Fermentasi pada Pengolahan Teh

Nyoman Semadi Antara, Ph.D.

Professor on Food and Agroindustrial Technology

Faculty of Agricultural Technology

Udayana University

Minuman teh sangat disukai oleh masyarakat di berbagai belahan dunia sebagai minuman

penyegar. Minuman ini selain sebagai penyegar juga dipercaya sebagai minuman yang

menyehatkan. Kandungan senyawa flavonoid yang terkandung di dalam teh dapat berfungsi

sebagai antioksidan dan senyawa pengkelat logam yang dapat melindungi sel-sel jaringan

tubuh dari radikal bebas. Catechin merupakan senyawa fenolik utama (90% dari polifenol di

dalam teh hijau) yang terkandung dalam daun teh. Selama proses pengolahan daun teh

senyawa tersebut akan teroksidasi menjadi senyawa polimer yang teridentifikasi sebagai

theaflavin (Tf) dan theaflagillin, thearinensis, theacitrin, dan thearubigin (Tr). Mutu teh

tergantung pada berbagai komponen, utamanya senyawa polifenolik yang bertanggung

jawab terhadap warna dan citarasa minuman teh. Proses polimerisasi polifenol terjadi

melalui proses fermentasi enzimatis maupun mikrobiologis.

Minuman teh sudah dikonsumsi di Tiongkok semenjak lebih dari 4000 tahun yang lalu.

Sekarang teh dikonsumsi di semua benoa dan menjadi minuman penyegar yang sangat

disukai. Cina masih penghasil terbesar dibandingkan dengan negara lain di dunia. Tahun

2011 Indonesia termasuk peringkat ke tujuh penghasil daun teh (Tabel1). Umumnya

minuman teh dikonsumsi dengan cara menuang air panas ke dalam daun teh yang sudah

mengalami curing (fermentasi secara enzimatis). Teh dikonsumsi bukan saja untuk

minuman menyegarkan namun juga untuk fungsi kesehatan.

Tabel 1. Produksi teh di sepuluh negara penghasil teh

Negara

Jumlah (ton)

Rerata per tahun

(2005-2010)

Tahun 2011

China 1.217.039 1.623.000

India 963.313 1.095.460

Kenya 344.596 377.912

Sri Lanka 304.036 327.500

Turkey 209.535 221.600

Viet Nam 167.531 206.600

Indonesia 154.328 150.200

Iran 108.751 103.890

Japan 92.233 82.100

Argentina 76.071 92.892

Sumber: http://faostat3.fao.org/download/Q/QC/E

Semua teh berasal dari tanaman yang sama (Camellia sinensis [L.] O. Kuntze), tetapi

tingkat oksidasi daun teh saat proses pengolahan membedakan jenis teh yang dikonsumsi.

Senyawa flavonoid di dalam daun teh merupakan senyawa dominan menentukan mutu teh

termasuk kasiatnya terhadap kesehatan. Kandungan flavonoid di dalam teh sangat

bervariasi tergantung asal tanaman, lingkungan, proses pengolahannya, dan cara

pengolahannya. Daun teh dapat diolah sesuai dengan jenis teh yang diinginkan. Menurut

cara pengolahannya, teh dikelompokkan menjadi teh hijau, teh kuning, teh putih, teh

oolong (oolong tea), teh hitam, dan teh Puerh.

Karakteristik seduhan teh sangat ditentukan oleh kandungan senyawa flavonoid yang

merupakan parameter penting mutu teh. Senyawa ini merupakan kelompok senyawa fenolik

dengan berbagai macam struktur molekul yang mempunyai khasiat biologis untuk

kesehatan manusia. Senyawa tersebut dapat menjadi atribut penting untuk menentukan

mutu daun teh. Banyak hasil penelitian menunjukkan bahwa senyawa flavonoid yang

terkandung dalam daun teh dapat berfungsi sebagai antioksidan dan senyawa pengkelat

