Materi Pengolahan Kopi Bubuk

PENGOLAHAN KOPI BUBUK

Pembuatan kopi bubuk secara umum dibagi menjadi dua yaitu perendangan dan penggilingan. Hal ini biasa dilakukan oleh rumah tangga maupun industry kecil. Sedangkan industry besar memiliki tahapan tambahan untuk meningkatkan cita rasa kopi. 

Proses pembuatan produk sekunder (kopi bubuk) sebaiknya dilakukan secara kelompok. Unit produksinya diharapkan menjadi salah satu bagian integral dari kegiatan pengolahan produk primernya sehingga pasokan bahan baku dapat terjamin dalam hal jumlah maupun mutunya. Tahapan produksi kopi bubuk berikut pengawasan prosesnya adalah sebagai berikut.

Penyiapan Bahan Baku

Kopi bubuk banyak digunakan sebagai minuman sehingga aspek mutu fisik, kimiawi, kontaminasi, dan kebersihan harus diawasi dengan ketat karena menyangkut cita rasa, kesehatan konsumen, daya hasil (rendemen) dan efisiensi produksi. Dari aspek cita rasa dan aroma, seduhan kopi akan sangat baik jika biji kopi yang digunakan telah diolah dengan baik. Biji kopi yang baik adalah biji kopi yang telah terfermentasi karena dapat mengembangkan flavor kopi seduhan.

Aspek kebersihan yang perlu diperhatikan adalah keadaan biji harus bebas dari jamur dan kotoran yang mengganggu kesehatan peminumnya. Kontaminasi jamur ini akan menyebabkan rasa tengik atau apek. Sedangkan dari aspek efisiensi produksi, biji kopi dengan ukuran yang seragam akan mudah diolah dan menghasilkan mutu produk yang seragam pula. Kadar kulit, kadar kotoran, dan kadar air akan berpengaruh pada rendemen hasil sserta kehalusan kopi. Kadar air yang tinggi juga menyebabkan waktu sangrai lebih lama yang berarti kebutuhan bahan bakar lebih banyak.

Untuk memperoleh tingkat kematangan yang seragam, kopi beras disortasi berdasarkan ukurannya yaitu besar, sedang dan kecil, serta dipisahkan dari biji-biji pecah. Agar kopi bubuk mempunyai ciri khas tersendiri dan untuk meningkatkan daya jualnya.

Pelaksanaan uji cita rasa menggunakan alat yang terdiri atas alat sangrai dan pembubuk skala lanoratorium. Alat ini dapat digunakan sebagai sarana pengawasan mutu biji kopi sebelum maupun setelah proses produksi bubuk kopi. Fleksibilitas dan keunggulan alat ini antara lain:

1. Multikomoditi
2. Kontrol mutu mudah dilakukan
3. Perawatan mudah dan murah, serta mudah dioperasikan
4. Hasil sangrai seragam, konsisten dan bersih

Gambar 4.1 Alat penguji cita rasa biji kopi sebelum maupun setelah proses pembuatan bubuk

Penyangraian/Perendangan (Roasting)

Roasting adalah proses penyangraian biji kopi yang tergantung pada waktu dan suhu yang ditandai dengan perubahan kimiawi secara signifikan. Untuk mendapatkan kopi yang seragam, dan konsisten, perlu dilakukan optimasi penyangraian untuk memperoleh tingkat pemanasan yang tepat yang dapat menghasilkan kopi bubuk sesuai dengan cita rasa yang diinginkan.

Tahap penyangraian ini adalah tahapan pembentukan aroma dan cita rasa khas kopi dari dalam biji kopi dengan perlakuan panas. Selain itu, biji kopi hasil sangrai mudah dihaluskan sampai ukuran butiran tertentu agar mudah dibuat larutan seduhan. Biji kopi secara alami mengandung cukup banyak senyawa calon pembentuk cita rasa dan aroma khas kopi. Selain keberadaan senyawa calon pembentuk aroma dan cita rasa, kesempurnaan reaksi sangria dipengaruhi oleh dua factor utama, yaitu panas dan waktu. Selama proses penyangraian, ada tiga tahapan reaksi fisik dan kimiawi yang berjalan secara berurutan, yaitu:

Penguapan air

Proses penyangraian diawali dengan penguapan air yang ada di dalam biji kopi dengan memanfaatkan panas yang tersedia dan kemudian diikuti dengan reaksi pirolisis. Penguapan air ini terjadi pada suhu 1000C.

