Fermentasi Kopi: Dampak Positif dan Negatifnya

Kopi segelas pagi hari, dapat membuat penikmatnya bebas dari rasa ngantuk, berasa bugar, cerah dan  bisa menambah semangat. Kopi merupakan minuman non alkohol yang sangat disukai  di dunia. 

Kopi adalah minuman yang dibuat dari biji kopi yang disangrai. Berwarna gelap, pahit, dan sedikit asam, kopi memiliki efek stimulasi pada manusia, terutama karena kandungan kafeinnya. Ini adalah minuman panas paling populer di dunia.

Biji buah tanaman kopi dipisahkan untuk menghasilkan biji kopi hijau yang tidak disangrai. Biji kopi dipanggang dan kemudian ditumbuk menjadi partikel halus yang biasanya direndam dalam air panas sebelum disaring, menghasilkan secangkir kopi. Biasanya disajikan panas, meskipun kopi dingin atau es adalah hal biasa. Kopi dapat disiapkan dan disajikan dalam berbagai cara (misalnya espresso, French press, caff latte, atau kopi kaleng yang sudah diseduh). Gula, pengganti gula, susu, dan krim sering digunakan untuk menutupi rasa pahit atau menambah rasa.

Sejak awal abad ke-20, produksi dunia tahunan telah berkembang menjadi lebih dari 100 juta kantong, yang setara dengan enam hingga tujuh juta ton, sedangkan pada tahun 1825 hanya diproduksi 100.000 ton. Lebih dari 80% tas diekspor setiap tahun

Hampir 90 negara mengekspor ceri kopi, 60 di antaranya negara berkembang, dengan kopi merupakan pendapatan ekspor utama bagi negara-negara seperti Burundi, Etiopia, Rwanda, dan sebelumnya Haiti.[132] Produsen terbesar sejauh ini adalah Brasil (hampir 30% dari produksi dunia pada tahun 2015), diikuti oleh Vietnam, Kolombia, Indonesia, dan Ethiopia.

Data statistik produksi kopi pertanian dunia sedikit berbeda tergantung apakah berasal dari FAO atau ICO. Namun, data ini dipantau setiap bulan oleh ICO dan diperiksa silang, yang menjadikan Organisasi ini referensi yang lebih mapan untuk pasar internasional. Di luar krisis overproduksi sesekali dan perbedaan inventaris, volume yang diproduksi, diperdagangkan, dan dikonsumsi mengikuti tren yang meningkat

Produksi kopi menghidupi sekitar dua puluh lima juta orang, terutama produsen skala kecil, sementara impor, pemrosesan, dan distribusi memberi penghidupan bagi sekitar seratus hingga seratus sepuluh juta orang.

Indonesia sebagai produsen kopi terbesar ke-4 di dunia merupakan salah satu negara dengan kekayaan kopi yang melimpah, beragamnya jenis tanah serta cara pengolahan kopi di setiap daerah menghasilkan cita rasa kopi Indonesia yang beragam pula. Kopi Bali menjadi salah satu bintang diantara beragamnya kekayaan kopi di Indonesia, karena memiliki aroma dan cita rasa asam segar yang khas. Keistimewaan cita rasa yang dimiliki kopi Bali dikarenakan kopi ini dikembangkan dengan teknik tumpang sari bersama buah-buahan. Kopi Bali juga telah menjadi salah satu industri agro unggulan daerah Bali. Kopi merupakan salah satu komoditi yang sangat menjanjikan karena sifat kopi yang adiktif membuat para penikmatnya sulit untuk meninggalkan minuman bercita rasa pahit ini. Tak ayal, kini bisnis kedai kopi sedang banyak digandrungi para pebisnis muda di Bali.

Di Bali, dikembangkan dua jenis kopi yaitu kopi arabika dan robusta. Menurut data Badan Pusat Statistik, luas areal tanam perkebunan kopi jenis arabika di Bali pada tahun 2018 naik 1,47 persen dibanding tahun sebelumnya  menjadi sebesar 12.410 ha, dimana pada tahun 2017 hanya mencapai 12.230 ha. Kabupaten yang menduduki peringkat pertama dengan luas areal tanam perkebunan kopi jenis arabika terbesar adalah Kabupaten Bangli dengan luas areal tanam sebesar 5.886 ha. Sedangkan, untuk jenis kopi robusta justru mengalami penurunan luas areal tanam di tahun 2018 menjadi 22.800 ha dimana sebelumnya pada tahun 2017 luas areal tanam perkebunan kopi jenis robusta mencapai 22.970 atau mengalami penurunan sebesar 0,74 persen. Kabupaten dengan luas areal tanam terbesar untuk jenis kopi robusta di Bali adalah Kabupaten Buleleng dengan luas areal tanam sebesar 10.473 ha (https://www.nusabali.com/berita/61081)

