JURNAL RISET PENELITIAN: PENENTUAN WAKTU PANEN DAN KONDISI FERMENTASI KOPI BERDASARKAN AKTIFITAS ENZIM PADA LENDIR BUAH KOPI (Coffee Sp)

Jurnal. Teknol dan lndustri Pangan, Vol XII, No 1 Th. 2001

PENENTUAN WAKTU PANEN DAN KONDISI FERMENTASI KOPI BERDASARKAN AKTIFITAS ENZIM PADA LENDIR BUAH KOPI (Coffee Sp)

(Determination of Harvesting Time and Fermentation Conditions of Coffee (Coffee sp) Beans 
Based on the Fruit Pericarp Enzyme Activity)

Muhammad Said Didu ii‘J Peneliti Pada Direktorat Teknologi Agroindustri, BPPT, Gedung II Lt 17 Jl. M. H. Tharnrin Jakarta

ABSTRACT

Pectinase enzyme of coffee pencarp, containing pectinesterse and polymetilesterase, is potential to detennine han/estlng time or to classihr coffee beans. The activity of the enzyme on the green fiuit is higher than on the yellow one. When the fruit become light red, the activity increaed for the second time and then decrease when the fruit is ovempe (dark colorerfl

The optimum fermentation condition of the ti-uit is depending on the maturation degree. Study on the fermentation process at 25'C, suggest sorting of harvesting fruits in three groups. ( 1) hurts are harvested 9-24 days after the fruits reach its yellowish green color, Am (2) 25 - 32 days atterA.,, and (3) 33 — 38 days atterAa.

Fermenting at 35° C grouping into four types of rnduration degree. (1) 9 ~ 11 days 3flE!Ao, (2) 12 — 22 days alter Au, (3) 23 — 30 days alterAo, and (4) 24-36 days alter A0. The optimum harvesting time is when the beans reach light red until the color starts getting dark. The optimum activity of the pectinase enzyme is at 35°C.

PENDAHULUAN

Salah satu kebijakan pemerintah untuk meningkatkan devisa negara adalah meningkatkan ekspor non-migas termasuk peningkatan ekspor komodlti pertanian. Masalah mutu masih merupakan hambatan daiam relaisasi ekspor.

Rendahnya mutu kopi yang dhasilkan dapat mengakibatkan menumnnya kuota ekspor dan Organisasi Kopi Dunia (lntemational Coffee Organization), rendahnya harga juai atau mendapat potongan harga dan negara pembeli yang selanjutnya mengakibatkan kemgian yang tidak kecil bagi petani.

Pengolahan buah kopi menjadi kopi biji dapat dilakukan dengan cara kering atau cara basah. Mutu kopi biji yang dengan proses cara basah Iebih baik jika dibandingkan dengan kopi biji dari proses cara kering (Sivetz dan Foot, 1963). Salah satu masalah pengolahan kopi secara basah adalah penghilangan iendir, karena dengan adanya lendir akan memperlambat proses pengeringan. Disamping itu Iendir juga mempakan media pertumbuhan mikroba yang dapat meiusak flavor kopi.

Waktu ferrnentasi daiam penghilangan lendir harus tepat Fennentasi yang terialu lama akan menyebabkan terjadinya termentasi alkoholik gula oleh khamir yang selanjutnya akan mengkonsumsi atkohot dan membentuk asam asetat, asam laktat, dan asam bufirat yang akan menurunkan mutu kopi yang dhasilkan. Sedangkan fermentasi yang tertalu singkat kemungkinan masih tersisanya lapisan lendir beium tertemientasi, sehingga akan mempersulit pengeringan dan memungkinkan terjadinya termentasi Iebih lanjut yang akan menurunkan mutu kopi yang dihasilkan. Penghilangan lendir secara mekanik menurut Kulaba (1979) menghasilkan mutu kopi yang kurang memuaskan, karena tldak terbentuknya aroma dan flavor yang teijadi selama proses fermentasi dan perendaman buah. Penelitian ini dimaksudkan untuk melihat aktifitas enzim pektinase pada berbagai tingkat kematangan buah kopi.

Dari hasil penelitian ini diharapkan dapat ditentukan tingkatkematangan dmana aktifitas enzim pektinase optimum yang selanjutnya dapat digunakan untuk menentukan waktu panen atau pengelompokan buah kopi yang telah dipanen untuk menantukan kondsi dan waktu fermentasi yang sesuai dengan tingkat kematangan buah.

