FERMENTASI ROTI OLEH Saccharomyces cerevisiae

 

BAB 1. PENDAHULUAN

1.1  Latar belakang

Bioteknologi adalah terapan biologi yang melibatkan disiplin ilmu mikrobiologi, biokimia, genetika, dan biologi monokuler. Definisi bioteknologi secara umum adalah teknologi yang memanfaatkan agen hayati atau bagian-bagiannya untuk menghasilkan barang dan jasa dalam skala industri untuk memenuhi kebutuhan manusia.. Penerapan bioteknologi pada umumnya mencakup produksi sel atau biomassa dan perubahan atau transformasi kimia yang diinginkan. Misalnya saja pada pembuatan roti dengan melibatkan suatu organisme patogen seperti mikroorganisme.

Salah satu bahan baku roti yang paling penting dalam proses pembuatan roti adalah ragi atau yeast. Ragi adalah mikroorganisme hidup yang berkembang biak dengan cara memakan gula. Jenis ragi yang biasa digunakan dalam pembuatan roti adalah Saccharomyces cerevisiae . Fungsi utama ragi adalah mengembangkan adonan. Pengembangan adonan terjadi karena ragi menghasilkan gas karbondioksida (CO2) selama fermentasi. Gas ini kemudian terperangkap dalam jaringan gluten yang menyebabkan roti bisa mengembang. Komponen lain yang terbentuk selama proses fermentasi adalah asam dan alkohol yang berkontribusi terhadap rasa dan aroma roti, namun alkohol akan menguap dalam proses pemanggangan roti.

1.2  Rumusan masalah

1.2.1        Mikroorganisme apa yang berperan dalam proses pembuatan roti ?

1.2.2     Bagaimana ciri-ciri morfologi dan karakteristik Mikroorganisme yang berperan dalam pembuatan roti?

1.2.3        Bagaimana peranan Saccharomyces cereviseae dalam pembuatan roti?

1.2.4        Apa saja enzim yang terdapat pada Mikroorganisme tersebut?

1.2.5     Bagaimana proses fermentasi dalam pengolahan roti?

1.2.6        Reaksi apa saja yang terjadi didalam proses fermentasi tersebut?

1.2.7        Bagaimana manfaat kandungan gizi roti untuk kesehatan setelah terjadi proses fermentasi roti?

1.3  Tujuan

1.3.1        Untuk mengetahui berbagai jenis mikrooganisme yang berperan dalam pembuatan roti.

1.3.2   Untuk mengetahui ciri-ciri morfologi dan anatomi mikroorganisme   yang berperan dalam pembuatan roti

1.3.3        Untuk mengetahui peranan Saccharomyces cereviseae dalam pembuatan roti

1.3.4        Untuk mengetahui berbagai jenis enzim yang terdapat pada Mikroorganisme tersebut

1.3.5     Untuk mengetahui proses fermentasi dalam pengolahan roti

1.3.6        Untuk mengetahui reaksi apa saja yang terjadi didalam proses fermentasi roti

1.3.7        Untuk manfaat kandungan gizi roti untuk kesehatan setelah terjadi proses fermentasi

BAB 2. PEMBAHASAN

2.1    Mikroorganisme yang berperan dalam pembuatan roti

Roti adalah produk makanan yang terbuat dari tepung terigu yang difermentasikan dengan ragi roti ( Saccharomyces cerevisiae ), air dan atau tanpa penambahan makanan lain dan dipanggang. Kedalam adonan dapat ditambahkan gula, garam, susu skim atau susu bubuk, lemak, pengemulsi dan bahan-bahan pelezat seperti cokelat, keju, kismis dan lain-lain. (Sutarno, 2000: 119).

Saccharomyces cereviciae yang penting dalam pembuatan roti memiliki sifat dapat memfermentasikan maltosa secara cepat (lean dough yeast), memperbaiki sifat osmotolesance (sweet dough yeast), rapid fermentation kinetics, freeze dan thaw tolerance, dan memiliki kemampuan memetabolisme substrat. Pemakaian ragi dalam adonan sangat berguna untuk mengembangkan adonan karena terjadi proses peragian terhadap gula, memberi aroma (alkohol) (Dwidjoseputro, 1990).

Taksonomi Jamur Saccaromyces cerevisiae:

Kingdom           : Fungi

Phylum             : Ascomycota

Class                  : Saccharomycetes

Ordo                  : Saccharomycetaceae

Genus                : Saccharomyces       

Spesies               : Saccharomyces cerevisiae

Saccharomyces adalah genus dalam kerajaan jamur yang mencakup banyak jenis ragi. Saccharomyces berasal dari bahasa latin yang berarti gula jamur. Banyak anggota dari genus ini dianggap sangat penting dalam produksi makanan. Salah satu contoh adalah Saccharomyces cerevisiae, yang digunakan dalam pembuatan anggur, roti, dan bir. Anggota lain dari genus ini termasuk Saccharomyces bayarnus yang digunakan dalam pembuatan anggur, dan Saccharomyces boulardii digunakan dalam obat-obatan.

         Koloni dari Saccharomyces tumbuh pesat dan jatuh tempo dalam 3 hari. Mereka rata, mulus basah, glistening atau kuyu, dan cream untuk cream tannish dalam warna. Ketidakmampuan untuk memanfaatkan nitrat dan kemampuan untuk memfermentasi karbohidrat adalah karakteristik khas dari Saccharomyces.

