Biji kopi

Biji kopi adalah benih dari tanaman Coffea dan sumber kopi. Ini adalah lubang di dalam buah merah atau ungu yang sering disebut sebagai ceri. Sama seperti buah ceri biasa, buah kopi juga disebut buah batu. Meskipun biji kopi secara teknis bukan biji, mereka disebut demikian karena kemiripannya dengan biji sebenarnya. Buah-buahan; ceri kopi atau buah kopi, paling sering mengandung dua batu dengan sisi datarnya menyatu. Sebagian kecil ceri mengandung satu biji, bukan dua biji biasanya. Ini disebut "peaberry". Peaberry terjadi hanya antara 10% dan 15% dari waktu, dan merupakan kepercayaan yang cukup umum (namun belum terbukti secara ilmiah) bahwa mereka memiliki rasa yang lebih dari biji kopi biasa. Seperti kacang Brazil (biji) dan beras putih, biji kopi sebagian besar terdiri dari endosperma.

Dua varietas tanaman kopi yang paling penting secara ekonomi adalah Arabika dan Robusta; ~ 60% kopi yang diproduksi di seluruh dunia adalah Arabika dan ~ 40% adalah Robusta. Biji arabika terdiri dari 0,8–1,4% kafein dan biji Robusta terdiri dari 1,7–4% kafein. Karena kopi adalah salah satu minuman yang paling banyak dikonsumsi di dunia, biji kopi adalah tanaman penghasil uang utama dan produk ekspor penting, menyumbang lebih dari 50% dari pendapatan devisa beberapa negara berkembang.

Daftar Isi

• 1 Sejarah
  • 1.1 Tanggal penting
  • 1.2 Distribusi
• 2 Etimologi
• 3 Pabrik kopi
  • 3.1 Pengolahan
• 4 Komposisi
  • 4.1 Alkaloid tidak mudah menguap
  • 4.2 Protein dan asam amino
  • 4.3 Karbohidrat
  • 4.4 Lipid
  • 4.5 Asam klorogenat nonvolatil
  • 4.6 Senyawa volatil
• 5 Referensi
• 6 Tautan luar

• 1.1 Tanggal-tanggal penting
• 1.2 Distribusi

• 3.1 Pemrosesan

• 4.1 Alkaloid tidak mudah menguap
• 4.2 Protein dan asam amino
• 4.3 Karbohidrat
• 4.4 Lipid
• 4.5 Asam klorogenat nonvolatil
• 4.6 Senyawa volatil

Sejarah

Menurut legenda, tanaman kopi ditemukan di Ethiopia oleh seorang penggembala kambing bernama Kaldi, yang mengamati peningkatan aktivitas fisik pada kambingnya setelah mereka mengonsumsi biji kopi.

Tanggal penting

• Tanaman kopi pertama ditemukan di pegunungan Yaman. Kemudian pada tahun 1500, itu diekspor ke seluruh dunia melalui pelabuhan Mocha, Yaman.
• Penanaman pertama di India (Chikmagalur) - 1600
• Penanaman pertama di Eropa (juga Budidaya pertama di luar Afrika Timur / Arab) - 1616
• Budidaya pertama di Jawa - 1699
• Budidaya pertama kali di Karibia (Kuba, Hispaniola (Haiti dan Republik Dominika), Jamaika, Puerto Rico) - 1715–1730
• Budidaya pertama kali di Amerika Selatan - 1730
• Budidaya pertama kali di Hindia Belanda - 1720
• Tanaman pertama kali diperkenalkan di Amerika sekitar tahun 1723.
• Biji sangrai pertama kali dijual di pasar eceran (Pittsburgh) - 1865
• Teknik pengeringan semprot yang penting dikembangkan pada tahun 1950-an, yang bersama dengan pengeringan beku merupakan metode untuk membuat kopi instan

Distribusi

Brasil menghasilkan sekitar 45% dari total ekspor kopi dunia, dengan sebagian besar ditanam di Brasil. Amerika Serikat mengimpor lebih banyak kopi daripada negara lain. Pada tahun 2015, orang Amerika mengonsumsi sekitar 400 juta cangkir kopi per hari, menjadikan Amerika Serikat sebagai konsumen kopi terbesar di dunia.

Tanaman kopi tumbuh dalam area tertentu antara Tropics of Cancer dan Capricorn, disebut bean belt atau coffee belt.