Perlu diketahui bahwa  mutu fisik dan citarasa kopi ditentukan oleh bahan tanam, budidaya, cara panen, pengolahan, dan penyimpanannya.   Sangat penting dipahami bahwa penyimpanan kopi dalam jangka waktu lama membuat mutu kopi biji mampu mengalami perubahan baik bersifat fisik, kimiawi, biologis ataupun organoleptik. Lalu dari mana  penyebab kerusakan kopi itu muncul, paling tidak ada dua aspek, yakni  (1) Aspek yang menyebabkan perubahan Mutu Kopi bersumber dari internal (kopi biji itu sendiri) atau (2)  aspek yang  bersifat eksternal yang bersumber dari faktor luar.

Faktor Internal seperti Kadar air kopi yang semakin tinggi mempercepat kerusakan pada kopi. Kadar air dibawah 13% dianggap aman dari serangan cendawan yaitu timbulnya mikotoksin (racun cendawan). Kopi biji : Kopi yg disimpan dalam wujud berkulit tanduk tidak sama dengan kopi biji tidak dengan kulit tanduk. Biji yg berkulit tanduk lebih tahan disimpan daripada yang tak berkulit tanduk. penyimpanan yang tepat menyebabkan mutu kopi lebih mudah dijaga.

Di lain pihak,  diketahui bahwa, faktor eksternal: Kelembaban udara dalam ruang penyimpanan yang cukup aman adalah sekitar 60%. Suhu udara juga berpengaruh terhadap laju berkembangnya hama serta terhadap kandungan uap air di dalam ruang penyimpanan. Serangga dapat berkembang biak pada suhu 15-42 dengan suhu optimal 28-35 . Semakin tinggi suhu udara juga semakin cepat laju perubahan kimiawi di dalam biji. Suhu udara di dalam gudang juga dipengaruhi oleh suhu udara di luar gudang. Penyebab utama dari penurunan mutu kopi biji adalah besarnya variasi suhu tempat penyimpanan.

Agar kualitas meningkat maka dibutuhkan pengolahan kopi, salah satu yang digunakan adalah, fermentasi kopi.

FERMENTASI KOPI

Tujuan sebenarnya dari fermentasi kopi ini adalah untuk mengubah gula menjadi alkohol, yang kemudian akan menguap ketika dijemur. Dapat mendesak pertumbuhan mikro organisme (Acetabecter aceti) yang ada di udara agar tidak dapat mengubah gula menjadi asam sitrat atau asam cuka pada kopi. Petani atau pengelola pun mendapat keuntungan karena harganya lebih tinggi dibanding tanpa proses fermentasi

Kenaikan tajam di pasar kopi spesialti sebagian didorong oleh pertumbuhan konsumsi luar negeri yang berkelanjutan di Eropa, Amerika Serikat, Brasil, dan Australia. Untuk menjangkau pasar ini, perusahaan telah mengintensifkan penelitian untuk mendiversifikasi profil sensorik minuman kopi. Pengaruh genotipe pohon kopi, iklim daerah penghasil (curah hujan, kelembaban, suhu, dan radiasi), faktor edafik (keasaman/alkalinitas dan kesuburan tanah), dan pengolahan pascapanen telah banyak dipelajari.  Kombinasi dan interaksi dari faktor-faktor ini unik untuk setiap daerah, dan perubahan kecil berdampak besar pada profil sensorik dari minuman akhir .

Dalam beberapa tahun terakhir, metode pemrosesan pasca panen baru telah dikembangkan untuk memodulasi struktur kimia biji kopi. Diversifikasi terbesar terjadi pada proses fermentasi biji kopi, di mana gula alami dalam ceri kopi diubah menjadi alkohol, asam laktat, dan serangkaian metabolit sekunder lainnya.