Saccharomyces memprodksi ascopores, khususnya bila tumbuh di V-8 media, asetat ascopore agar, atau Gorodkowa media. Ascopores ini adalah bundar dan terletak dalam asci. Setiap ascus berisi 1-4 ascopores. Bila diberi pewarnaan gram, ascopore adalah gram negative sedangkan sel vegetative adalah gram positif. Jamur Saccharomyces cerevisiae, atau di Indonesia lebih dikenal dengan jamur ragi.

Saccharomyces cerevisiae termasuk khamir uniseluler yang tersebar luas di alam dan merupakan galur potensial penghasil β-glukan, karena sebagian besar dinding selnya tersusun atas β-glukan. Mikrobia ini bersifat nonpatogenik dan nontoksik, sehingga sejak dahulu banyak digunakan dalam berbagai proses fermentasi seperti pada pembuatan roti, asam laktat, dan alkohol (Thontowi, 2007).

Jamur ragi telah memiliki sejarah yang luar biasa di industry fermentasi karena kemampuannya dalam menghasilan alcohol. Saccharomyces cerevisiae disebut sebagai mikroorganisme aman ( Generally Regarded as Safe) yang paling komersial saat ini. Dengan menghasilkan berbagai minuman beralkohol, mikroorganisme tertua yang dikembangbiakkan oleh manusia ni memungkinkan terjadinya proses bioteknologi yang pertama di dunia. Seiring dengan berkembangnya genetikamolekuler, Saccharomyces cerevisiae sering mendapat julukan sebagai super jamur telah menjadi mikroorganisme frontier di berbagai bioteknologi modern.

Saccharomyces cerevisiae adalah mikroorganisme bersel satu/ tuggal yang memahat milestones dalam kehidupan dunia. Jamur ini merupakan mikroorganisme pertama yang dikembangbiakkan oleh manusia untuk membuat makanan(sebagai ragi roti, sekitar 100 SM, Romawi kuno) dan minuman (sebagai jamur fermentasi bird an anggur, sekitar 7000 SM, di Assyria, Caucasia, Mesopotamia dan Sumeria). Di Indonesia sendiri, jamur ini telah melekat dalam kehidupan sehari-hari. Nenek moyang kita dan sampai saat  ini kita sendiri menggunkannya dalam pembuatan makanan dan minuman, seperti tempe, tape dan tuak.

2.2    Ciri-ciri morfologi dan Anatomi Saccharomyces cerevisiae

            S. Cerevisiae merupakan kelompok mikroba yang tergolong dalam khamir (yeast). S. Cereviceae secara morfologis umumnya memiliki bentuk elipsodial dengan diameter yang tidak besar, hanya sekitar 1-3µm sampai 1-7µm3.

a.    Habitat

1.    Hidup saprofit di dalam tanah atau hipogean.

2.    Hidup di kotoran ternak disebut kaprofit ada juga parasit pada tumbuhan.

3.    Banyak juga ditemukan pada air tape.

b.    Morfologi

1.    Jamur bersel tunggal (Unisel)

2.    Bentuk sel bulat (Oval)

3.    Tidak memiliki hifa dengan inti ditengah.

4.    Terdapat tunas (budding) yang merupakan alat perkembangbiakan vegetatif.

c.    Anatomi

Saccharomyces cerevisiae mempunyai mikrostruktur yang terdiri dari :

1.    Kapsul

2.    Dinding Sel

Dinding sel khamir pada sel-sel yang muda sangat tipis, namun semakin lama semakin menebal seiring dengan waktu. Pada dinding sel terdapat struktur yang disebut bekas lahir (bekas yang timbul dari pembentukan oleh sel induk) dan bekas tunas (bekas yang timbul akibat pembentukan anak sel).

Setiap sel hanya dapat memiliki satu bekas lahir, namun bisa membentuk banyak bekas tunas. Saccharomyces cerevisiae dapat membentuk 9 sampai 43 tunas dengan rata-rata 24 tunas per sel, dan paling banyak lahir pada kedua ujung sel yang memanjang. Dinding sel khamir terdiri dari komponen-komponen sebagai berikut:

o   Glukan Khamir (30-35% berat kering dinding sel)

o   Mannan (30% dari berat kering dinding khamir)

o   Protein (6% berat kering dinding sel)

o   Kitin (1-2 %)

o   Lipid (8.5-13.5 %)

3.    Membran Sitoplasma

4.    Nukleus

5.    Vakuola

6.    Mitokondria

7.    Globula Lipid

          Saccharomyces cerevisiae mengandung lipid dalam jumlah sangat sedikit. Lipid ini disimpan dalam bentuk globula yang dapat dilihat dengan mikroskop setelah diberi pewarna lemak seperti Hitam Sudan atau Merah Sudan.

8.    Sitoplasma

d.   Reproduksi

Reproduksi vegetatifnya adalah dengan membentuk kuncup atau tunas (budding).

·      Pertunasan multipolar, dimana tunas muncul dari sekitar ujung sel

·   Pembelahan tunas, yaitu gabungan antara pertunasan dan pembelahan. Pada proses ini mula-mula terbentuk tunas, tetapi tempat melekatnya tunas pada sel induk relatif besar, kemudian terbentuk septa yang memisahkan tunas dari induk selnya. Pada Saccharomyces, areal tempat melekatnya tunas pada induk sedemikian kecilnya sehingga seolah tidak pernah terbentuk septa (tidak dapat dilihat oleh mikroskop biasa). Pada kondisi optimal, khamir dapat membentuk lebih dari 20 tunas.