METODOLOGI

Penentuan Waktu Perubahan Wama Buah Kopi (T inkat Kematangan Buah) Buah yang masih berada dpohon dikuti perubahan wamanya dan dimulai pada saat buah mencapai perkembangan maksimum, yang ditandai dengan berubahnya wama kulit buah menjaci hijau agak kekuningan dan daiam penelitan ini didefinisikan sebagai buah hijau (Ao).

Selanjutnya perubahan wama kulit buah diikuti dan dicatat waktu yang dibutuhkan untuk perubahan wama kulit buah dart hijau menjadi kuning, kuning menjadi merah muda, merah muda menjadi merah tua, dan dan merah tua menjadi buah lewat matang (kulit buah berwama kehitaman dan mulai mengering).

Pengamatan dan pengambilan sampel dilakukan pada kebun kopi seluas 200 x 200 m secara diagonal dari empat sudut. Pengambilan sampel dlakukan pada 3 (tiga) tempat pengamatan.

Aktifltas enzim pektinesterase (Roberston, 1974) Sebanyak 8 ml larutan pektin dari jeruk daiam larutan NaCl 0.1 N ditambahkan NaOH 0.1 N secukupnya hingga pH 7.5. Kepada larutan pektin kemudian ditambahkan 2 ml supematan lendir buah kopi. Selanjutnya pH diatur kembali hingga pH 7.5 dengan menambahkan NaOH 0.1 N sedikit demi sedikit Campuran diinkubasi pada suhu 25°C (Bo), 35°C (B1) dan 45°C (B1) selama 3 jam, kemudan dititrasi dengan NaOH 0.02 N hingga pH sebelum inkubasi. Blanko dilakukan dengan cara yang sama tanpa penambahan lendir buah kopi. Aktifltas enzim pektinesterase dinyatakan dengan.

dimana,

a : ml titran sampel

b :  ml titran blanko

c :  total padatan terlarut

d : waktu inkubasi ( menit)

Akfifitas enzim polimetilestarase (Unberhaun dan Moore, 1969)

Sebanyak 2 ml lendir ditambahkan pada substrat ( Iarutan pektin sitrus 1.5 % dalam bufier pH 7.5 dan NaCl 0.075 N) hingga mencapai 8 m1. Campuran lendr dan substrat diinkubasi rnasing-masing 25, 35 dan 45°C.  Analisa aktititas enzim dlakukan setelah inkubasi bertangsung selama 24 jam dengan mentitrasi campuran dengan NaOH 0.025 N dengan menggunakan indikator phenol red. Blanko dlakukan dengan cara yang sama tanpa penambahan larutan Iendir pada substrat. Aktifitas enzim dinyatakan dengan ml NaOH 0.025 N per mililiter larutan lendir kopi.

HASIL DAN PEMBAHASAN

Waktu perubahan wama kulit buah kopi

Pengamatan ini bertujuan untuk mengetahui waktu perubahan wama buah sebagai indikator tingkat kematangan buah. Hasil pengamatan tersebut digunakan untuk sebagai dasar pengelompokan buah berdasarkan tingkat kematangan yang selanjutnya digunakan untuk menganalisis aktititas enrjm pektinasi buah beldasarkan perhedaan tingkat kematangan. Pengamatan diiakukan mulai saat kulit buah betwama hijau ke kuning dan seterusnya.

Hasil pengamatan menunjukkan perubahan wama buah kopi dan kebun tempat pengamatan yang berbeda sangat benvariasi. Rata-rata waktu yang dbutuhkan untuk perubahan wama kulit buah kopi dapat dmhat pada Tabel 1.

Tabel 1. Waktu yang dibutuhkan untuk pembahan wama kulit

Aktifltas Enzim Pektinesterase (PE)

Enzim pektinesterase (PE) bekerja pada molekul met-l-espter-galakturonat dan memotong ikatan ester atom C6 yang selanyutnya menghasilkan oligalakturonat bebas ester (asam pektat) atau senyawa poligalakturonat yang sebagian asam poltgatakturonatnya masih mengandung ester (asam pektat), (Fennema. 1976). Aktititas enzim PE dideteksi dari hasil reaksmya. yaitu asam pektat dan asam pektinat Asam yang terbentuk mt dititrasi dengan NaOH sedikit demi sedikit agar enztm tetap bekerja pada kondisi pH optimum (7.0~8.0) (Schwimmen 1971).