DAMPAK POSITIF FERMENTASI KOPI

Meskipun proses ini sering dikaitkan dengan penghilangan lendir biji kopi, beberapa penelitian telah menunjukkan bahwa metabolit mikroba berdifusi ke dalam biji kopi dan mengubah kualitas minuman akhir. Carvalho Neto dkk.  baru-baru ini mengusulkan penggunaan reaktor tangki berpengaduk (STR) dan biakan starter untuk membakukan fermentasi kopi, yang biasanya dilakukan secara spontan dalam tangki terbuka. 

Fermentasi yang dilakukan di STR mampu meningkatkan kualitas minuman kopi sekitar 8 poin (82,25--91,5) jika dibandingkan dengan proses tradisional. Peningkatan ini dikaitkan dengan kontrol suhu dan agitasi yang dimungkinkan oleh metode STR. Namun, analisis tekno-ekonomi yang dilakukan oleh Magalhes Jnior et al. menunjukkan bahwa, untuk implementasi STR, diperlukan investasi sekitar USD 1,4 juta, yang membatasi akses teknologi ini ke produsen kopi kecil.

Baru-baru ini, metode fermentasi berbiaya rendah baru (disebut self-induced anaerobiosis fermentation-SIAF) yang dilakukan dalam tangki silinder polietilen telah diusulkan sebagai alternatif bagi petani kopi . Beberapa konfigurasi pemrosesan telah dievaluasi. 

Misalnya, apa yang disebut metode fermentasi "alami", yang terdiri dari memfermentasi buah utuh (yaitu, tanpa pulping) atau dengan buah pulp dalam tangki fermentasi statis dan tertutup, tanpa  atau dengan  penggunaan air. Terlepas dari konfigurasi yang digunakan, metode pemrosesan baru ini menghasilkan peningkatan yang signifikan pada minuman akhir jika dibandingkan dengan pemrosesan konvensional. 

Diperkirakan bahwa lingkungan anaerobik dapat secara positif memodulasi kinerja fermentasi mikrobiota asli, serta meningkatkan produksi senyawa yang diinginkan, seperti asam laktat, ester, aldehida, dan keton. Namun, suksesi mikroba fermentasi yang dilakukan dengan metode SIAF telah sedikit dieksplorasi, dan penelitian khusus telah mengkarakterisasi komunitas bakteri dan jamur hanya pada akhir proses. 

Oleh karena itu, penelitian ini bertujuan untuk memahami ekologi mikroba dan metabolit yang terbentuk selama fermentasi standar (24 jam) dan diperpanjang (48 dan 72 jam) di lapisan bawah, tengah, dan atas tangki fermentasi statis. Terakhir, analisis sensori dilakukan untuk menentukan dampak waktu pemrosesan terhadap kualitas minuman akhir.

KOPI SUMBER KAFEIN

Di seluruh dunia, kopi populer sebagai minuman nonalkohol karena aromanya yang menyenangkan dan rasanya yang menyegarkan. Jot et al.  melaporkan bahwa biji kopi itu sendiri mengandung semua prekursor yang diperlukan untuk memberikan rasa dan aroma kopi standar selama pemanggangan. 

Namun proses fermentasi dapat meningkatkan keragaman senyawa aroma dan flavor kopi. Seperti yang disebutkan oleh Tressi  dan Farah et al., lebih dari 700 senyawa volatil dan nonvolatil yang berkontribusi terhadap rasa kopi telah diidentifikasi. Spesies kopi, varietas, asal geografis, dan tingkat pemanggangan menentukan konstitusi dan kuantitas rasa yang dihasilkan dari senyawa ini. Sebuah laporan pendukung menunjukkan bahwa faktor selama proses prapanen dan pascapanen juga sangat mempengaruhi aroma kopi.

Selama fermentasi kopi, mikroorganisme menghasilkan metabolit yang beragam. Aktivitas mikroba dan tingkat fermentasi menentukan konsentrasi gula bebas (misalnya glukosa dan fruktosa) dan asam amino bebas yang terus mengelilingi biji dan selanjutnya berkontribusi pada produksi senyawa Maillard dan volatil selama proses pemanggangan. Pederson dan Breed pun menemukan dalam penelitian bahwa  studi awal tentang implikasi bahwa fermentasi meningkatkan kualitas kopi. Kopi olahan basah memiliki kualitas aroma yang lebih unggul dibandingkan kopi olahan kering karena senyawa aromatik yang dihasilkan selama penghilangan lapisan mucilage pada pengolahan basah. Pemilihan mikroorganisme yang tepat yang memiliki dampak positif pada rasa dan aroma kopi selama fermentasi sangat penting, dan proses fermentasi harus dikontrol untuk mencapai dampak positif tersebut.