Reproduksi generatif terjadi dengan mem ben tuk askus dan askospora. Askospora dari 2 tipe aksus yang berlainan bertemu dan menyatu menghasilkan sel diploid. Selanjutnya terjadi pembelahan secara meiosis, sehingga beberapa askospora (haploid) dihasilkan lagi. Askospora haploid tersebut berfungsi secara langsung sebagai sel ragi baru. Cara reproduksi seksual ini terjadi saat reproduksi aseksual tidak bisa dilakukan, misalnya bila suplai makanan terganggu atau lingkungan hidupnya tidak mendukung. Dalam kehidupan manusia, S. cerevisiae dimanfaatkan dalam pembuatan roti, tape, peuyeum, minuman anggur, bir, dan sake. Proses yang terjadi dalam pembuatan makanan tersebut adalah fermentasi.

 

Saccharomyces cerevisiae memiliki 16 kromosom. Saccharomyces cerevisiae dapat survive dan tumbuh dalam bentuk haploid dan diploid. Sel haploid adalah simple siklus hidup dalam fase mitosis dan pertumbuhan, dan jika berada dalam kondisi lingkungan yang stress akan mati. Sel diploid adalah simple siklus hidup dalam fase mitosis dan pertumbuhan, tetapi jika berada dalam kondisi lingkungan yang stress mengalami sporulasi, memasuki meiosis dan menghasilkan sebuah varietas dari spora haploid yang dapat melaukan konjugasi, kembali ke bentuk diploid.

2.3    Peranan Saccharomyces cereviceae dalam pembuatan roti

Khamir jenis Saccharomyces cereviceae merupakan jenis khamir yang paling umum digunakan pada pembuatan roti. Khamir ini sangat mudah ditumbuhkan, membutuhkan nutrisi yang sederhana, laju pertumbuhan yang cepat, sangat stabil, dan aman untuk digunakan (food gradeorganism). Dengan karakteristik tersebut, Saccharomyces cereviceae lebih banyak digunakan dalam pembuatan roti dibandingkan penggunaan jenis khamir yang lain. Dalam perdagangan khamir ini sering disebut dengan baker’s yeast atau ragi roti. Fungsi Saccharomyces cereviceae ini diantaranya adalah:

a)             Pengembangan adonan

Penggunaan mikroorganisme dalam pengembangan adonan masih menjadi fenomena yang asing bagi masyarakat yang tidak familiar dengan pabrik roti. Udara (oksigen) yang masuk ke dalam adonan pada saat pencampuran dan pngulenan (kneading)untuk tumbuh oleh khamir. Akibatnya akan terjadi kondisi anaerob dan terjadi proses fermentasi. Gas CO₂ yang dihasilkanselama proses fermentasi akan terperangkapdi dalam lapisan film gluten yang impermeabel. Gas akan mendesak lapisan yang elastin dan extensible yang selanjutnya menyebabkan pengembangan( penambahan volume) adonan.

Pembuatan roti, ragi/yeast dibutuhkan agar adonan bisa mengembang. Ragi/yeast biasanya ditambahkan setelah tepung terigu ditambah air lalu diaduk-aduk merata, setelah ituselanjutnya adonan dibiarkan beberapa waktu. Ragi/yeast sendiri sebetulnya mikroorganisme,suatu mahluk hidup berukuran kecil, biasanya dari jenis Saccharomyces cerevisiae yangdigunakan dalam pembuatan roti ini. Pada kondisi air yang cukup dan adanya makanan bagiragi/yeast, khususnya gula, maka yeast akan tumbuh dengan mengubah gula menjadi gaskarbondioksida dan senyawa beraroma. Gas karbondioksida yang terbentuk kemudianditahan oleh adonan sehingga adonan menjadi mengembang (Rukmana, 2001).

b)             Asidifikasi

Selama proses fermentasi selain di hasilkan gas CO₂ juga dihasilkan asam – asam organik yang menyebabkan penurunan pH adonan. Karena tingginya kapasitas penyangga ( buffer capacity) protein di dalam adonan, maka tingkat keasaman dapat ditentukan dengan menentukan totalasam adonan. Proses asidifikasi ini dapat dijadikan sebagai indikator bahwa fermentasi adonan berjalan dengan baik. Dengan demikian pengukuran pH mutlak diperlukan dalam pengendalian proses.

c)             Produksi flavour

Terbentuknya alkohol, penurunan pH, dan terbentuknya metabolit lainnya secara langsung akan berperan sebagai prekursor flavor dan rasa roti. Akibatnya proses fermentasi tersebut dapat menghasilkan roti dengan mutu organoleptik yang tinggi.

2.4    Enzim-enzim yang dihasilkan Saccharomyces cereviceae

Proses fermentasi oleh ragi juga berhubungan dengan aktivitas enzim yang terdapat pada ragi. Enzim yang terdapat pada ragi adalah invertase, maltase dan zymase. Gula pasir atau sukrosa tidak difermentasi secara langsung oleh ragi.

a.    Invertase 

Enzim intervase mengubah sukrosa menjadi invert sugar (glukosa dan fruktosa) yang difermentasi secara langsung oleh ragi. Sukrosa dalam adonan akan diubah menjadi glukosa pada tahap akhir mixing. Reaksi yang terjadi adalah:

Sukrosa + air gula invert  →    C₁₂H₂₂O₁₁ + H₂O invertase 2 C₆H₁₂O₆

  

b.    Maltase 

Enzim maltase mengubah malt sugar atau maltosa yang ada pada malt syrup menjadi dekstrosa. Dekstrosa difermentasi secara langsung oleh ragi. Maltosa (C₁₂H₂₂O₁₁)        →     Dekstrosa (C₆H₁₂O₆)

c.    Zimase 

Enzim zimase mengubah invert sugar dan dekstrosa menjadi gas karbondioksida yang akan menyebabkan adonan menjadi mengembang dan terbentuk alkohol. Enzim zimase merupakan biokatalis yang digunakan dalam proses pembuatan roti. Kompleks enzim zimase ini dapat mengubah glukosa dan fruktosa menjadi CO₂ dan alkohol. Penambahan enzim zimase dilakukan pada proses peragian pengembangan adonan roti (dough fermentation/rounding). Ragi/baker’s yeast di tambahkan ke dalam adonan roti sehingga glukosa dalam adonan roti akan terurai menjadi etil alkohol dan karbon dioksida. Proses penguraian ini berlangsung dengan bantuan enzim zimase yang dihasilkan oleh ragi/baker’s yeast. Berikut ini reaksi penguraian yang terjadi akibat adanya penambahan enzim zimase dalam adonan roti :

etil alkohol + karbondioksida      → C₆H₁₂O₆ zimase 2 C₂H₅OH + 2 CO₂

Pada proses ini, gas karbon dioksida berfungsi sebagai gas yang mengembangkan adonan roti.

2.5    Fermentasi dalam Pengolahan Roti

a.    Fermentasi

Proses fermentasi pada pengolahan roti sudah dilakukan sejak lama. Tahapan ini dilakukan untuk menghasilkan potongan roti (loaves) dengan bagin porus dan tekstur roti yang lebih lembut. Metode ini didasarkan pada terbentuknya gas akibat proses fermentasi yang menghasilkan konsistensi adonan yang frothy (porus seperti busa). Pembentukan gas pada proses fermentasi sangat penting karena gas yang dihasilkan akan membentuk struktur seperti busa, sehingga aliran panas ke dalam adonan dapat berlangsung cepat pada saat baking. Panas yang masuk ke dalam adonan akan menyebabkan gas dan uap air terdesak ke luar dari adonan, semntara terjadi proses gelatinisasi pati sehingga terbentuk struktur frothy.

Fermentasi adonan di dasarkan pada aktivitaas – aktivitas metabolis dari khamir dan bakteri asam laktat. Aktivitas mikroorganisme ini pada kondisi aaerob akan menghasilkan metabolit fungsional yang penting pada pembentukan adonan. Dengan mengendalikan parameter prose fermentasi dan metode preparasi adonan dapat dimungkinkan mempengaruhi aktivitas mikroorganisme dan enzim  untuk menhasilkan adonan roti yang dikehendaki seperti volume, konsistensi, dan pembentukan.

Mutu  roti  ditentukan  dari  sifat  bahan  penyusun  utamanya  yaitu  tepung  gandum. Sifat-sifat  kimia  dan  fisik  tepung  gandum sangat  mempengaruhi  sifat-sifat  roti  yang dihasilkan. Sifat-sifat sensoris roti lebih mempengaruhi mutu roti. Sifat-sifat inilah yang  dilihat  terlebih dahulu oleh konsumen untuk memperoleh gambaran mutu roti tersebut. Mutu  sensoris  roti  yang  baik  dapat  dilihat  dari  sifat  bagian  luar  (eksternal)  dan bagian dalam (internal). Sifat-sifat eksternal roti yang bermutu baik adalah : Bentuk roti simetris, tidak bersudut tajam. Warna kulit permukaan (crust)  berwarna coklat kemerahan dan  mengkilat, sedangkan bagian bawah serta samping putih kecoklatan. Kulit atas mengembang dengan baik dan tidak retak. Ukuran   volume   roti   makin   besar   makin disukai, sejauh tidak merusak kenampakan dalamnya (Widodo, 2014).

b.   Tahap Pembuatan Roti

            Pada prinsipnya roti dibuat dengan cara mencampurkan tepung dan bahan penyusun lainnya menjadi adonan kemudian difermentasikan dan dipanggang. Pembuatan roti dapat dibagi menjadi dua  bagian yang utama yaitu proses pembuatan adonan dan proses pembakaran. Kedua proses utama ini akan menentukan mutu hasil akhir.

1.    Proses pembuatan adonan

Berbagai metode fermentasi adonan berkembang untuk memperoleh hasil sesuai dengan kharakteristik berbagai jenis produk bakery. Walaupun berbagai metode dikembangkan, namun secara umum terjadi kecenderungan untuk menyederhanakan, memperpendek dan automatisasi proses fermentasi. Proses biologis yang kompleks selama fermentasi perlu dikendalikan untuk menghasilkan adonan sesuai dengan yang di inginkan.

Untuk itu, pengendalian haruslah dilakukan selama periode fermentasi. semua faktor seperti suhu, mutu dan jumlah sel, serta laju pertumbuhan harus terkendali, sehingga terbentuk gas di dalam adonan.