Etimologi

Oxford English Dictionary menyatakan bahwa bahasa-bahasa Eropa secara umum tampaknya mendapatkan nama dari bahasa Turki kahveh , sekitar 1600, mungkin melalui caffè Italia. Arab qahwah , dalam bahasa Turki dilafalkan kahveh , nama infus atau minuman; yang dikatakan oleh ahli leksikograf Arab awalnya berarti "anggur" atau sejenis anggur, dan merupakan turunan dari akar kata kerja qahiya "tidak memiliki nafsu makan". Teori umum lainnya adalah bahwa nama ini berasal dari Provinsi Kaffa, Ethiopia, tempat asal spesies tersebut.

Tanaman kopi

Pohon kopi rata-rata berukuran 5–10 m (16–33 ft) tingginya. Saat pohon semakin tua, cabangnya semakin sedikit dan menghasilkan lebih banyak daun dan buah.

Tanaman kopi ditanam dalam barisan terpisah beberapa meter. Beberapa petani menanam pohon buah-buahan di sekitar mereka atau menanam kopi di sisi bukit, karena mereka membutuhkan kondisi khusus untuk tumbuh subur. Idealnya, biji kopi Arabika ditanam pada suhu antara 15 dan 24 ° C (59 dan 75 ° F) dan Robusta pada 24-30 ° C (75–86 ° F) dan menerima antara 150 dan 300 cm (59 dan 118 in) curah hujan per tahun. Hujan deras dibutuhkan di awal musim saat buah mulai berkembang dan lebih jarang di musim yang akan datang saat buah matang.

Dua spesies kurang dikenal yang ditanam untuk konsumsi adalah Coffea liberica dan Coffea racemosa .

Memproses

Saat buahnya matang, hampir selalu dipilih sendiri, menggunakan "pemetikan selektif", di mana hanya buah yang matang yang dibuang, atau "pemetikan lepas", di mana semua buah dikeluarkan dari dahan sekaligus. Pemetikan selektif ini memberikan alasan bagi petani untuk memberikan kopi mereka spesifikasi tertentu yang disebut "operation cherry red" (OCR). Dalam keadaan yang jarang terjadi, musang kelapa Asia memakan buah kopi dan mengeluarkan bijinya. Biji ini disebut kopi luwak , dan dapat diproses lebih lanjut menjadi kopi yang langka dan mahal.

Ada dua metode yang terutama digunakan untuk mengolah buah kopi. Proses pertama, "basah" atau "dicuci", secara historis biasanya dilakukan di Amerika Tengah dan wilayah Afrika. Daging buah ceri dipisahkan dari bijinya kemudian bijinya difermentasi - direndam dalam air selama kurang lebih dua hari. Ini melembutkan lendir yang merupakan sisa ampas lengket yang masih menempel pada biji. Kemudian lendir ini dibilas dengan air.

Metode "pemrosesan kering", yang lebih murah dan sederhana, sebelumnya digunakan untuk biji berkualitas rendah di Brasil dan sebagian besar Afrika, tetapi sekarang menjadi premium jika dilakukan dengan baik. Ranting dan benda asing lainnya dipisahkan dari buah beri dan buahnya kemudian disebarkan di bawah sinar matahari di atas beton, batu bata atau tempat tidur yang ditinggikan selama 2–3 minggu, dibalik secara teratur untuk pengeringan merata.

Komposisi

Istilah "biji kopi hijau" mengacu pada biji kopi matang yang belum dipanggang atau belum matang. Ini telah diproses dengan metode basah atau kering untuk menghilangkan pulpa dan lendir luar dan memiliki lapisan lilin utuh di permukaan luar. Saat belum dewasa, warnanya hijau. Saat matang, mereka memiliki warna coklat hingga kuning atau kemerahan dan biasanya memiliki berat 300 hingga 330 mg per biji kopi kering. Senyawa nonvolatile dan volatil dalam biji kopi hijau, seperti kafein, menghalangi banyak serangga dan hewan untuk memakannya. Selanjutnya, senyawa nonvolatil dan volatil berkontribusi pada rasa biji kopi saat dipanggang. Senyawa nitrogen yang tidak mudah menguap (termasuk alkaloid, trigonelin, protein, dan asam amino bebas) dan karbohidrat sangat penting dalam menghasilkan aroma lengkap kopi panggang dan untuk tindakan biologisnya. Sejak pertengahan 2000-an, ekstrak kopi hijau telah dijual sebagai suplemen nutrisi dan telah dipelajari secara klinis untuk kandungan asam klorogenatnya dan untuk sifat lipolitik dan penurunan berat badannya.

