9 Bab II Tinjauan Pustaka II.1 Kopi Robusta Kopi sudah lama dikenal di Indonesia, yang diperkenalkan sejak tahun 1696 melalui perusahaan Belanda Hindia Timur, Vereenigde Oost-Indische Compagnie (VOC). Produksi kopi pertama kali di laksanakan di Jawa, dan hasilnya memuaskan sehingga dapat menguntungkan sebagai komoditi perdagangan, untuk itu VOC menyebarkan penanaman kopi ke daerah-daerah di Indonesia (Najiyati dan Danarti, 2004). Kopi dikenal dengan beberapa golongan kopi, yaitu robusta, arabika, liberika dan excelsa. Penggolongan kopi umumnya didasarkan pada spesies tanaman kopi kecuali kopi robusta yang diketahui tidak berasal dari spesies, tetapi berasal dari turunan beberapa spesies kopi. terutama kopi robusta (Coffea canephora) (Najiyati dan Danarti, 2004), seperti ditunjukkan pada Gambar II.1. Gambar II.1 Tanaman kopi robusta (Coffea canephora L.). Kopi robusta dikenal dengan nama lain kopi canephora. Kopi robusta tersebut ditemukan pada tahun 1897 dan diberi nama pertama kali oleh Pierre. Selanjutnya kopi robusta ini disebarluaskan oleh Linden dan masuk ke Indonesia, pada tahun 1900 tepatnya di Jawa. Kualitas biji kopi robusta diketahui masih kalah 10 dibandingkan dengan biji kopi arabika dari segi cita rasa. Akan tetapi, kopi robusta memiliki kelebihan yaitu lebih resisten terhadap serangan hama terutama oleh Hemileia vastatrix (Aak, 1988). Ciri umum kopi robusta yaitu, rasa lebih pahit, menyerupai coklat, aroma yang khas, warna biji kopi bervariasi serta tekstur kasar (Anggara dan Marini, 2011). Kopi robusta diketahui memiliki kandungan dan komposisi kimia yang berbeda- beda, berdasarkan jenis dan proses pengolahannya, hal ini dapat dilihat dari perbandingan antara kopi hijau dengan kopi sangrai (Clarke dan Macrae, 1985). Perbedaan tersebut terjadi karena adanya proses oksidasi pada penyangraian kopi. Konsentrasi kandungan senyawa yang tertera tersebut bergantung pada kultivar, pengolahan pertanian, iklim, komposisi tanah, dan metode analisis. Kandungan dan komposisi kimia kopi robusta (% bobot kering) dapat dilihat pada Tabel II.1. Tabel II.1 Kandungan dan Komposisi Kimia Kopi Robusta Item Kopi Hijau (%) Kopi Sangrai (%) Asam Alifatik Asam Amino Asam Humat Asam Klorogenat Total Kafein Lemak Mineral Oligosakarida Polisakarida Total Protein Trigonelin 1,5-2,0 2,0 - 7,0-10,0 1,6-2,4 9,0-13,0 4,0-4,5 5,0-7,0 37,0-47,0 11,0-13,0 0,6-0,75 1,0-1,5 - 16,0-17,0 3,9-4,6 ~2,0 6,0-11.0 4,6-5,0 0,0-3,5 - 13,0-15,0 0,3-0,6 Sumber: Clarke dan Macrae, 1985 Hasil penelitian Oxana, dkk., (2016) menunjukkan bahwa dalam biji kopi arabika dan robusta yang didasarkan pada kondisi geografis suatau negara terdapat 16 macam senyawa kimia. Adapun rumus struktur dari 16 senyawa kimia dapat dilihat pada Gambar II.2. 11 Gambar II.2 Rumus struktur senyawa yang diidentifikasi dari biji kopi hijau arabika dan kopi robusta yaitu: (1) Asam kafeat; (2) asam p-coumaroylquinic; (3) p-coumaroyl N tryptophan; (4) asam klorogenat; (5) asam neo klorogenat (asam 5-O caffeoyl quinic); (6) kafein; (7) asam crypto klorogenat (asam 4-O caffeoyl quinic); (8) caffeoyl N tryptophan; (9) asam 3-O feruloyl quinic; (10) asam 5-O feruloyl quinic; (11) asam 3,4-O dicaffeoyl quinic; (12) asam 3,5-O dicaffeoyl quinic; (13) asam 4,5- O dicaffeoyl quinic; (14) asam 3-O feruloyl 5 caffeoyl quinic; (15) asam 4-O feruloyl 5 caffeoyl quinic; (16) asam 3-O feruloyl 4 caffeoyl quinic (Oxana, dkk., 2016). (1) (2) (3) (5) (4) (6) (7) (8) (9) (10) (11) (12) (13) (14) (15) (16) 12 II.2 Kafein Kafein adalah senyawa golongan alkaloid xantin, berasa pahit dan berbentuk kristal serta mempunyai khasiat sebagai diuretik dan stimulan. Kafein banyak ditemukan pada bahan makanan seperti kopi. Minuman kopi biasanya dikonsumsi dengan cara mengekstraksi kopi bubuk (Suriani, 1997). Kafein atau 1,3,7-trimetilxantin dalam biji kopi memiliki karakteristik rasa yang pahit. Kafein merupakan pseudoalkaloid dari senyawa golongan alkaloid xantin yang merupakan senyawa yang bersifat termostabil. Kadar kafein dalam kopi robusta lebih besar dua kali lipat dari kopi arabika. Kafein bekerja dengan cara merangsang Sistem Saraf Pusat (SSP) yang berfungsi sebagai antagonis reseptor