Pengaruh Roasting terhadap Senyawa Astringen

Chlorogenic Acid dan Polifenol Astringen pada Kopi

Biji kopi hijau yang belum disangrai banyak mengandung senyawa polifenol seperti chlorogenic acid (asam klorogenat / CGA). Biji kopi arabika mengandung 3-7% CGA, sedangkan kopi robusta dapat mengandung 5-10% CGA dari total berat biji.

Senyawa ini mempunyai karakter serupa dengan tanin yang dapat menyebabkan astringency, yaitu sensasi kering dan sepat di mulut​. Ketika diminum, polifenol dalam larutan kopi dapat berinteraksi dengan protein dalam air liur dan menimbulkan kesan sepat di lidah. Akibatnya, kopi terasa lebih astringen jika senyawa tersebut tidak diuraikan.

Degradasi Termal

Pada proses roasting, senyawa polifenol dalam biji kopi akan terurai secara bertahap karena panas (degradasi termal). Sekitar 50% kandungan asam klorogenat dapat hilang pada level sangrai medium. Pada level sangrai yang sangat gelap, penelitian menunjukkan hingga ~90% jumlah asam klorogenat dapat terdegradasi​.

Penguraian termal ini memecah molekul besar menjadi molekul lebih kecil. Contohnya, asam klorogenat akan terbelah menjadi cafeic acid dan quinic acid​. Reaksi pemecahan ini terjadi melalui hidrolisis ester (dibantu oleh sisa air dalam biji) yang dipicu panas sehingga rantai panjang asam klorogenat terpotong.

Hasil degradasi ini akan berpengaruh pada rasa:
– cafeic acid bersifat pahit dan sedikit sepat, dan
– quinic acid bersifat asam dan pahit.
Keduanya berkontribusi pada rasa asam dan tekstur kasar pada kopi​.

Dengan kata lain, ketika asam klorogenat terurai, jumlahnya memang berkurang namun tetap menghasilkan senyawa baru yang rasanya masih sepat. Semakin gelap level sangrai, semakin tinggi tingkat quinic acid dalam kopi seiring lebih banyaknya asam klorogenat yang terurai​.

Transformasi Struktur: Pembentukan Lakton dan Senyawa Lain

Selain terurai, asam klorogenat juga mengalami perubahan struktur selama proses sangrai. Sebagian molekulnya mengalami dehidrasi internal membentuk lakton asam klorogenat. Lakton klorogenat ini terbentuk terutama pada level sangrai terang hingga medium dan memiliki cita rasa pahit yang lebih halus (velvety, pahit menyenangkan) dibandingkan asam klorogenat utuh​.

Uniknya, asam klorogenat murni sebenarnya tidak terlalu pahit, namun produk transformasinya menjadi lakton inilah yang mulai menimbulkan rasa pahti.

Seiring penyangraian berlanjut ke level yang lebih gelap, lakton-lakton tersebut terdegradasi lebih jauh. Struktur lakton akan pecah dan terkondensasi membentuk senyawa aromatik dua-cincin yang disebut phenylindanes. Senyawa ini muncul dominan pada level sangrai gelap dan memiliki rasa pahit yang lebih keras dan melekat dibanding lakton pendahulunya​.

Inilah sebabnya kopi dark roast cenderung lebih pahit dan sedikit “kasar” dibanding light roast, karena kandungan phenylindanes yang lebih banyak memberikan pahit yang tajam dan tahan lama​.

Transformasi berurutan (asam klorogenat → lakton → phenylindanes) ini adalah perubahan kimia yang terjadi pada senyawa polifenol selama roasting, yang secara drastis mengubah profil rasa dari astringent ke asam lalu ke pahit.

Maillard Reaction dan Pembentukan Melanoidin

Bersamaan dengan degradasi termal, berlangsung pula Maillard reaction antara gula dan asam amino (protein) pada saat roasting, menghasilkan warna cokelat dan aroma yang khas. Produk akhir Maillard adalah polimer kompleks berwarna cokelat gelap yang disebut melanoidin. Menariknya, penelitian menunjukkan bahwa sebagian polifenol kopi terikat ke struktur melanoidin selama roasting​.

Sekitar 23% dari asam klorogenat yang hilang selama roasting ternyata terserap menjadi bagian melanoidin​. Proses ini kemungkinan melibatkan reaksi kondensasi antara pecahan polifenol dengan komponen Maillard, sehingga polifenol “terkunci” dalam polimer melanoidin. Akibat pengikatan ini, polifenol bebas yang tersisa dalam kopi sangrai berkurang, sehingga potensi astringency dari senyawa tersebut menurun.

Melanoidin sendiri dapat menyumbang rasa pahit dan sedikit astringent pada kopi​, namun sifatnya berbeda. Melanoidin biasanya memberikan body dan aroma “roasted” yang kuat. Dan secara keseluruhan, Maillard Reaction membantu “menyembunyikan” sebagian senyawa mirip tanin dengan cara mengubahnya menjadi bagian struktur polimer besar, sehingga tidak lagi berkontribusi secara aktif terhadap rasa.