Proses pembuatan adonan roti dimulai dengan mencampurkan bahan kering, kecuali garam. Karena garam ‘ dilarang ’ bertemu dengan ragi sejak awal. Ragi akan mati bila dicampur bersamaan. Jadi, mulailah mencampur tepung, gula, dan ragi, termauk susu bubuk dan bread emulsifier, aduk rata. Kemudian tuangkan telur dan air secara bertahap sambil di uleni hingga adona bergumpal – gumpal atau setengah kalis. Baru kemudian dimasukkan mentega dan garam, uleni terus hingga adonan licin, kalis, elastis. Tanda paling mudah dikenali pada adonan kalis adalah, bila dibulatkan adonan tampak licin permukaannya. Bila masih  geradakan dan tidak licin, pasti adonan belum kalis sempurna. Jaminan utama bila adonan licin sempurna, roti pasti akan ‘ jadi ‘ sempura pula, karena tugas selanjutnya hanyalah melakukan proses pembentukan roti, pengisian dan fermentasi.

Adonan yang frothy dapat dihasilkan dengan terbentuknya atau terdispensinya gelembung – gelembung gas di dalam adonan. Gas yang dibutuhkan untuk terbentuk adonan dapat dihasilkan melalui proses biologis , kimia, maupun fisik. Gas yang dihasilkan terdispersi ke dalam adonan dalam bentuk gelembung untuk menghasilkan pori yang terbentuk merupakan gas CO₂. Kehalusan pori yang terbentuk selama proses pengadonan tergantung pada karakteristik tepung yang digunakan seperti viskoelastisitas dari gluten dan daya ikat air ( water – binding capacity) pentosan. Pori yang halus bisa juga terbentukoleh karena udaramasuk ke dalamadonan dan terdispersi dalam bentuk gelembung yang halus ketika tepung dan air dicampur dan di ulen. Gelembung udara yang terperangkapberperan sebagai inti yang menyerap gas CO₂ yang terbentuk akan membuat adonan mengembang membentuk struktur spon. Pengembangan adonan dapat melebihi 1 : 6 karena gas CO₂ terbentuk selama fermentasi. Pembentukan gas selama fermentasi di ikuti oleh reaksi – reaksi fermentasi lainnya seperti terbentuknya metabolit – metabolit intermediet yang berpengaruh pada konsistensi adonan dan terbenuknya senyawa – senyaa volatil yang merpakan prekursor aroma.

Gas yang terdispersi dan terperangkap di dalam adonan dalam bentuk gelembung dibutuhkan untuk pembentuknya pori. Terbentuknya dinding pori yang elastis ( extensible ) tergantung pada kandungan protein yang spesifik yang dapat membentuk film yang elastis. Karakteristik semacam ini diperlihatkan oleh gluten ( gliadin dan glutenin) yang merupakan jenis protein yang terkandung di dalam tepung gandum. Ketika tepung gandungdi campur dengan air, gluten akan membentuk massa viskoelastis yang mengikat semua bahan adonan terutama pati menjadi suatu jaringan. Lapisan film yang terbentuk bersifat impermiabel terhadap gas, sehingga dapat memerangkap gasdan membentuk pori. Selanjutnya pada proses pemanggangan ( baking) terjadi gelatinisasi pati dan koagulasi gluten yang dapat membentuk crumb dan tekstur yang lembut.

Lama penyiapan dan fermentasi adonan  sangat bervariasi yang harus dapat dikendalikan dengan bak. Penggunaan  proporsi khamir yang tinggi akan menyebabkan pembentukan gas yang cepat. Hal ini dapat menyulitkn dalam pengaturan waktu fermentasi dan penyiapan adonan. Untuk itu, penjadwalan yang ketat dibutuhkan saat penyiapan adonan karena pengembangan volume adonan terjadi dengan cepat. Pengakhiran proses fermentasi sangat mempengaruhi volume dan bentuk akhir produk bakery.

Pembuatan adonan meliputi proses pengadukan bahan dan pengembanagn adonan ( dough development) sampai proses fermentasinya. Proses pengadukan bahan baku roti kaitannya. dengan pebentukan zat gluten, sehingga adonan siap menerima gas CO₂ dari aktivitas fermentasi. Prinsipnya proses pengaduan ini adalah pemukulan dan penarikan jaringan zat gluten sehingga struktur spiralnya akan berubah manjadi sejajar satu dengan lainnya. Jika struktur ini tercapai maka permukaan adonan akan terlihat mengkilap dan tidak lengkat serta adonan akan mengembang pada titik optimum dimana zat gluten dapat ditarik atau dikerutkan.

Sistem pembentukan adonan dalam pembuatan roti yaitu : Boiled Dough,  sponge and dough, straight dough and no time dough. Boiled Dough, ada 3 tahap dalam pembuatan boiled dough, pertama membuat pre-dough, yaitu campuran antara air panas dan tepung terigu, lalu didinginkan. Kedua, membuat adonan biang (sponge) yang merupakan campuran dari tepung terigu, ragi, air, dan gula pasir yang diuleni, diistirahatkan selama sekitar 90 menit.

