Perpustakaan Digital ITB

Senyawa biokimia seperti asam klorogenat, kafein, trigonelin, sukrosa, dan lipid, serta profil metabolit volatil dalam biji kopi berperan penting dalam menentukan kualitas kopi. Faktor genetik dan kondisi lingkungan di lokasi penanaman tanaman kopi berpengaruh terhadap komposisi kadar senyawa biokimia dan senyawa volatil. Saat ini, belum ada studi kualitas kopi arabika yang ditanam di lereng Gunung Tangkuban Perahu. Penelitian ini bertujuan untuk mengungkap kadar komponen biokimia penentu kualitas kopi dan profil metabolit volatil, serta menentukan korelasi antara faktor mikroklimat lokasi penanaman tiga varietas tersebut dengan komposisi kimia. Data mikroklimat di lokasi penanaman kopi mencakup intensitas cahaya, suhu udara, dan kelembaban udara menggunakan data logger Oneset. Data curah hujan diperoleh dari Stasiun Badan Meteorologi Klimatologi dan Geofisika (BMKG), sementara ketinggian diukur menggunakan GPS Garmin. Sampel kopi yang telah melalui proses pengupasan kulit biji dan pengeringan dikumpulkan dari petani rakyat. Selanjutnya, sampel kopi dianalisis untuk menentukan kadar senyawa biokimia penentu kualitas, yang meliputi asam klorogenat, kafein, trigonelin, sukrosa, dan lipid. Senyawa asam klorogenat diekstraksi menggunakan 30 mL etil asetat, sedangkan kafein di ekstraksi menggunakan 30 mL metanol: air (6:4 v/v) dengan metode sonikasi. Senyawa sukrosa dan trigonelin diekstraksi menggunakan 20 mL akuabides dengan metode maserasi. Ekstraksi senyawa lipid diekstraksi menggunakan 100 mL n-heksana dengan metode Soxhlet. Senyawa volatil diekstraksi menggunakan methanol: kloroform: akuabides (5:2:2 v/v) dengan metode sonikasi. Selanjutnya, senyawa kafein, asam klorogenat, dan sukrosa dianalisis menggunakan HPLC (High Performance Liquid Chromatography) dengan detektor kafein pada panjang gelombang UV ?= 272 nm, asam klorogenat pada panjang gelombang UV ?= 324 nm, dan sukrosa menggunakan Refractive Index detector (RID) dengan kecepatan alir 1,0 ml/menit dan suhu 27°C. Sedangkan senyawa trigonelin dianalisis menggunakan LCMS (Liquid Chromatography Mass Spectrometer) dengan eluen Metanol : akuades + as.format 2% (75 : 25) pada kecepatan alir 1,0 ml/menit, dan suhu 40°C. Senyawa volatil dianalisis menggunakan GCMS (Gas Chromatography Mass Spectrometry). Masing-masing senyawa yang dianalisis dilakukan tiga ulangan. Identifikasi metabolit Volatil dilakukan dengan membandingkan spektrum masa pada GCMS dengan spektrum masa pada pustaka pembanding NIST14 (National Institute of Standards and Technology 2014). Data metabolit dari hasil analisis dengan GCMS dianalisis menggunakan statistik multivariat PCA (Principal component analysis), PLS-DA (Partial Least Square – Discriminant Analysis), VIP score (Variable Importance in Projection) menggunakan perangkat lunak MetaboAnalyst 5.0, dan analisis HCA (Hierarchical Cluster Analysis). Hasil analisis senyawa biokimia menunjukkan bahwa konsentrasi kafein dalam varietas ateng, tim-tim dan sigararutang masing-masing 1,963%, 1,727%, dan 1,817%. Konsentrasi asam klorogenat varietas ateng, tim-tim, dan sigararutang adalah 6,08%, 5,337%, dan 5,570%. Sementara itu, konsentrasi trigonelin varietas ateng, tim-tim, dan sigararutang adalah 0,244%, 0,224%, dan 0,243%. Konsentrasi sukrosa varietas ateng, tim-tim, dan sigararutang adalah 5,687%, 5,503% dan 7,275% dan konsentrasi lipid varietas ateng, tim-tim, dan sigararutang adalah 18,2%, 18,1%, dan 16%. Hasil analisis korelasi Pearson