Penguapan senyawa volatil

Pada tahap kedua, setelah air menguap maka seiring dengan semakin tingginya suhu pemanasan maka semakin banyak senyawa volatile yang menguap. Senyawa tersebut antara lain aldehid, furfural, keton, alcohol, dan ester.

Pirolisis

Pirolisis pada dasarnya merupakan reaksi dekomposisi senyawa hidrokarbon antara lain karbohidrat, hemiselulosa dan selulosa yang ada di dalam biji kopi sebagai akibat dari pemanasan. Reaksi ini umumnya terjadi setelah suhu sangrai di atas 1800C. secara kimiawi proses ini ditandai dengan evolusi gas CO2 dalam jumlah banyak dari ruang sangria. Sedang secara fisik, pirolisis ditandai dengan perubahan warna biji kopi yang semula kehijauan menjadi coklat muda lalu menjadi coklat kayu manis hitam dengan permukaan berminyak. Tidak jarang tahap ini disebut tahap pencoklatan.

Waktu penyangraian bervariasi mulai dari 7 sampai 30 menit tergantung pada jenis alat dan mutu kopi bubuk. Penyangraian diakhiri saat aroma dan sita rasa kopi yang diinginkan telah tercapai yang diindikasikan dari perubahan warna biji yang semula berwarna kehijauan (kopi Arabika) menjadi coklat tua, cokelat kehitaman dan hitam. Penyangraian juga bisa diakhiri ketika biji kopi mudah pecah (retak). Penyangraian dilakukan secara terbuka dan tertutup. Penyangraian secara tertutup akan menghasilkan kopi bubuk dengan rasa agak asam akibat tertahannya air dan beberapa jenis asam yang mudah menguap aromanya lebih tajam karena senyawa kimia mempunyai aroma khas kopi tidak banyak yang menguap. Selain itu kopi akan terhindar dari pencemaran bau yang berasal dari luar seperti bau bahan bakar atau bau gas pembakaran yang tidak sempurna. Penyangraian secara terbuka bisa menggunakan wajan. Kalangan praktisi industry kopi yaitu SCAA (Specialty Coffee Association of America) bubuk mengenal tiga tingkatan penyangraian, antara lain sebagai berikut:

Ringan (light)

Suhu penyangraian yang digunakan untuk mencapai tingkatan ini adalah 193-1990C. Kadar air yang hilang pada light roast adalah 3-5%. Pada penyangraian ringan ( Light ), sebagian warna permukaan biji kopi berubah kecoklatan dan nilai L turun menjadi 44 – 45.

Menengah (Medium)

Suhu penyangraian yang digunakan untuk mencapai tingkatan menengah adalah 2040C. Kadar air yang hilang pada medium roast adalah 5-8%. Jika proses penyangraian dilanjutkan pada tingkat medium, maka nilai L biji kopi makin berkurang secara signifikan kekisaran 38 – 40.

Gelap (dark)

Suhu penyangraian yang digunakan untuk mencapai tingkatan gelap adalah 213-2210C. Kadar air yang hilang pada dark roast adalah 8-14%. Pada penyangraian gelap, warna biji kopi sangrai makin mendekati hitam karena senyawa hidrokarbon terpirolisis menjadi unsur karbon. Sedangkan senyawa gula mengalami proses karamelisasi dan akhirnya nilai L biji kopi sangrai tinggal 34 – 35.

Derajat sangrai dilihat dari perubahan warna biji kopi yang sedng disangrai. Sampel diambil secara periodic dari dalam silinder sangrai lewat lubang sampling. Proses sangrai dihentikan pada saat derajat sangrai biji kopi sudah dipenuhi melalui perbandingan warna dengan warna sampel standar seperti disajikan pada gambar di bawah ini.