Alkaloid nonvolatil

Kafein (1,3,7-trimethylxanthine) adalah alkaloid yang paling banyak terdapat dalam biji kopi hijau dan panggang. Kandungan kafein antara 1,0% dan 2,5% dari berat biji kopi hijau kering. Kandungan kafein tidak berubah selama pematangan biji kopi hijau. Konsentrasi teofilin, teobromin, paraxantin, liberin, dan metiliberin yang lebih rendah dapat ditemukan. Konsentrasi teofilin, alkaloid yang terkenal karena keberadaannya dalam teh hijau, berkurang selama proses pemanggangan, biasanya sekitar 15 menit pada 230 ° C (446 ° F), sedangkan konsentrasi sebagian besar alkaloid lainnya tidak berubah. Kelarutan kafein dalam air meningkat seiring suhu dan dengan penambahan asam klorogenat, asam sitrat, atau asam tartarat, yang semuanya ada dalam biji kopi hijau. Misalnya, 1 g (0,035 oz) kafein larut dalam 46 ml (1,6 US fl oz) air pada suhu kamar, dan 5,5 ml (0,19 US fl oz) pada 80 ° C (176 ° F). Alkaloid xantin tidak berbau, tetapi memiliki rasa pahit dalam air, yang ditutupi oleh asam organik yang ada dalam kopi hijau.

Trigonelline ( N -methyl-nicotinate) adalah turunan vitamin B6 yang tidak sepahit kafein. Pada biji kopi hijau, kandungannya antara 0,6% dan 1,0%. Pada suhu pemanggangan 230 ° C (446 ° F), 85% trigonelline terdegradasi menjadi asam nikotinat, menyisakan sejumlah kecil molekul yang tidak berubah dalam biji sangrai.

Protein dan asam amino

Protein menyumbang 8% hingga 12% biji kopi hijau kering. Mayoritas protein adalah jenis penyimpanan 11-S (komponen alfa 32 kDa, komponen beta 22 kDa), yang sebagian besar terdegradasi menjadi asam amino bebas selama pematangan biji kopi hijau. Lebih lanjut, protein penyimpanan 11-S terdegradasi menjadi asam amino individualnya di bawah suhu pemanggangan, dengan demikian merupakan sumber tambahan komponen pahit karena pembentukan produk reaksi Maillard. Temperatur tinggi dan konsentrasi oksigen serta pH rendah menurunkan 11-S protein penyimpanan biji kopi hijau menjadi peptida dan asam amino dengan berat molekul rendah. Degradasi dipercepat dengan adanya asam organik seperti asam klorogenat dan turunannya. Protein lain termasuk enzim, seperti katalase dan polifenol oksidase, yang penting untuk pematangan biji kopi hijau. Kopi matang mengandung asam amino bebas (4,0 mg asam amino / g kopi robusta dan hingga 4,5 mg asam amino / g kopi arabika). Dalam Coffea arabica , alanin merupakan asam amino dengan konsentrasi tertinggi, yaitu 1,2 mg / g, diikuti asparagin 0,66 mg / g, sedangkan pada C. robusta , alanin hadir pada konsentrasi 0,8 mg / g dan asparagin pada 0,36 mg / g. Asam amino hidrofobik bebas dalam biji kopi hijau segar berkontribusi pada rasa yang tidak enak, sehingga tidak mungkin untuk menyiapkan minuman yang diinginkan dengan senyawa tersebut. Dalam kopi hijau segar dari Peru, konsentrasi ini telah ditentukan sebagai: isoleusin 81 mg / kg, leusin 100 mg / kg, valin 93 mg / kg, tirosin 81 mg / kg, fenilalanin 133 mg / kg. Konsentrasi asam gamma-aminobutyric (neurotransmitter) telah ditentukan antara 143 mg / kg dan 703 mg / kg dalam biji kopi hijau dari Tanzania. Biji kopi panggang tidak mengandung asam amino bebas; asam amino dalam biji kopi hijau terdegradasi di bawah suhu pemanggangan menjadi produk Maillard (produk reaksi antara gugus aldehida gula dan gugus alfa-amino dari asam amino). Lebih lanjut, diketopiperazine, mis. cyclo (proline-proline), cyclo (proline-leucine), dan cyclo (proline-isoleucine), dihasilkan dari asam amino yang sesuai, dan merupakan sumber utama rasa pahit kopi panggang. Rasa pahit diketopiperazines terlihat pada sekitar 20 mg / liter air. Kandungan diketopiperazine dalam espresso sekitar 20 sampai 30 mg, yang bertanggung jawab atas rasa pahitnya.