Hasil pengamatan menunjukkan, bahwa aktifitas enzim PE pada buah nijau cukup tinggi, kemudtan menurun pada saat buah berwama kuning. Pada tingkat kematangan berikutnya, aktifitas enzim PE naik kembalt kemudian turun pada seat buah Iewat matang (Gambar 1)

Pengaruh tingkat kematangan buah terhadap aktifltas enzim peknnesterase pada ketiga suhu perlakuan, menunjukkan kecenderungan hampir sama. Hal ini dapat terlihat  dari persamaan perubahan aktifitas enzim PE akibat proses Dematangan buah kopi. Perubahan aktifitas enzim PE selama proses pematangan buah kopi pada suhu tnkubasi 25°C oigambarkan oleh persamaan Y= 36.820- 2.272X + O 225X²—O 005X³  (r = 0.99), pada suhu inkubasi 35°C  Y = 61 470-3.450X + 0.265X² - 0.0054X³ (r = 0.99), dan pada suhu 45=C aktifitas enzim PE selama proses pematangan buah Kopi digambarkan oleh persamaan Y = 29.157-2.187X + 0 2O5X² - 0.004X³ (r = 0.97).

Tingginya akttfitas enzim PE pada buah hijau dapat disebabkan belum terjadnya imbibisi enzim ke dalam lendir secara sempurna, sehingga pada saat pemisahan lendir sebagian enzim yang telah terbentuk ikut bersama lapisan Iendir yang telah dipisahkan. Disamping itu, pada buah hijau senyawa pektin yang telah terbentuk masih kurang, sehingga enzim yang terdapat pada lendir masih mempunyai bagian aktit (active site) yang cukup besar. Rendahnya aktifitas enzim PE pada buah kuning disebabkan oleh adanya enzim yang sementara terikat pada substrat membentuk ikatan kompleks enzim—substrat (ES), sehingga pada saat pemisahan lendr, ikatan kompleks ES ikut bersama endapan lendir.

Gambar 1. Hubungan aktifitas enzim pektinase (PE.U)TPT|9l'1dil" buah kopi dengan tingkat kematangan buah pada tiga suhu inkubasi (°C)

Setelah buah mulai berwama merah muda aktifitas enzim mulai naik, hal ini dapat disebabkan karena teiah terjadinya imbibisi enzim secara sempuma ke dalam lendir dan sebagian Ekatan kompleks ES telah terurai menjadi enzim subslrat, sehingga jumlah enzim yang aktif semakin basar. Hal ini didukung dengan semakin banyaknya total padatan terlarut lendir buah kopi pada tingkat kematangan ini dan kemungkinan besar bahan yang tenarut adalah enzim d|samping senyawa gula.

Aktifltas enzim PE pada buah yang lewat matang sangat rendah, jika dibandingkan dengan aktifitas enzim PE pada tingkat kematangan sebelumnya. Hal ini disebabkan telah rusaknya enzim akibat pengaruh lingkungan, terrnasuk suhu, karena kulit buah kopi tidak sanggup lagi melkndungi enzim dari pengaruh suhu Iingkungan. Disamping itu kandungan air lendir buah kopi lewat matang sudah menurun, sedangkan daiam proses pemecahan senyawa pektin oleh enzim PE, membutuhkan air. Dengan berkurangnya air, maka kulit buiah menjadi kering, sehingga enzim yang terdapat sekitar kulit ikut mengering.

Turunnya aktifitas enzim PE setelah buah mulai berwama merah kehitaman (24 han' setelah A0) juga disebabkan Karena turunnya pH Iendir. Menurut Riz (1971) pH Iendir buah kopi semakin menurun dengan semakin rnatangnya buah. penurunan pH ini menyebabkan turunnya aktifitas enzim PE, karena pH optimum PE sekitar 7.0-8.0 (Schwimmer, 1981).

Pada gambar 1 teriihat, bahwa aktifitas enzim PE pada suhu 35°C lebih tinggi jika dibandngkan dengan aktifitas enzim PE pada suhu 25 dan 45°C dan dan ketiga suhu periakuan aktifitas enzim PE terendah terjaci pada suhu inkubasi 45°C. Rendahnya aktifitas enzim PE pada suhu 45°C disebabkan karena pada suhu tersebut stabilitas enzim lerganggu. Menumt Laurenzo dan Catutani (1993), stabilitas enzim PE pada suhu 45°C turun sebasar 30 persen selama 60 menit, sedangkan pada suhu 30<=C stabilitasnya hanya turun 10 persen dengan selang waktu yang sama.

Aktifitas enzim PE pada suhu 25°C rendah karena pada suhu tersebut belum tercapai suhu optimum aktifitas enzim PE, yaitu 30-60°C (Laurenzo dan Catutani, 1993).