Dan, yang terakhir pembuatan adonan utama atau dough-nya yang terdiri dari gula pasir halus, garam, mentega, bread improver, telur, serpihan es, terigu protein protein tinggi, susu bubuk full cream, madu, dan air es.  Cara pembuatan: Masukkan pre-dough ke dalam sponge dough, kemudian ditambahkan bahan-bahan utama dan diuleni hingga adonan menjadi kalis, lalu diistirahatkan sekitar 5 menit, selanjutnya proofing (pembentukan adonan), istirahatkan kembali untuk penyempurnaan pengembangan adonan (30-45 menit). Dan terakhir, siap dipanggang. Karakteristik: Roti lebih lembut, ringan, dan tahan lama Sistem sponge and dough terdiri dari 2 langkah pengadukan yaitu pembuatan sponge dan pembuatan dough. Cara pembuatan: Pertama pembuatan adonan biang (komposisi seperti pada boiled dough), kemudian istirahatkan (resting) sekitar 2 jam atau semalaman (untuk over night sponge dough), kemudian biang dicampurkan ke dalam adonan utama (dough) dan uleni hingga kalis, selanjutnya timbang, proofing dan panggang. Karakteristik: Hasil akhir volume roti besar, lembut dan tahan lama.  Sedangkan sistem straight dough (cara langsung) adalah proses dimana bahan-bahan diaduk bersama-sama dalam satu langkah. Straight Dough, cara pembuatan: Semua bahan utama diuleni, resting selama sekitar 15 menit, tekan adonan untuk membuang gas, kemudian timbang, resting kembali sekitar 10 menit, kemudian proofing, dan panggang.  Sistem no time dough adalah proses langsung juga dengan waktu fermentasi yang sesingkat mungkin atau ditiadakan sama sekali. Proses pengembangan adonan merupakan suatu proses yang terjadi secara sinkron antara peningkatan volume sebagai akibat bertambahnya gas-gas yang terbentuk sebagai hasil fermentasi dan protein larut, lemak dan karbohidrat yang juga mengembang dan membentuk film tipis. Dalam proses ini terlihat dua kelompok daya yaitu daya poduksi gas dan daya penahan gas. Beberapa faktor yang dapat mempengaruhi daya produksi gas adalah konsentrasi ragi roti, gula, malt, makanan ragi dan susu selama berlangsungnya fermentasi.

Yeast (ragi) memfermentasikan adonan sehingga menghasilkan gas karbondioksida yang akan mengembangkan adonan. Jika proses fermentasi terkendali dengan baik, maka akan menghasilkan produk bakery seperti roti dan donat yang baik, dalam arti mempunyai volume dan tekstur yang baik serta cita rasa yang enak. Selama proses fermentasi akan terbentuk CO₂ dan ethyl alkohol. Gula-gula sederhana seperti glukosa dan fruktosa digunakan sebagai substrat penghasil CO_2. Gas CO₂ yang terbentuk menyebabkan adonan roti mengembang dan alkohol berkontribusi dalam membentuk aroma roti.

Fungsi ragi (yeast) dalam pembuatan roti adalah untuk proses aerasi adonan dengan mengubah gula menjadi gas karbondioksida, sehingga mematangkan dan mengempukan gluten dalam adonan. Pengkondisian dari gluten ini akan memungkinkan untuk mengembangkan gas secara merata dan menahannya, membentuk cita rasa akibat terjadinya proses fermentasi.

Proses yang paling penting dan mendasar dalam pembuatan roti adalah proses biologis yang disebut dengan proses fermentai yang dilakukan oleh ragi roti. Khamir sendiri tidak dapat mengawali pembentukan gas dalam adonan, namun dalam tahapan selanjutnya khamir merupakan satu komponen utama yang berfungsi mengembangkan, mematangkan, memproduksi senyawa-senyawa gas dan aroma adonan melalui fermentasi yang dilakukan. Suhu optimum fermentasi adoan adalah 27^o C.

Proses proffing adalah proses fermentasi akhir seteleh adonan dibentuk, ditimbang dan dimasukkan ke dalam loyang, sebelum akhirnya adonan dipanggang dalam oven. Pada tahap ini gluten menjadi halus dan meluas serta penampakan proffing volume adonan menjadi dua kali lipat. Suhu proffing yang baik adalah antara 32-38^o C dengan kelembaban relatif (RH) 80-85 % selama 15 – 45 menit.

2. Proses pembakaran 

Proses pembakaran adonan merupakan tahap akhir yang menentukan berhasil tidaknya suatu proses pembuatan roti. Untuk memperoleh hasil yang baik dan berwarna coklat dibutuhkan pemanasan sekitar 150-200^oC. Sedangkan lama pembakaran roti secara tepat tergantung pada ukuran atau bentuk roti, jumlah gula yang digunakan dalam formula dan jenis roti yang dibakar.

Pada saat awal proses pemanggangan adonan roti (baking) terjadi penurunan tingkat viskositas suatu adonan roti disamping itu juga akan terjadi peningkatan aktivitas enzim yang berperanan aktif dalam pengembangan adoanan roti. Ketika suhu pemanggangan mencapai suhu 56⁰C maka akan terjadi proses gelatinisasi pati dan memudahkan terjadinya reaksi hidrolisis amilosa dalam molekul pati atau amilolisis. Hidrolisis molekul pati yang mulai tergelatinisasi akan membentuk senyawa dextrin dan senyawa gula sederhana lainnya, dan pada saat yang bersamaan akan terjadi proses pelepasan air (dehidrasi). Hal ini akan berkontribusi secara lanjut terhadap kelengketan adonan roti (crumb stickiness) yang dihasilkan dan meningkatnya intensitas warna kulit roti (crust color). Pada saat pemangangan terjadi perubagan warna kulit roti menjadi coklat yang merupakan hasil reaksi Maillard. Peningkatan konsentrasi senyawa gula sederhana akan mempengaruhi intensitas warna kulit roti. retrogradasi. Pengerasan dapat pula terjadi karena adanya ikatan silang pati-protein.