Karbohidrat

Karbohidrat membentuk sekitar 50% dari berat kering biji kopi hijau. Fraksi karbohidrat kopi hijau didominasi oleh polisakarida, seperti arabinogalaktan, galaktomanan, dan selulosa, berkontribusi pada rasa kopi hijau yang hambar. Arabinogalactan membentuk hingga 17% dari berat kering biji kopi hijau, dengan berat molekul 90 kDa sampai 200 kDa. Ini terdiri dari rantai utama galaktan beta-1-3-linked, dengan anggota yang sering dari residu arabinosa (pentosa) dan galaktosa (heksosa) di rantai samping yang terdiri dari sifat imunomodulasi dengan merangsang sistem pertahanan seluler (respons Th-1) dari tubuh. Biji kopi coklat sampai kuning tua mengandung lebih sedikit residu galaktosa dan arabinosa pada rantai samping polisakarida, membuat biji kopi hijau lebih tahan terhadap kerusakan fisik dan kurang larut dalam air. Berat molekul arabinogalaktan dalam kopi lebih tinggi dari pada kebanyakan tanaman lain, meningkatkan sistem pertahanan seluler saluran pencernaan dibandingkan dengan arabinogalaktan dengan berat molekul lebih rendah. Monosakarida gratis hadir dalam biji kopi coklat sampai kuning kehijauan. Bagian bebas monosakarida mengandung sukrosa (gluko-fruktosa) hingga 9.000 mg / 100g biji kopi arabika hijau, jumlah yang lebih rendah dalam robustas, yaitu 4500 mg / 100g. Pada biji kopi arabika green, kandungan glukosa bebas 30 sampai 38 mg / 100g, fruktosa bebas 23 sampai 30 mg / 100g; galaktosa bebas 35 mg / 100g dan manitol 50 mg / 100g biji kopi kering. Mannitol adalah pemulung kuat untuk radikal hidroksil, yang dihasilkan selama peroksidasi lipid dalam membran biologis.

Lipid

Lipid yang ditemukan dalam kopi hijau meliputi: asam linoleat, asam palmitat, asam oleat, asam stearat, asam arakida, diterpen, trigliserida, asam lemak rantai panjang tak jenuh, ester, dan amida. Kandungan total lipid dalam kopi hijau kering adalah antara 11,7 dan 14 g / 100 g. Lipid hadir di permukaan dan di matriks interior biji kopi hijau. Di permukaan, mereka termasuk turunan asam karboksilat-5-hidroksitriptamid dengan ikatan amida ke asam lemak (C6 tak jenuh hingga C24) yang menghasilkan hingga 3% dari total kandungan lipid atau 1200 hingga 1400 mikrogram / g biji kopi hijau kering. Senyawa tersebut membentuk penutup seperti lilin pada permukaan biji kopi (200 hingga 300 mg lipid / 100 g biji kopi hijau kering) yang melindungi matriks interior dari oksidasi dan serangga. Lebih lanjut, molekul tersebut memiliki aktivitas antioksidan karena struktur kimianya. Lipid dari jaringan bagian dalam adalah trigliserida, asam linoleat (46% dari total lipid bebas), asam palmitat (30% sampai 35% dari total lipid bebas), dan ester. Biji arabika memiliki kandungan lipid yang lebih tinggi (13,5 hingga 17,4 g lipid / 100 g biji kopi hijau kering) dibandingkan robustas (9,8 hingga 10,7 g lipid / 100 g biji kopi hijau kering). Kandungan diterpenes sekitar 20% dari fraksi lipid. Terpen yang ditemukan dalam kopi hijau termasuk cafestol, kahweol dan 16-O-methylcafestol. Beberapa diterpenes telah ditunjukkan dalam percobaan in vitro untuk melindungi jaringan hati dari oksidasi kimiawi. Dalam minyak kopi dari biji kopi hijau, diterpenes diesterifikasi dengan asam lemak rantai panjang jenuh.