Perbedaan Light, Medium, dan Dark Roast

Light Roast / Level Sangrai Terang

Biji kopi yang disangrai terang mempunyai kandungan asam klorogenat dan polifenol paling tinggi. Karena hanya sebagian polifenol yang sudah terurai, kandungan senyawa astringen masih tinggi​.

Akibatnya, light roast cenderung memiliki rasa lebih asam (bright acidity) namun bisa menimbulkan sensasi sepat jika tidak diekstrak dengan tepat​. Astringency bisa lebih terasa pada light roast karena polifenol seperti CGA belum banyak hilang​.

Di sisi lain, rasa pahit masih relatif rendah karena phenylindanes belum terbentuk. Rasa pahit pada light roast lebih banyak berasal dari cafeic acid dan juga dari kafein.

Medium Roast / Level Sangrai Menengah

Pada tahap ini, sebagian besar asam klorogenat telah terurai. Kopi medium roast mengandung lakton klorogenat dalam jumlah signifikan (hasil transformasi CGA), yang berkontribusi terhadap rasa pahit halus tetapi memiliki rasa astringen yang lebih rendah daripada light roast.

Asam klorogenat yang tersisa juga lebih rendah, sehingga sensasi sepat berkurang. Medium roast sering dianggap yang paling seimbang; keasaman dan astringency menurun dibanding light roast, namun aroma dan kompleksitas masih terjaga. Pahit mulai meningkat sedikit karena lakton pahit mulai terbentuk, tetapi belum sampai pahit yang mengganggu.

Secara keseluruhan, polifenol penyebab rasa sepat telah banyak berkurang, menciptakan rasa kopi yang lebih halus.

Dark Roast / Level Sangrai Gelap

Hampir seluruh polifenol dalam kopi telah mengalami degradasi pada level sangrai gelap. Sebagian besar asam klorogenat telah hancur terurai panas (hingga >90% hilang)​. Akibatnya, astringency dari rantai polifenol yang panjang sangatlah rendah pada kopi dark roast.

Hal ini membuat dark roast justru terasa lebih “smooth” karena tidak ada rasa sepat kering yang menonjol. NAMUN, perlu dicatat bahwa breakdown produk dari CGA justru mencapai puncaknya: quinic acid dan cafeic acid yang pahit meningkat pada roast gelap​. Jangan lupakan juga senyawa phenylindanes yang sangat pahit akan mendominasi taste profile kopi dark roast. Oleh karena itu, dark roast rasanya lebih pahit namun kurang asam jika dibandingkan light roast.

TL;DR – Terlalu Lama, Dibuat Ringkas

• Green bean mengandung polifenol seperti Chlorogenic Acid (CGA) yang sifatnya mirip seperti tanin, terasa astringent / sepat di lidah karena mengikat protein dalam air liur.
• Ketika disangrai, CGA akan melewati 3 proses kimiawi: 1) Degradasi termal, 2) Transformasi struktur 3) Maillard reaction. Ketiga proses tersebut mengubah struktur panjang rantai kimia CGA menjadi molekul yang lebih pendek.
• Beberapa pecahan CGA antara lain: 1) quinic acid (asam pahit) 2) cafeic acid (pahit sepat) 3) phenylindanes (sangat pahit).
• Melanoidin yang merupakan by product dari Maillard reaction akan menyerap CGA sehingga astringency bisa berkurang.
• Kopi light roast banyak mengandung CGA dan cafeic acid. Rasa masih asam dan bisa astringent karena CGA.
• Pada medium roast CGA sudah banyak terurai namun quinic dan cafeic acid ada di jumlah seimbang sehingga rasa paling balance.
• Di tahap dark roast CGA sudah sepenuhnya terurai. Rasa astringent terganti dengan rasa pahit dari phenylindanes.

Di artikel berikutnya, saya akan bahas mengenai astringency pada seduhan. Doakan saya rajin, ya.. 😁

Sumber:

1. Clarke RJ & Macrae R. Coffee Chemistry. Volume 1. (1985) – (referensi umum komposisi kimia kopi).
2. Franca AS, et al. “A study of the variations in the chemical constituents of coffee during roasting.” Food Chemistry 2005; 90(1-2): 89-95. (pengaruh roasting terhadap asam klorogenat).
3. Mangiwa, Septiani, et al. “Kadar Asam Klorogenat Dalam Biji Kopi Arabika Asal Wamena, Papua.” Jurnal Ilmiah Pendidikan Kimia “Hydrogen” ,vol. 3 no. 2, ISSN 2338-6480
4. Hofmann T, et al. “Identification of the Key Bitter Compounds in Coffee.” Journal of Agricultural and Food Chemistry 2007; 55(4): 1187-1193​
5. Coelho C, et al. “Nature of Phenolic Compounds in Coffee Melanoidins.” J. Agric. Food Chem. 2014; 62(31): 7843-7853​
6. Specialty Batch. “Understanding Astringency in Coffee.” (2024)​
7. Bethany Haye. “Chlorogenic Acid.” STiR Coffee & Tea Magazine. (2021)​
8. CMSale Coffee Blog. “Inside the Bean – What happens during coffee roasting?” (2023)​
9. General Warfield’s Coffee Blog. “Low Acid Coffee and its Shocking Truth.” (2023)​