Air pelarut dipompa dan disemprotkan ke dalam tumpukan biji lewat bagian atas bejana. Sirkulasi pelarut air secara terus-menurus 8 jam akan mengekstraksi kafein hingga kadarnya  turun jadi 0,40 – 0,50 %. Metode ini tidak dilengkapi unit karbon aktif. Konsentrasi kafein dalam pelarut makin lama makin bertambah. Berdampak pada penurunan efektivitas proses ekstraksi. Proses pelarutan berlangsung lebih lambat. Berpotensi semakin banyak senyawa pembentuk cita rasa terlarut dalam air. Berakibat pada penurunan cita rasa.

CITA RASA

Selama proses dekafeinasi, senyawa utama pembentuk cita rasa khas kopi yang terlarutkan bersama kafein adalah gula, protein, lemak dan trigonelin. Menyebabkan profil cita rasa seduhan kopi menjadi hambar, kurang komplek dan tidak unik.  Terutama hasil pelarutan secara kimiawi. Gas CO₂ dianggap pelarut terbaik. Memiliki profil cita rasa kopi dekaf mendekati profil cita rasa kopi murni. Kompleksitas proses dan peralatanya menjadi kendala bagi pelaku bisnis artisanal untuk mengadopsi proses tersebut. Simplisitas metode dekafeinasi dengan pelarut air mudah lebih mudah diaplikasikan oleh pelaku bisnis artisanal. Namun, diperlukan proses lanjut untuk perbaikan cita rasa kopi dekaf agar bisa diterima oleh masyarakat luas.

Selama proses dekafeinasi, senyawa gula dalam biji kopi paling banyak terlarut dalam air. Dampaknya, kadar gula dalam biji kopi dekaf turun drastis. Salah satu alternatif pemulihan kadar gula adalah melalui infusi biji kopi dekaf dalam larutan gula. Pemulihan kadar gula ke dalam biji kopi dekaf dilakukan dengan urutan sebagai berikut,

1. Perendaman [infusi] biji kopi hasil proses dekafeinasi dalam larutan gula.
2. Pengeringan hasil infusi biji kopi dekaf sampai kadar air 12 %
3. Penyangraian biji kopi dekaf hasil pengeringan.

Pada penyangraian tingkat medium-gelap, infusi gula akan memperbaiki profil cita rasa biji kopi dekaf melalui mekanisme reaksi kimia sebagai berikut,

• Fragmentasi gula menjadi beberapa jenis senyawa asam memunculkan sensasi rasa asam yang lembut.
• Reaksi Maillard antara gula reduksi dan asam amino menghasilkan senyawa dasar pembentuk rasa dan aroma yang komplek.
• Karamelisisasi antar molekul gula memberikan sensasi rasa manis yang kuat.

PENUTUP

Kopi dekaf diperuntukkan bagi masyarakat penikmat seduhan kopi tetapi tidak ingin terkena efek negatif kafein. Mengkonsumsi kopi dekaf berbasis pelarut air dianggap lebih ramah kesehatan. Infusi biji kopi dekaf dalam larutan gula dalam batas tertentu bisa memulihkan cita rasanya.

DAFTAR BACAAN

Liu, C., et-al [2019]. Enhancing Robusta coffee aroma by modifying flavour precursors in the green coffee bean. Food Chemistry. Volume 281, 30 May 2019.

Sukrisno & Sri-Mulato [2009].  Karakteristik  Proses  Dekafeinasi  Kopi  Robusta  dalam  Reaktor Bejana  Tunggal  dengan  Pelarut  Etil Asetat.

Karakteristik proses dekafeinasi kopi Robusta dalam reaktor bejana tunggal dengan pelarut etil asetat

Pelita Perkebunan 2009, 25(2), 101—125.

Sri-Mulato & Widyotomo [2004]. Pelarutan kafein biji kopi Robusta dengan bejana tetap menggunakan kan pel arut ai r. Pel ita P erkebunan, 20, 97—109.

 

=====O=====