Asam klorogenat nonvolatil

Asam klorogenat termasuk dalam kelompok senyawa yang dikenal sebagai asam fenolat, yaitu antioksidan. Kandungan asam klorogenat pada biji kopi hijau kering arabika adalah 65 mg / g dan robusta 140 mg / g, tergantung waktu pemanenan. Pada suhu penyangraian, lebih dari 70% asam klorogenat hancur, meninggalkan residu kurang dari 30 mg / g pada biji kopi sangrai. Berbeda dengan kopi hijau, teh hijau mengandung rata-rata 85 mg / g polifenol. Asam klorogenat ini bisa menjadi sumber antioksidan yang berharga dan tidak mahal. Asam klorogenat adalah senyawa homolog yang terdiri dari asam caffeic, asam ferulic dan asam 3,4-dimethoxycinnamic, yang dihubungkan oleh ikatan ester ke gugus hidroksil asam kuinat. Kapasitas antioksidan asam klorogenat lebih kuat daripada asam askorbat (vitamin C) atau manitol, yang merupakan pemulung radikal hidroksi selektif. Asam klorogenat memiliki rasa pahit dalam konsentrasi rendah seperti 50 mg / l air. Pada konsentrasi yang lebih tinggi dari 1 g / l air, mereka memiliki rasa asam. Asam klorogenat meningkatkan kelarutan kafein dan merupakan modulator rasa yang penting.

Senyawa yang mudah menguap

Senyawa volatil biji kopi hijau meliputi asam lemak rantai pendek, aldehida, dan aromatik yang mengandung nitrogen molekul, seperti turunan pirazin (bau hijau-herba-tanah). Singkatnya, senyawa volatil tersebut bertanggung jawab atas bau dan rasa kopi hijau yang kurang menyenangkan dibandingkan kopi panggang. Keberhasilan komersial diwujudkan oleh Starbucks dalam menciptakan Penyegar Kacang Hijau menggunakan proses yang utamanya mengisolasi kafein dari kacang hijau tetapi tidak benar-benar menggunakan cairan yang direndam dari biji. Banyak konsumen bereksperimen dengan membuat "ekstrak" kacang hijau dengan menyeduh biji kopi hijau dalam air panas. Seringkali, waktu seduhan yang disarankan (20 menit hingga 1 jam) mengekstrak terlalu banyak kafein untuk memberikan rasa yang enak. Waktu seduhan 12 menit atau kurang memberikan cairan yang lebih enak yang dapat digunakan sebagai bahan dasar untuk minuman yang mengandung lebih banyak nutrisi dan lebih sedikit kafein yang hanya menggunakan ekstrak kafein yang diisolasi. Basa stok alkali yang dihasilkan dapat dipasangkan dengan ekstrak asam atau buah, dengan atau tanpa pemanis, untuk menutupi rasa ekstrak yang mirip nabati.

Saat biji kopi hijau dipanggang, molekul lain dengan aroma khas kopi yang menyenangkan dihasilkan, yang tidak ada dalam kopi hijau segar. Selama pemanggangan, sebagian besar senyawa volatil yang rasanya tidak enak dinetralkan. Sayangnya, molekul penting lainnya seperti antioksidan dan vitamin yang ada dalam kopi hijau hancur. Senyawa yang mudah menguap dengan bau yang memuakkan bagi manusia telah diidentifikasi, antara lain asam asetat (bau menyengat, tidak sedap), asam propionat (bau susu asam, atau mentega), asam butanoat (bau mentega tengik, terdapat dalam green coffee dengan 2 mg / 100 g biji kopi), asam pentanoat (rasa buah yang tidak menyenangkan, hadir dalam kopi hijau dengan kadar 40 mg / 100 g dalam biji kopi), asam heksanoat (bau tengik lemak), asam heptanoat (bau berlemak), asam oktanoat (bau tengik berminyak menjijikkan ); asam nonanoic (bau lemak seperti kacang ringan); asam decanoic (bau asam menjijikkan), dan turunan dari asam lemak semacam itu - asam 3-metil-valerat (asam, hijau-herba, bau tidak sedap), asetaldehida (bau menyengat-mual, bahkan ketika sangat encer, hadir dalam biji kopi hijau kering pada konsentrasi sekitar 5 mg / kg), propanal (efek tersedak pada sistem pernapasan, penetrasi-mual), butanal (efek mual, terdapat dalam biji kopi hijau kering pada 2 hingga 7 mg / kg), atau pentanal (efek mual yang sangat menjijikkan ).