logam. Dengan demikian, senyawa tersebut dapat melindungi sel-sel dan jaringan tubuh

dari radikal bebas. Hasil penelitian juga menunjukkan bahwa kerusakan oksidatif sel, lemak,

dan protein dapat berkontribusi untuk berkembangnya penyakit kardiovaskuler, kanker, dan

penyakit neurodegenerative. Seduhan teh merupakan sumber senyawa flavonoid yang

mencapai 200 mg/cup untuk seduhan teh hitam (black tea). Teh hitam dan teh hijau (green

tea) merupakan sumber antioksidan yang sangat efektif berfungsi di dalam tubuh,

walaupun banyak penelitian masih dilakukan secara invitro dan invivo menggunakan hewan

coba.

Diantara jenis teh, teh hijau dan teh putih mempunyai kandungan catechin yang paling

tinggi. Catechin merupakan senyawa fenolik utama (90% dari polifenol di dalam teh hijau)

yang terkandung dalam daun teh. Selama proses pengolahan daun teh senyawa tersebut

akan teroksidasi menjadi senyawa polimer yang teridentifikasi sebagai theaflavin (Tf) dan

theaflagillin, thearinensis, theacitrin, dan thearubigin (Tr). Pada produk teh hitam, selama

proses pengolahan, sebagian besar catechin (monomer polifenol) mengalami polimerisasi

oksidatif menjadi oligomer polifenol (13% dari total polifenol di dalam teh hitam) dan

polimer polifenol (47% dari total polifenol di dalam teh hitam). Tr, senyawa orange

kecoklatan yang terkandung berkisar 6-18% dari berat kering, bertanggung jawab terhadap

warna dan citarasa seduhan teh. Senyawa ini berkontribusi hampir 35% dari total warna teh

dan berperan nyata terhadap warna coklat teh, dan juga sebagai penguat rasa di mulut

(mouth feel) seduhan teh. Tf, pigmen kuning keemasan, terkandung berkisar 0,5 2% dari

berat kering teh hitam. Warna yang menarik seduhan teh disebabkan oleh kandungan Tr

sering digunakan sebagai indeks mutu teh hitam. Mutu teh tergantung pada berbagai

komponen, utamanya senyawa polifenolik yang bertanggung jawab terhadap warna dan

citarasa minuman teh.

Proses polimerisasi polifenol terjadi melalui proses oksidasi enzimatis maupun mikrobiologis.

Proses oksidasi tersebut terjadi pada saat pengolahan teh segar menjadi teh kering yang

siap diseduh. Tahapan pengolahan teh meliputi pemetikan (plucking) dan sortasi, pelayuan

(witehring), pengepresan (rolling), oksidasi/fermentasi, pemanasan (firing). Setiap tahap

proses mempunyai fungsi yang menentukan mutu teh. Pemetikan daun teh umumnya

dilakukan untuk 3 daun teratas dan kuncupnya yang dilanjutkan dengan sortasi untuk

memperoleh daun teh yang seragam dan bebas dari batang dan daun yang rusak. Proses

pelayuan dilakukan beberapa jam untuk mendapatkan daun teh yang lemas sehingga lebih

mudah dilakukan pengepresan. Apabila daun teh masih segar dan kaku apabila dipress akan

rusak dan remuk. Selama pelayuan daun teh diaduk untuk menjamin kontak dengan udara

dengan baik. Tahap selanjutnya adalah rolling, tahapan mulai terjadi pengembangan

citarasa. Pada tahap ini daun teh yang sudah layu dipress untuk memecah sel-sel yang

menyusun jaringan daun teh. Dengan pecahnya sel, maka cairan sel dan enzim akan kontak

dengan oksigen udara yang selanjutnya mulai terjadi oksidasi polifenol. Setelah proses

pemecahan sel, daun teh dibiarkan beberapa jam untuk memberi kesempatan terjadinya

oksidasi. Proses oksidasi akan menyebabkan perubahan warna daun teh menjadi merah

kecoklatan dan komponen kimia yang terkandung di dalam daun teh. Pada tahap proses

oksidasi ini sering disebut dengan proses fermentasi enzimatis. Beberapa ahli menyatakan

bahwa proses oksidasi bukan proses fermentasi karena tidak melibatkan mikroorganisme.