adenosin (Chu, 2012). Adapun rumus struktur kafein adalah seperti yang ditampilkan pada Gambar II.3. Gambar II.3 Rumus Struktur kafein (Baumann, 1984) Penggunaan kafein pada dosis rendah sampai sedang, pada umumnya dikaitkan dengan fungsi dalam peningkatan kewaspadaan, kemampuan belajar, kinerja fisik serta adanya kemungkinan dapat mempengaruhi suasana hati. Namun, efek stimulasi yang ditimbulkan dari kafein juga dapat mempengaruhi individu yang sensitif serta dapat menyebabkan takikardia, peningkatan tekanan darah, kecemasan, dan insomnia. Hasil penelitian lain, menunjukkan bahwa penggunaan kafein dapat menyebabkan terjadinya kalsiuria dan hiperkolesterolemia (Farah dan Donangelo, 2006). Kafein merupakan senyawa stimulan pada SSP dan metabolisme tubuh, serta dapat digunakan dalam pengobatan yaitu mengurangi terjadinya rasa letih secara fisik serta dapat digunakan untuk meningkatkan kewaspadaan, sehingga 13 menjadikan fikiran lebih jelas dan fokus serta mampu mengkoordinasikan fungsi dalam tubuh (Ware, 1995). Kafein di dalam tubuh bekerja dengan cara mengantagonis sehingga dapat merangsang produksi adrenalin serta dapat meningkatkan tekanan darah, aktifitas otot, sekresi asam lambung serta merangsang hati untuk melepaskan gula ke aliran darah sehingga dapat menghasilkan energi tambahan. Mekanisme kerja kafein adalah sebagai kompetitor dari adenosin, yaitu suatu senyawa kimia yang terdapat di sel otak dengan fungsi menyebabkan orang untuk mudah tidur. Kafein bekerja menghalangi adesonin agar tidak dapat berfungsi dengan baik, dan mengakibatkan performa kognitif meningkat. Kafein juga bekerja meningkatkan dopamin. Dopamin adalah senyawa neurotransmitter yang berperan dalam ingatan serta mengatur gerakan pada individu, karenanya kafein dapat membantu peningkatan performa ingatan (Nelson dkk., 2005). Kandungan kafein dalam minuman kopi yang masih dapat ditolerir yaitu 0,13-1,5 % (Davia, dkk., 1982). II.3 Biosintesis Kafein Proses biosintesis dari kafein terjadi pada siklus asam sikimat yang merupakan senyawa untuk digunakan dalam proses biosintesis tanin, serta melalui asam chorismat yang terbentuk melalui reaksi yang terjadi dengan asam piruvat membentuk asam amino. Dalam proses biosintesis asam amino dibutuhkan nitrogen yang diperoleh dari udara, selanjutnya mengalami reduksi menjadi ammonia yang dilakukan oleh bakteri pengikat N2, kondisi ini bisa dimanfaatkan dalam biosintesis asam amino pada tanaman (Roberts, 1998). Adenosin merupakan senyawa yang berperan sebagai prekursor dalam proses biosintesis kafein. Proses biosintesis yang terjadi yaitu adenosin dirubah menjadi adenin, selanjutnya adenin yang terbentuk dirubah menjadi Adenosin Monophosfat (AMP) yang merupakan senyawa nukleotida purin. AMP yang terbentuk selanjutnya dirubah menjadi Inosin Monophosfat (IMP), kemudian IMP dirubah menjadi Xantosin Monophosfat (XMP). XMP yang terbentuk melepas gugus phosfat yang menyebabkan XMP berubah menjadi senyawa xantosin, selanjutnya terjadi proses metilasi membentuk senyawa 7-metilxantosin. Senyawa 14 7-metilxantosin melepaskan gula ribosa membentuk senyawa 7-metilxantin, dan terjadi proses metilasi menjadi senyawa teobromin. Senyawa teobromin yang terbentuk mengalami metilasi kembali sehingga terbentuk kafein (Hiroshi, 1996; Chie, dkk., 2001). Proses biosintesis kafein ditunjukkan pada Gambar II.4. Gambar II.4. Biosintesis kafein (Chie, dkk., 2001) (13) (11) (12) (10) (09) (08) AMP IMP XMP (02) S-Adenisyl-L-Methionine 5- Methyl tetrahydrofolate tetrahydrofolate NH 3+ CHCH2CH2-S-CH3 COO - Methionine ATP PPi + Pi CH3 + S-Adenisyl-L-Homocysteine Homocysteine Adenosine Adenine Xanthosine 7-Methylxanthosine 7-Methylxanthine Theobromine Caffeine (SAM Cycle) (01) (03) (04) (05) (07) (06) 15 II.4 Asam Klorogenat Kandungan kimia dalam kopi hijau antara lain adalah senyawa fenolik, kafein, dan asam klorogenat (Clifford, 1999). Asam klorogenat dalam kopi hijau diketahui memiliki banyak manfaat, antara lain untuk penyakit jantung, diabetes, dan penurun berat badan (Olivia dan Sofyan, 2017). Hasil penelitian menunjukkan bahwa kopi hijau bermanfaat dalam mengurangi pelepasan dan pembentukan glukosa dalam tubuh.