Gambar 4.2 Klasifikasi warna biji kopi snagrai pada 3 tingkatan 

penyangraian SCAA

Bersama dengan penguapan air, beberapa senyawa volatile yang terkandung di dalam biji kopi seperti aldehid, furfural, keton, alcohol dan ester (senyawa yang mudah menguap) ikut teruapkan.Peristiwa ini ditandai dengan penurunan kerapatan curah sebagai akibat dari perubahan fisik biji kopi seperti pengembangan volume (swelling) dan pembentukan pori-pori di dalam jaringan sel sehingga berat biji kopi per satuan volume menjadi lebih kecil.

Pada awalnya, biji kopi beras dengan kadar air 12% mempunyai kerapatan curah 615 kg/m3. Setelah biji kopi disangrai selama 8 menit, kerapatan curahnya berkurang menjadi 506 kg/m3 pada penyangraian menit keduapuluh dua. Fenomena ini berlainan dengan profil penurunan kadar air yang cenderung mendekati nilai kadar air kesetimbangan dengan kelembaban udara pada suhu ruang snagrai. Molekul air menjadi sulit diuaplan dari dalam biji kopi. Dengan demikian, energi panas yang terus diberikan ke dalam silinder sangrai akan dipakai untuk proses pirolisis.

Selama penyangraian, biji kopi mengalami perubahan fisik dan kimiawi yang menyebabkan kehilangan berat yang cukup signifikan Karena penguapan air dan beberapa senyawa kimia volatile serta pirolisis senyawa hidrokarbon. Kehilangan berat atau disebut rendemen merupakan perbandingan berat (dalam persen) biji kopi sesudah dan sebelum proses penyangraian. Dengan demikian, rendemen sangrai makin rendah pada tingkat penyangraian makin tinggi seperti disajikan pada grafik di bawah ini. Pada percobaan ini rendemen sangrai berkisar antara 82 sampai 87%. Dalam penggunaan praktis, nilai rendemen sangat penting untuk menghitung aliran bahan baku dan aliran produk selama proses produksi bubuk kopi.

Gambar 4.3 Rendemen sangrai pada 3 tingkatan penyangraian

Alat penyangrai terdiri dari silinder, pemanas, dan alat penggerak atau pemutar silinder. Cara kerja silinder dipanaskan sampai suhu 3400C dengan 10 putaran/menit atau 3100C dengan 20 putaran/menit. Lalu kopi dimasukkan ke dalam silinder dampai mencapai tahap roasting point (kopi masak sangrai) pemanasan segera dihentikan dan didinginkan. 

Pencampuran

Pencampuran biji kopi sangrai ditujukan untuk mendapatkan cita rasa dan aroma yang khas dengan mencampur beberapa jenis bahan baku atas dasar jenis biji kopi berasnya (Arabika, Robusta, Exelsa, dll), jenis proses yang digunakan (proses kering, semi-basah, basah), danasal bahan baku (ketinggian, tanah, dan agroklimat). Beberapa jenis bahan baku tersebut disangrai secara terpisah, ditimbang dalam proporsi tertentu (atas dasar uji cita rasa) dan kemudian dicampur dengan alat pencampur putar tipe hexagonal seperti pada gambar di samping ini. Dari campuran tersebut diharapkan dapat diperoleh cita rasa dan aroma kopi bubuk yang khas dan tidak dimiliki oleh produk sejenis yang dihasilkan oleh pabrik yang lain.

Gambar 4.4 Mesin pencampur beberapa jenis kopi sangrai

Pendinginan

Pendinginan dilakukan tepat setelah penyangraian atau bisa setelah pencampuran. Setelah proses sangrai selesai, biji kopi harus segera didinginkan di dalam bak pendingin. Pendinginan yang kurang cepat dapat menyebabkan proses penyangraian berlanjut dan biji kopi menjadi gosong (over roasted). Selama pendinginan biji kopi diaduk secara manual agar proses pendinginan lebih cepat dan merata. Selain itu, proses ini juga berfungsi untuk memisahkan sisa kulit ari yang terlepas dari biji kopi saat proses sangrai (Mulato, 2002).