 DAMPAK NEGATIF FERMENTASI TERHADAP RASA DAN AROMA KOPI

Tantangan utama dalam fermentasi kopi, menurut beberapa penelitian, adalah sulitnya mengontrol proses. Overfermentasi adalah salah satu dari beberapa dilema yang dijelaskan oleh petani kopi dan ilmuwan. 

Proses fermentasi harus dikontrol dengan baik untuk memastikan perkembangan mikroorganisme menguntungkan yang menghasilkan minuman berkualitas tinggi dengan aroma yang baik. Ketika fermentasi gagal, hal itu menghasilkan perkembangan mikroorganisme pembusuk yang mempengaruhi aroma dan rasa kopi. Biji kopi yang dihasilkan dari fermentasi tersebut sering disebut sebagai "stinkers.  

Biji kopi yang difermentasi mengandung sisa lendir dan gula yang mencegah pengeringan dan menciptakan lingkungan yang kondusif bagi perkembangan bakteri dan jamur pembusuk. Overfermentasi mendorong produksi senyawa kimia yang tidak diinginkan, terutama asam propionat dan butirat, yang memberikan rasa tidak enak, seperti rasa bawang. Lopez dkk.  melaporkan bahwa asam ini tidak boleh ada dalam konsentrasi yang lebih besar dari 1mg*mL1. Spesies dari genus Bacillus, khususnya B. megaterium, mungkin bertanggung jawab atas asam propionat yang ditemukan pada kopi yang diproses melalui proses kering atau alami.

Seperti yang dijelaskan oleh Silva et al., asam propionat terdeteksi dalam konsentrasi tinggi hanya ketika proses fermentasi berlangsung lebih lama dari durasi optimalnya. Enterobacteriaceae dan bakteri asam asetat menyebabkan produksi asam asetat yang berlebihan selama fermentasi berkepanjangan dalam proses kering Bade-Wegner dkk. menyatakan bahwa overfermentasi juga dapat menghasilkan asam lemak rantai pendek dan esternya, seperti etil ester asam 2-metil butanoat, ester etil asam butanoat 3-metil, dan etil ester asam sikloheksanoat. Ini dapat merusak kualitas kopi jika mereka hadir pada konsentrasi yang lebih tinggi dari 1,8, 13,9, dan 14mg*kg1, masing-masing. Selain itu, pertumbuhan jamur berfilamen dan mikotoksin, yang dapat menghasilkan rasa tidak enak, harus dikontrol dengan pengelolaan proses fermentasi dan pengeringan.

Fermentasi Biji Kopi Hijau dengan Mikroorganisme Terpilih dan Prospek Kedepannya

Sebuah penelitian dilakukan oleh Kwak et al.  tentang pengaruh fermentasi ragi biji kopi hijau pada aktivitas antioksidan dan penerimaan konsumen. Mereka melaporkan bahwa fermentasi ragi selama 24 jam menginduksi peningkatan aktivitas antioksidan dan kandungan polifenol dan flavonoid total. Penerimaan konsumen terhadap biji kopi fermentasi sedikit lebih rendah dibandingkan kontrol (nonfermentasi), dengan pengecualian satu biji kopi fermentasi (fermentasi dengan spesies Saccharomyces), yang memperoleh sekitar 39,4% preferensi konsumen atas kontrol .

Rhizopus oligosporus adalah spesies jamur umum yang banyak digunakan sebagai kultur starter pada makanan fermentasi, seperti tempe kedelai (produk tradisional fermentasi kedelai). Selama fermentasi oleh R. oligosporus, enzim ekstraseluler, seperti protease, dan enzim pendegradasi polisakarida, seperti xilanase, poligalakturonase, selulase, arabinase, b-D-glukosidase, dan a-D galaktosidase disekresikan. Sebuah penelitian dilakukan tentang pengaruh fermentasi keadaan padat biji kopi hijau oleh R. oligosporus terhadap profil volatil dan nonvolatilnya. Seperti dilansir Lee et al., selama fermentasi, beberapa volatil dipecah, sedangkan produksi lainnya dapat dikorelasikan dengan metabolisme prekursor aroma oleh R. oligosporus. Fermentasi dengan R. oligosporus secara signifikan meningkatkan komposisi prekursor aroma dalam biji kopi hijau, dan senyawa ini bertanggung jawab untuk produksi kelas aroma kuat (pirazin, tiol, furanon, dan guaiakol) yang menimbulkan aroma kopi yang khas selama pemanggangan