Namun demikian, banyak juga yang menyebut sebagai proses fermentasi oksidatif yang

melibatkan enzim oksidase yang terkandung di dalam sel daun teh. Tahap terakhir

pengolahan daun teh adalah pemanasan secara cepat untuk menurunkan kadar air sampai

di bawah 3%. Proses ini juga dilakukan untuk menghentikan proses oksidasi.

Fermentasi Enzimatis

Proses fermentasi sangat menentukan kandungan polifenol di dalam daun teh. Pada proses

ini terjadi perubahan komponen polifenol karena terjadi proses oksidasi secara enzimatis.

Kandungan catechin (polifenol monomer) akan mengalami oksidasi secara enzimatis

membentuk senyawa kompleks Tf dan Tr pada tahap proses fermentasi produksi teh oolong

dan hitam. Pada produksi teh hijau proses oksidasi enzimatis tidak dilakukan dengan

menginaktifkan enzim dengan menggunakan panas atau uap air panas (Gambar 1). Dengan

demikian, catechin tidak mengalami oksidasi secara enzimatis sehingga kandungannya

paling tinggi dibandingkan dengan jenis teh yang lain. Catechin banyak mendapat perhatian

karena aktivitas antioksidannya yang tinggi.

Proses oksidasi catechin dapat dilakukan sebagian maupun maksimal sesuai dengan produk

teh yang diinginkan. Teh oolong diproduksi dengan melakukan fermentasi sebagian,

sedangkan teh hitam diproduksi dengan melakukan fermnetasi penuh (Gambar 1). Senyawa

kompleks Tf dan Tr yang terbentuk dari proses oksidasi catechin menentukan mutu teh

hitam. Tf berpengaruh terhadap citarasa teh dan kuning keemasan teh, sedangkan Tr

berkontribusi terhadap warna merah dan juga memperkaya rasa teh hitam. Walaupun

kedua kelompok senyawa tersebut sangat menentukan mutu teh, namun hubungan tingkat

Tr dan mutu teh belum banyak diungkap. Senyawa Tr merupakan polimer proantocyanidin,

pigmen coklat asam, yang terbentuk dari degradasi oksidatif senyawa Tf. Banyak juga yang

melaporkan bahwa Tr merupakan turunan asam theaflavat yang terbentuk selama proses

fermentasi. Lama fermentasi sangat menentukan mutu teh yang dihasilkan. Fermentasi

yang kurang atau melebihi akan menyebabkan mutu teh yang dihasilkan tidak baik.

Demikian pula suhu media fermentasi juga menentukan terbentuknya Tf selama fermentasi.

Jadi optimasi suhu dan lama fermentasi perlu dilakukan untuk setiap varietas teh maupun

jenis teh yang ingin diproduksi.

Gambar 1. Proses produksi teh hijau (atas) dan teh oolong atau teh hitam (bawah).

Fermentasi Mikrobiologis

Jenis teh yang melalui proses fermentasi mikrobiologis sering disebut dengan teh Puerh

(atau Puer). Jenis teh ini pada awalnya diproduksi di propinsi Yunnan di daratan Tiongkok

semenjak 1700 tahun yang lalu. Proses pengolahan teh Puerh berbeda dengan jenis teh

lainnya. Pada tahapan pengolahannya, selain terjadi oksidasi secara enzimatis (fermentasi

enzimatis), melalui proses fermentasi lanjutan dengan melibatkan mikroorganisme.