Penghalusan/Penggilingan/Pembubukan Biji Kopi Sangrai

Biji kopi sangrai dihaluskan dengan alat penghalus (grinder) sampai diperoleh butiran kopi bubuk dengan kehalusan tertentu. Butiran kopi mempunyai luas permukaan yang sangat besar sehingga senyawa pembentuk cita rasa dan senyawa penyegar mudah larut ke dalam air panas. Mesin penghalus biji kopi sangrai yang umum digunakan oleh industry kopi bubuk adalah tipe burr-mill seperti disajikan dalam gambar.

Gambar 4.5 Mesin penghalus biji kopi sangrai tipe Burr-mill

Burr mill terdiri atas dua buah piringan (terbuat dari lempengan batu atau baja), yang satu berputar (rotor) dan yang lainnya diam (stator). Mekanisme penghalusan terjadi dengan adanya gaya gesek antara permukaan biji kopi snagrai dengan permukaan piringan dan sesama biji kopi sangrai. Proses gesekan yang snagat intensif akan menyebabkan timbul panas di mesin dan akan berpengaruh pada mutu kopi bubuk (kehilangan aroma). Oleh karena itu maka mesin penghalus sebaiknya dioperasikan secara terputus. Jika suhu bubuk kopi sudah panas, maka mesin dihentikan dan dibuka tutupnya untuk mendinginkan bagian dalam komponen penggilingnya dan kemudian mesin dapat dioperasikan kembali.

Tingkat kehalusan bubuk kopi ditentukan oleh ukuran ayakan yang dipasang pada bagian dalam mesin pembubuk. Makin halus ukuran ayakan di dalam silinder pembubuk, ukuran partikel bubuk kopinya makin halus. Jika lubang ayakan digunakan 80 mesh, maka akan diperoleh distribusi ukuran partikel seperti disajikan pada gambar di bawah ini.

Gambar 2. Distribusi ukuran bubuk kopi hasil penghalusan

Penampilan yang menarik bubuk kopi meningkatkan permintaan pasaran. Hasil penggilingan biji kopi dibedakan menjadi:

• Coarse : bubuk kasar
• Medium : bubuk sedang
• Fine : bubuk halus
• Very fine : bubuk amat halus

Pilihan kasar halusnya bubuk kopi berkaitan dengan cara penyeduhan kopi yang digemari oleh masyarakat. Penggilingan melepaskan sejumlah kandungan CO2 dari kopi. Sebagian besar dilepaskan selama proses dan setelah penggilingan. Sejumlah besar mungkin masih tertahan terutama pada kopi giling kasar.

Rendemen bubuk kopi adalah susut berat biji kope selama disangrai dan dihaluskan sampai menjadi kopi bubuk dan dinyatakan sebagai perbandingan antara berat kopi bubuk yang diperoleh dengan berat biji kopi beras yang diproses. Kehilangan biji kopi selama penyangraian disebabkan oleh penguapan senyawa yang mudah menguap (bertitik didih rendah) yang ada di dalam biji, dan juga disebabkan oleh penguapan air. Sedangkan susut berat selama proses penghalusan umumnya terjadi karena partikel kopi bubuk yang sangat halus terbang ke lingkungan akibat gaya sentripetal putaran pemukul mesin penghalusnya. Rendemen tertinggi, yaitu 81%, diperoleh pada derajat sangrai ringan dna terendah, yaitu 76%, dengan derajad sangrai gelap seperto disajikan pada tabel di bawah ini. 

Gambar 3. Rendemen bubuk kopi dari berbagai tingkat penyangraian

Pengemasan

Tujuan pengemasan adalah untuk mempertahankan aroma dan citarasa kopi bubuk selama transportasi, didistribusikan ke konsumen dan selama dijajakan di toko, di pasar tradisioonal dan di pasar swalayan. Demikian halnya selama disimpan oleh pemakai. Jika dikemas secara baik, kesegaran, sroma dan sita rasa kopi bubuk akan berkurang ssecara signifikan setelah satu atau dua minggu. Beberapa faktor yang berpengaruh terhadap keawetan kopi bubuk selama dikemas adalah kondisi penyimpanan (suhu lingkungan), tingkat sangarai, kadar air kopi bubuk, kehalusan bubuk dna kandungan oksigen di dalam kemasan.