Aktifitas Enzim Polimetilesterase (PME) Enzim polimetilesterase (PME) cukup besar peranannya dalam proses penguraian senyawa pektin, yaitu menghasilkan subtrat yang akan duraikan lebih lanjut oleh enzim poligalakturonase (Unberhaun dan Moore, 1969).

Analisa sidik ragam aktifitas enzim PME pada berbagai tingkat kematangan buah kopi menunjukkan, bahwa flngkat kematangan buah dan suhu inkubasi berpengaruh sangat nyata lemadap aktifitas enzim PME, namun antara suhu inkubasi dan tingkat kematangan buah tidak memperlihatkan interaksi yang nyata terhadap aktifitas enzim PME.

Perubahan aktifitas enzim PME selama proses pematangan buah kopi pada suhu inkubasi 25°C, 35°C dan 45°C yang masing-masing digambarkan oleh persamaan

Y = 0.354 + 0.047X - 0.001X1 (r = 0.99), Y = 1.276 + 0.074X - 0.002X² (r = 0.97) dan Y = 0.45 proses pematangan buah kopi dapat dilihat pada Gambar 2.

Pada gambar 2, teriihat, bahwa aktifltas enzim PME pada lendir buah kopi cukup tinggi pada suhu 35°C, jika dibandingkan dengan aktrfitas enzim PME pada suhu 45°C.

Aktifitas enzim PME pada buah hijau, dan tiga suhu penakuan lebih rendah, jika dibandingkan dengan aktifitas enzim PME pada buah kuning, merah muda dan merah tua.

Setelah buah mulai berwama merah muda aktivitas enzim mulai naik, hal ini dapat disebabkan karena teiah terjadinya imbibisi enzim secara sempuma ke dalam lendir dan sebagian Ekatan kompleks ES telah terurai menjadi enzim subslrat, sehingga jumlah enzim yang aktif semakin basar. Hal ini didukung dengan semakin banyaknya total padatan terlarut lendir buah kopi pada tingkat kematangan ini dan kemungkinan besar bahan yang tenarut adalah enzim disamping senyawa

gula.

Aktifltas enzim PE pada buah yang lewat matang sangat rendah, jika dibandingkan dengan aktifitas enzim PE pada tingkat kematangan sebelumnya. Hal ini disebabkan telah rusaknya enzim akibat pengaruh lingkungan, terrnasuk suhu, karena kulit buah kopi tidak sanggup lagi melkndungi enzim dari pengaruh suhu Iingkungan. Disamping itu kandungan air lendir buah kopi lewat matang sudah menurun, sedangkan daiam proses pemecahan senyawa pektin oleh enzim PE, membutuhkan air. Dengan berkurangnya air, maka kulit buiah menjadi kering, sehingga enzim yang terdapat sekitar kulit ikut mengering.

Turunnya aktifitas enzim PE setelah buah mulai berwama merah kehitaman (24 han' setelah A0) juga disebabkan Karena turunnya pH Iendir. Menurut Riz (1971) pH Iendir buah kopi semakin menurun dengan semakin rnatangnya buah. penurunan pH ini menyebabkan turunnya aktifitas enzim PE, karena pH optimum PE sekitar 7.0-8.0 (Schwimmer, 1981).

Pada gambar 1 teriihat, bahwa aktifitas enzim PE pada suhu 35°C lebih tinggi jika dibandngkan dengan aktifitas enzim PE pada suhu 25 dan 45°C dan dan ketiga suhu periakuan aktifitas enzim PE terendah terjaci pada suhu inkubasi 45°C.

Rendahnya aktifitas enzim PE pada suhu 45°C disebabkan karena pada suhu tersebut stabilitas enzim lerganggu. Menumt Laurenzo dan Catutani (1993), stabilitas enzim PE pada suhu 45°C turun sebasar 30 persen selama 60 menit, sedangkan pada suhu 30<=C stabilitasnya hanya turun 10 persen dengan selang waktu yang sama. Aktifitas enzim PE pada suhu 25°C rendah karena pada suhu tersebut belum tercapai suhu optimum aktifitas enzim PE, yaitu 30-60°C (Laurenzo dan Catutani, 1993). Aktifitas Enzim Polimetilesterase (PME) Enzim polimetilesterase (PME) cukup besar peranannya dalam proses penguraian senyawa pektin, yaitu menghasilkan subtrat yang akan duraikan lebih lanjut oleh enzim poligalakturonase (Unberhaun dan Moore, 1969).