Daun teh dan

pucuk Withering

Steaming atau Firing

Rolling dan Drying

Final Firing Green

Tea

Daun teh dan

pucuk Withering

Rolling or Cutting

Part or Full Fermentation

Final Firing Oolong

or Black Tea

Mikroorganisme yang dominan terlibat dalam proses fermentasi teh Puerh adalah jenis

kapang dari Aspergillus. Fermentasi dilakukan secara spontan dan berbagai jenis mikroba

berperan dalam proses fermentasi tersebut. Jenis bakteri Enterobacteriacea tumbuh pada

saat awal fermentasi dan digantikan oleh Bacillus coagullan yang dominan tumbuh pada

saat akhir fermentasi (Zhao et al., 2013). Keberadaan bakteri dari kelompok

Enterobacteriaceae perlu mendapat perhatian karena beberapa genus seperti Salmonella,

Yersinia, Vibrio, dan Pseudomonas dikenal sebagai jenis bakteri pathogen.

Beberapa senyawa yang terbentuk dari derivasi dan degradasi catechin juga berpengaruh

pada citarasa teh Puerh. Senyawa-senyawa tersebut merupakan senyawa fenolik seperti

gallic acid, (+)-catechin, ()-epicatechin, ()-epicatechin-3-O-gallate, ()-epigallocatechin-

3-O-gallate, ()-epiafzelechin-3-O-gallate, kaempferol, and quercetin. Senyawa-senyawa

tersebut, kecuali ()-epicatechin, mempunyai aktivitas antioksidan lebih tinggi

dibandingkan dengan vitamin C.

Secara umum, parameter mutu penting yang dapat digunakan dalam produksi teh adalah

kandungan Tf, Tr, total liquor color (TLC), total soluble solid (TSS) atau kadar sari (water

extract). Kandungan Tf berkorelasi langsung dengan mutu dan dapat menentukan harga.

Senyawa Tf akan meningkat selama proses fermentasi dan semakin lama fermentasi maka

oksidasi chatecin akan semakin banyak dan warna teh akan semakin coklat gelap. Setiap

jenis teh akan dibedakan oleh proses fermentasi atau oksidasi yang berbeda. Tabel 2

menunjukkan berbagai jenis teh dan karakteristiknya menurut fermentasi yang dilakukan.

Untuk memperoleh jenis teh dengan karakteristik yang diharapkan dapat diperoleh dengan

melakukan modifikasi pada tahap proses oksidasi atau fermentasi.

Tabel 2. Jenis teh dan karakteristik fermentasinya

Jenis The Karakteristik Fermentasi/Oksidasi

Teh hijau Tidak ada oksidasi

Teh kuning Tidak ada oksidasi

Teh putih Sedikit oksidasi spontan terjadi (8-15%)

Teh oolong Oksidasi sebagian dan terkontrol (15-80%)

Teh hitam Oksidasi penuh dan terkontrol

Teh Puerh Selalu terfermentasi secara mikrobiologis,

tidak selalu terjadi oksidasi

Referensi

Asil, M.H., Rabiei, B., and Ansari, R.H. 2012. Optimal fermentation time and temperature to

improve biochemical composition and sensory characteristics of black tea. Australian

Journal of Crop Science. 6(3):550-558.

Shi, Q.Y. and Schlegel, V. 2012. Green Tea as an Agricultural Based Health Promoting Food:

The Past Five to Ten Years. Agriculture. 2: 393-413.

Zhang, H.M., Wang, C.F., Shen, S.M., Wang, G.L., Liu, P., Liu, Z.M., Wang, Y.Y., Du, S.S.,

Liu, Z.L., and Deng, Z.W. 2012. Antioxidant Phenolic Compounds from Pu-erh Tea.

Molecule. 17: 14037-14045.

Zhao, M., Xiao, W., Ma, Y., Sun, T., Yuan, W., Tang, N., Zhang, D., Wang, Y., Li, Y., Zhou,

H., and Cui, X. 2013. Structure and dynamics of the bacterial communities in

fermentation of the traditional Chinese post-fermented pu-erh tea revealed by 16S

rRNA gene clone library. World Journal of Microbiology and Biotechnology. 29:18771884.