Kopi menikmati penerimaan global yang luas, dan peningkatan kecil dalam kualitas kopi dapat membuat perbedaan yang signifikan dan memperluas peluang pasar. Karena biji kopi hijau digunakan untuk fermentasi bukan kopi perkamen (dengan lendir), hal ini dapat dilakukan oleh perusahaan pengolah kopi. Namun, isolasi dan identifikasi mikroorganisme yang secara signifikan mempengaruhi kualitas sensori kopi perlu diteliti lebih lanjut untuk pengembangan kultur starter. Penelitian selanjutnya juga dapat menyelidiki komersialisasi modulasi aroma dan rasa biji kopi hijau melalui fermentasi.

 KESIMPULAN

Fermentasi sangat penting dalam pemrosesan kopi, tidak hanya untuk menghilangkan lendir, tetapi juga, jika dikontrol dengan baik, untuk menciptakan karakteristik kualitas sensorik yang penting. Namun, memiliki kelemahan jika fermentasi berlangsung melebihi waktu yang disarankan, mikroorganisme juga dapat menurunkan kualitas dengan menciptakan rasa yang tidak enak dan karakteristik yang tidak diinginkan. Dari beragam mikroflora yang ditemukan dalam fermentasi kopi alami, beberapa dapat dipilih untuk digunakan sebagai kultur starter. Namun, potensi penggunaan kultur starter untuk fermentasi kopi belum dipelajari dengan baik.

Sebagian besar mikroorganisme yang diisolasi dari fermentasi kopi spontan tidak memiliki atribut untuk meningkatkan kualitas sensori kopi. Pemilihan mikroorganisme food grade dan penggunaannya dalam memfermentasi biji kopi hijau memerlukan penelitian lebih lanjut. Ulasan ini memberikan informasi yang tepat tentang peran mikroorganisme dalam fermentasi kopi dan pengaruhnya terhadap rasa dan aroma kopi. Ilmu molekuler lainnya dapat berkontribusi untuk memahami senyawa kimia yang dihasilkan selama fermentasi dan dampaknya terhadap kualitas kopi, yang mengarah pada ketersediaan informasi yang lebih kredibel dan maju. Mengintegrasikan penelitian multidisiplin akan sangat membantu dalam studi yang lebih rinci.

Daftar Pustaka 

Anderson ND (2019) State of the science on mild cognitive impairment (MCI). CNS Spectrums 24, 78--87. [PubMed] [Google Scholar]

Anttila T, Helkala EL, Viitanen M, Kareholt I, Fratiglioni L, Winblad B, Soininen H, Tuomilehto J, Nissinen A and Kivipelto M (2004) Alcohol drinking in middle age and subsequent risk of mild cognitive impairment and dementia in old age: a prospective population based study. BMJ (Clinical Research Ed.) 329, 539. [PMC free article] [PubMed] [Google Scholar]

Bowen ME (2012) A prospective examination of the relationship between physical activity and dementia risk in later life. American Journal of Health Promotion 26, 333--340. [PubMed] [Google Scholar]

Brien SE, Ronksley PE, Turner BJ, Mukamal KJ and Ghali WA (2011) Effect of alcohol consumption on biological markers associated with risk of coronary heart disease: systematic review and meta-analysis of interventional studies. BMJ (Clinical Research Ed.) 342, d636. [PMC free article] [PubMed] [Google Scholar]

Cfkov R and Krajoviechov A (2019) Alcohol and cardiovascular disease: position paper of the Czech Society of Cardiology. Central European Journal of Public Health 27, S6--S9. [PubMed] [Google Scholar]

da Silva Vale, A., Balla, G., Rodrigues, L. R. S., de Carvalho Neto, D. P., Soccol, C. R., & de Melo Pereira, G. V. (2022). Understanding the Effects of Self-Induced Anaerobic Fermentation on Coffee Beans Quality: Microbiological, Metabolic, and Sensory Studies. Foods, 12(1), 37.