Analisa sidik ragam aktifitas enzim PME pada berbagai tingkat kematangan buah kopi menunjukkan, bahwa flngkat kematangan buah dan suhu inkubasi berpengaruh sangat nyata lemadap aktifitas enzim PME, namun antara suhu inkubasi dan tingkat kematangan buah tidak memperlihatkan interaksi yang nyata terhadap aktifitas enzim PME. Perubahan aktifitas enzim PME selama proses pematangan buah kopi pada suhu inkubasi 25°C, 35°C dan 45°C yang masing-masing digambarkan oleh persamaan Y = 0.354 + 0.047X - 0.001X1 (r = 0.99), Y = 1.276 + 0.074X - 0.002X² (r = 0.97) dan Y = 0.45 proses pematangan buah kopi dapat dilihat pada Gambar 2.

Pada gambar 2, teriihat, bahwa aktifltas enzim PME pada lendir buah kopi cukup tinggi pada suhu 35°C, jika dibandingkan dengan aktrfitas enzim PME pada suhu 45°C.

Aktifitas enzim PME pada buah hijau, dan tiga suhu penakuan lebih rendah, jika dibandingkan dengan aktifitas enzim PME pada buah kuning, merah muda dan merah tua.

 aktifitas enzim PME lebih tinggi dari suhu inkubasi iainnya dan menujukkan perbedaan yang nyata.

KESIMPULAN DAN SARAN

KESIMPULAN

Aktifitas enzim pektinesterase iendir buah kopi pada buah hijau cukup tinggi dan semakin menurun sampai buah berwama merah muda. Seteiah tingkat kematangan tersebut akiifitasnya semakin meningkat, dan menurun kembaii pada saat buah mulai berwama merah kehitaman. Waktu panen optimum buah kopi hendaknya dilakukan pada saat buah berwama merah muda sampai buah muiai berwama kehitaman. Suhu optimum aktifitas enzim pektinase lendir buah kopi adalah 35 °C. Aktifitas enzim poligalakturonase pada suhu inkubasi 25°C dan 45°C semakin meningkat dengan semakin matangnya buah kopi, sedangkan pada suhu inkubasi 35°C aktifitasnya meningkat pada saat buah mulai berwama merah muda, kemudian semakin menurun setelah buah mulai berwama merah tua.
Fermentasi yang dilakukan secara alami pada suhu 25°C, pemetikan buah dibagi menjadi 3 kelompok pemetikan, yaitu pemetikan dilakukan pada saat 9-24 (1), 25-32 (1I) dan 33-38 (III) hari setelah pada kulit buah mulai tampak wama kekuningan (Ao). Waktu fermentasi untuk kelompok I dan II, masing-masing 3.70 dan 2.37 kali waktu fermentasi untuk kelompok II. Fermentasi yang dilakukan pada suhu 35°C, pemetikan buah dibagi menjadi 4 kelompok pemetikan, yaitu pemetikan dilakukan pada saat 9-11 (1), 12-22 (II), 23-30 (II) dan 31-37 (IV) hari setelah Ao. Waktu fermentasi kelompok I, II dan IV, berturut-turut 1.49, 1.25 dan 1.33 kali waktu fermentasi untuk kelompok pemetikan III.

SARAN
Perlu diadakan penelitian untuk menentukan berapa jauh pengaruh tingkat kematangan buah kopi terhadap mutu kopi yang dihasilkan. Perlu diadakan suatu penelitian untuk menentukan standar pemetikan buah kopi agar diperoleh mutu kopi yang baik dan seragam.

DAFTAR PUSTAKA

Fennema, R.W., ed. 1976. Principle of Food Science, Food Chemistry. Mercel Dekker lnc., New York.

Kulaba, G.W. 1979. Cofee Processing Research. A Review. Kenya Cofee vol 46, No. 459: 351 -359.

Lourenzo, J.E. and AT. Catutani. 1983. Purification and Properties of Pectinesterase from Papaya. J. Sci. Food Agr. Vol 35: 1120- 1127.

Roberston. G.L 1974. Pektinesterasi in New Zealand Grape Fruit Juice. J. Sci. Food Agr. 1976, 27 : 261 265.5

Schwimmer, S. 1971. Source Book of Food Enzymology. The AVI Publishing Company lnc., Westpon, Connecticut.

Sivetz, M. and H.E. Foot. 1963. Cofee Processing Technology. Volume l. The AVl Publishing Company

lno. Westport, Connecticut. Unberhaun, L.M. and LD. Moore. 1969. Pectic Enzymes Associated with Balck Root of Tobacco. Phytopathology vol. 60 I 304 — 308