Kehilangan aroma dan citarasa kopi bubuk selama dikemas atau disimpan terutama disebabkan oleh kandungan air dan oksigen di dalam kemasan. Air di dalam kemasan akan menghidrola senyawa kimia yang ada di dalam kopi bubuk dan menyebabkan bau apek (stale). Keberadaan oksigen yang terlalu banyak di dalam kemasan juga akan mengurangi aroma dan citarasa kopi karena proses oksidasi. Senyawa-senyawa aldehid mudah teroksidasi membentuk senyawa asam atau senyawa lain yang berpengaruh tersebut, bahan pengemas harus mempunyai sifat-sifat sebagai berikut :

• Daya transmisi rendah terhadap uap air
• Daya penetrasi rendah terhadap oksigen
• Sifat permeable rendah terhadap aroma dan bau
• Sifat permeabel terhadap gas CO2
• Daya tahan yang tinggi terhadap minyak dan sejenisnya
• Daya tahan yang tinggi terhadap goresan dan sobekan
• Mudah dan murah diperoleh

Beberapa jenis kemasan yang umum adalah plastik transparan, alumunium foil, metal dan. Masing-masing mempunyai kelebihan dan kekurangan baik dari aspek daya simpan, kepraktisan penggunaan dan harga.

Gambar. Pengemas vakum

Gambar. Pengemas sachet

Selain keawetan, kemasan juga harus menarik pembeli kopi bubuk. Rancangan gambar, warna dan tulisan dicetak dengan jelas di permukaan kemasan agar menarik pembeli dan tampil beda dengan produk-produk sejenis yang telah beredar di pasaran. Tidak seperti pada pabrik kopi bubuk skala besar, pengemasan kopi bubuk untuk industri skala UKM pada tahap awal cukup menggunakan pengemas manual hard press atau hand sealer. Jika diinginkan usia simpan kopi bubuk yang lebih lama, oksigen di dalam kemasan dikurangi ke tingkat yang paling rendah (<1%) atau jika mungkin nol persen dengan pengemas vakum (hampa) seperti disajikan pada gambar di bawah ini.

Proses pengemasan secara manual dilakukan dalam tiga tahapan, yaitu memasukkan kopi bubuk ke dalam kemasan, menimbang kemasan dan menutup kemasan. Ketiganya dilakukan oleh tiga operator secara berurutan. Sedangkan, labelling tanggal kadaluwarsa dilakukan setelah seluruh tahapan proses pengemasan selesai. 

Pengawasan Proses

Kopi bubuk adalah bahan minuman yang selain memberikan kenikmatan harus juga aman bagi konsumen. Oleh karena itu, kriteria mutu biji kopi sebagai bahan baku kopi bubuk yang meliputi aspek fisik, cita rasa dan kebersihan serta aspek keseragaman dan konsistensi harus dimonitor secara reguler dan berkelanjutan. Selain tahapan proses pengolahan harus jelas, kriteria mutu harus didefinisikan secara jelas sehingga pada saat terjadi penyimpangan, suatu tindakan koreksi yang tepat sasaran dapat segera dilakukan. Jenis pengawasan proses (proses kontrol) dan kontrol mutu yang harus dimonitor pada pengolahan kopi bubuk adalah sebagai berikut. 

Tahapan Proses Proses Kontrol Kontrol Mutu

Tahapan Proses	Proses Kontrol	Kontrol Mutu
Penyangraian	Suhu Waktu Berat kopi masuk/keluar Konsumsi minyak/listrik	Warna biji Citarasa Keseragaman
Pendinginan	Suhu Laju aliran udara	Warna biji Keseragaman
Pencampuran	Proporsi berat	Keseragaman Vitarasa
Penghalusan	Berat biji kopi masuk Berat kopi bubuk keluar Suhu kopi bubuk Konsumsi listrik/minyak	Tingkat kehalusan Kerapatan butiran Warna bubuk Citarasa
Pengemasan	Berat kopi bubuk masuk Keluaran kemasan Konsumsi listrik	Berat Kerapatan kemasan Jenis kemasan
Pengepakan	Berat per kardus Isi kemasan per kardus Keutuhan kardus	Berat Label Kerapatan kardus