antara senyawa biokimia dengan mikroklimat lokasi penanaman kopi menunjukkan bahwa kafein berkorelasi positif dengan intensitas cahaya, dan ketinggian, tetapi berkorelasi negatif dengan suhu, kelembaban, dan curah huja, sedangkan asam klorogenat berkorelasi positif dengan suhu, kelembaban, dan ketinggian namun berkorelasi negatif dengan intensitas cahaya, dan curah hujan. Trigonelin dan sukrosa berkorelasi positif dengan intensitas cahaya, dan suhu, tetapi berkorelasi negatif dengan kelembaban, curah hujan, dan ketinggian. Lipid menunjukkan korelasi positif dengan kelembaban, dan ketinggian namun berkorelasi negatif dengan intensitas cahaya, dan suhu, akan tetapi tidak memiliki korelasi terhadap curah hujan. Hasil analisis GCMS menunjukkan adanya total 179 peak yang terdeteksi. Peak tersebut mencakup berbagai kelompok senyawa seperti acetol, alcohol, oksima, ester, alkuna, amida, asam karboksilat, indole, aldehida, hidrokarbon, lakton, benzonitrile, nitril, pirazin, piran, fenol, guaiacol, anilina, hidroksi-keton, sulfide, thiazole, thiofenol, triazine, ftalat phthalide, furan eter fenol, asam benzoat, tetralin, aminopyridine dan asam lemak. Hasil analisis data multivariet PCA mengungkapkan adanya keragaman antara tiga varietas kopi, yaitu ateng, tim-tim, dan sigararutang dengan nilai keragaman PC-1 (41,2%) dan PC-2 (28%) mencapai total 69,2%. Selanjutnya, hasil analisis PLS-DA menunjukkan adanya 10 senyawa diskriminan yang dapat dibedakan berdasarkan nilai VIP >1,5 dari total 179 peak yang berhasil di deteksi dan dianalisis oleh sistem MetaboAnalyst 5.0. Sepuluh senyawa diskriminan tersebut adalah 5-Hydroxymaltol, 2(1H)-Pyrazinone, 2-Phenylindole, Docosane, ?-Nonalactone, 3-Thiophenecarboxaldehyde, Methyl glycolate, Formic acid, 1,6-Heptadiyne, Mepivacaine. Selain itu, hasil dendogram menunjukkan bahwa sampel tim-tim dan ateng berada pada garis klaster yang sama, sedangkan sigararutang berada pada garis klaster yang berbeda dari sampel-sampel lainnya. Berdasarkan hasil tersebut, dapat disimpulkan bahwa varietas ateng dan varietas sigararutang diduga memiliki citarasa yang lebih diminati oleh konsumen karena memiliki kadar senyawa trigonelin, sukrosa, dan lipid yang cenderung lebih tinggi dibandingkankan varietas tim-tim. Analisis PCA dan dendogram hierarki clustering juga mengungkapkan hubungan garis keturunan dalam varietas tersebut. Varietas ateng dan Tim-Tim cenderung memiliki garis keturunan yang lebih dekat dibandingkan dengan varietas sigararutang. Selain itu, PLS-DA mengungkapkan adanya 10 senyawa diskriminan pada biji beras kopi arabika varietas ateng, tim-tim, dan sigararutang. Korelasi antara senyawa biokimia dengan mikroklimat lokasi penanaman kopi menunjukkan bahwa sukrosa dan lipid memiliki korelasi dengan faktor mikroklimat. Sukrosa menunjukkan korelasi positif dengan intensitas cahaya, namun memiliki korelasi negatif yang signifikan dengan kelembaban dan ketinggian. Di sisi lain, lipid memiliki korelasi yang berbanding terbalik dengan sukrosa, dengan korelasi positif dengan kelembaban dan ketinggian, serta memiliki korelasi negatif dengan intensitas cahaya. Korelasi antara metabolit volatil dengan mikroklimat lokasi penanaman kopi menunjukkan bahwa senyawa 3-Thiophenecarboxaldehyde, Methyl glycolate, dan 1,6-Heptadiyne memiliki korelasi positif dengan intensitas cahaya, tetapi memiliki korelasi negatif dengan kelembaban dan ketinggian, sedangkan tujuh senyawa yang lainnya tidak memiliki korelasi dengan lingkungan.