c.    Bagan Proses Pembuatan Roti

Bahan utama                         Bahan Tambahan

Tepung                                  Gula

Air                                         Shortening

Ragi                                       Malt/susu

 _______________________

↓

Pencampuran dan pengadukan adonan

↓

Peragian/ fermentasi

↓

Penyeragaman bentuk ( pembentukan dan penimbangan)

↓

Profing(pengembanagan adonana)

↓

Pembakaran/baking

2.6    Reaksi- reaksi saat Proses Pembuatan Roti

Proses fermentasi berhubungan dengan aktivitas enzim yang terdapat dalam bahan maupun yang dihasilkan mikroorganisme dalam ragi. Yeast Saccharomyces cerevisiae dapat menghasilkan berbagai macam enzim yang sangat berguna dalam pembuatan roti. Enzim pertama yang beraksi dalam adonan adalah amilase. Gula sebagai substrat yeast dihasilkan melalui aktivitas enzim amilase yang dapat mengubah pati (baik amilosa maupun amilopektin) menjadi gula sederhana seperti glukosa dan fruktosa.

Ada 2 jenis enzim amilase yang bekerja pada proses pembuatan roti, yaitu a-amilase (alpha-amilase) dan b-amilase (beta-amilase). Alpha-amilase memotong ikatan glikosidik a-1,4 pada molekul pati secara acak menghasilkan dekstrin, maltosa, maltotriosa atau glukosa. Beta-amilase juga memotong ikatan glikosidik a-1,4 namun hanya 2 unit glukosa setiap pemotongan menghasilkan maltosa.

Sebenarnya proses fermentasi memerlukan gula sederhana berupa 1 unit glukosa. Glukosa berperan penting dalam pembentukan aroma serta dalam reaksi browning yang terjadi pada permukaan roti selama pemanggangan. Hasil pemecahan a-amilase belum tentu menghasilkan glukosa yang cukup, maltosa masih harus dipecah lagi. Gula pasir yang ditambahkan dalam adonan juga tidak bisa serta merta digunakan dalam proses fermentasi. Gula pasir ini masih berupa sukrosa yang kompleks sehingga harus dipecah terlebih dahulu. Saccharomyces cerevisiae memiliki enzim maltase yang dapat memecah maltosa menjadi glukosa, dan enzim invertase yang bertugas menghidrolisis sukrosa menjadi glukosa dan fruktosa.

      C₁₂H₂₂O₁₁ + H₂0                   2 C₆H₁₂O₆

Setelah itu ada proses yang bisa dikatakan paling penting, yang hanya dapat dilakukan oleh yeast, yaitu fermentasi gula sederhana. Selama proses ini, terbentuk gas karbondioksida (CO2) dan etanol dari hasil fermentasi glukosa melalui jalur glikolisis yang cukup kompleks. Sederhananya yaitu sebagai berikut:

C₆H₁₂0₆ ——————> 2C₂H₅OH + 2CO₂ 

Secara keseluruhan, reaksi kimia yang terjadi dalam adonan roti kira-kira seperti pada gambar berikut ini:

Gas karbon dioksida berperan dalam pengembangan adonan sedangkan etanol berkontribusi dalam pembentukan aroma dan citarasa roti. Gas yang terdisersi dan terperangkap di dalam adonan dalam bentuk gelembung dibutuhkan untuk pembentukan pori-pori. Terbentuknya dinding pori yang elastis tergantung pada kandungan protein spesifik dalam tepung gandum yang disebut gluten. Saat tepung dicampur dengan air, gluten akan membentuk massa viskoelastis yang mengikat semua bahan adonan terutama pati menjadi suatu lapisan. Lapisan ini bersifat impermiabel terhadap gas sehingga dapat memerangkap gas dan membentuk pori-pori.

2.7    Kandungan Gizi Roti

Di indonesia, roti menjadi makanan pokok alternatif pengganti nasi, sehingga sering terlihat di meja-meja makan rumahan. Menu sarapan dengan roti juga sudah populer di Indonesia, selain karena praktis untuk mengawali aktivitas juga kandungan gizi pada roti cukup memberikan energi.  Biasanya Jenis roti yang dikonsumsi saat sarapan adalah roti tawar putih atau roti gandum, keduanya merupan variasi dari kelompok bakery. Kedua jenis roti ini sebenarnya dibuat dengan proses yang hampir sama, hanya bahan dasar pembuatannya yang berbeda. Roti tawar putih menggunaka tepung terigu, sedangkan roti gandum menggunakan biji gandum utuh yang dipecah (whole wheat). Perbedaan ini yang memberikan manfaat berbeda bagi kesehatan, dan tingkat kelezatan roti.

Roti diperkaya dengan berbagai macam zat gizi, sebut saja beta karoten, thiamin (vit B1), riboflavin (vit B2), niasin, serta sejumlah mineral berupa zat besi, iodium, kalsium dan sebagainya.Roti juga diperkayadengan asam amino tertentu untuk meningkatkan mutu protein bagi tubuh.Menurut Dr. Clara, M. Kusharto MS, dari Departemen Gizi Institut PertanianBogor, kandungan protein yang terdapat dalam roti mencapai 9,7%, lebihtinggi ketimbang nasi yang hanya 7,8%. Selain itu tidak seperti nasi yanghanya memiliki kadar pati 4-8%, dalam roti terdapat 13% pati.Empat iris roti, roti tawar akan menghasilkan kalori yang setara dengan sepiring nasi (Jenie, 1993).

Roti secara umum memiliki kandungan karbohidrat yang tinggi. Jenis karbohidrat yang terkait dengan roti diantaranya adalah gula dan serat. Gula yang sering disebut glukosa merupakan jenis karbohidrat sederhana dan paling cepat diserap oleh tubuh. Penyerapan ini mempengaruhi peningkatan kadar gula darah dalam tubuh. Gula darah adalah bahan bakar tubuh yang dibutuhkan untuk kerja otak, sistem saraf, dan jaringan tubuh yang lain, serta berfungsi sebagai penghasil energi yang cepat. Jika kadar gula darah terlalu tinggi atau rendah berdampak buruk bagi kesehatan tubuh, salah satunya menjadi awal indikasi diabetes mellitus. Mengkonsumsi makanan dengan kandungan gula tinggi juga menimbulkan rasa lapar yang cepat, karena tubuh secara cepat mencerna makanan tersebut. Rasa lapar yang timbul dapat membuat seseorang makan lagi dengan porsi yang lebih banyak,padahal tubuh sudah mengkonsumsi kalori dari makanan gula sebelumnya. Berbeda dengan gula, serat yang juga termasuk jenis karbohidrat termasuk dalam jenis karbohidrat kompleks. Di dalam tubuh, serat tidak dapat dihancurkan oleh enzim-enzim pencernaan manusia. Tetapi keberadaanya membantu kerja sistem pencernaan untuk mengeluarkan sisa-sisa makanan di dalam usus besar. Selain itu, karena serat tidak dapat dicerna, maka makanan yang mengandung serat tidak mempengaruhi kenaikan gula darah berkebalikan dengan gula. Bagi yang sedang berdiet, mengkonsumsi makanan yang mengandung serat akan mengurangi rasa lapar yang sering timbul.  Manfaat serat dalam tubuh sangat banyak diantaranya: mencegah konstipasi, menurunkan risiko penyakit infeksi pada saluran pencernaan, mengatur kadar gula darah, menurunkan risiko penyakit jantung dan pembuluh darah, membantu menurunkan berat badan.

Roti yang baik diasumsikan memiliki  tekstur yang lembut, warna yang putih, dan rasa yang agak gurih. Ternyata kelembutan dan warna yang putih tidak selamanya sehat. Pada roti gandum yang memiliki kandungan gizi lebih baik dari roti tawar memiliki tekstur yang kasar dan berserat serta berwarna gelap coklat, secara kesuluruhan dianggap kurang “bersahabat” dengan mulut dan mata. Tetapi itulah yang terjadi, tepung terigu dulu bernilai mahal dan hanya orang bangsawan saja yang mampu membeli, karena salah satu produk gandum yang diolah dengan banyak proses sehingga menjadi serbuk putih yang indah. Sehingga pada masa itu, roti tawar putih lebih bernilai tinggi secara materi. Namun hal tersebut yang justru mengurangi kandungan gizi yang baik dari gandum yang terdapat dalam roti. Jadi perlu sedikit usaha untuk menyesuaikan rasa roti gandum untuk memperoleh manfaat sehatnya.

Untuk menambah nilai gizi pada roti, terutama roti tawar putih, bisa dikonsumsi dengan menambahkan bahan makanan sumber protein dan sayuran, sehingga menjadi satu menu dengan nilai gizi yang lengkap seperti sandwich telur atau sandwich daging. Menambahkan selai buah (tanpa tambahan pemanis buatan) atau selai kacang juga bisa menjadi alternatif lainnya.

BAB 3. PENUTUP

3.1  Kesimpulan

·         Mikroorganisme yang sering digunakan untuk fermentasi pembuatan roti adalah Saccharomyces cerevisiae. Jamur ini berperan dalam pembuatan roti supaya roti dapat mengembang dengan baik.

·         Saccharomyces cerevisiae merupakan jamur bersel tunggal (uniseluler), berbentuk sel bulat (oval), tidak memiliki hifa dengan inti ditengah, dan terdapat tunas (budding) yang merupakan alat perkembangbiakan vegetatif.

·         Peranan jamur Saccharomyces cerevisiae dalam pembuatan roti adalah untuk pengembangan adonan, asidifikasi, dan produksi flavour.

·         Proses fermentasi oleh ragi juga berhubungan dengan aktivitas enzim yang terdapat pada ragi. Enzim yang terdapat pada ragi adalah invertase, maltase dan zymase.

·         Tahapan pembuatan roti ada dua tahap yaitu pembuatan adonan dan proses pembakaran.

·         Reaksi yang terjadi dalam proses fermentasi roti yaitu tepung ditambahkan dengan air dengan bantuan enzim amilase akan diubah menjadi maltosa. Kemudian maltosa berubah menjadi sukrosa dengan bantuan enzim maltase. Sukrosa akan diubah menjadi glukosan dengan enzim invertase saat proses mixing. Setelah itu, terjadi proses fementasi yang menghasilkan karbondioksida yang menyebabkan roti mengembang dan ethanol yang membuat rasa pada roti

·         Roti diperkaya dengan berbagai macam zat gizi yaitu beta karoten, thiamin (vit B1), riboflavin (vit B2), niasin, serta sejumlah mineral berupa zat besi, iodium, kalsium dan sebagainya. Roti juga diperkaya dengan asam amino tertentu untuk meningkatkan mutu protein bagi tubuh.

DAFTAR PUSTAKA

Dwidjoseputro. 1990. Dasar-Dasar Mikrobiologi. Malang: Djambatan.

Jenie, Laksmini. 1993. Penanganan Limbah Industri Pangan. Yogyakarta : Kasinius.

Mahreni dan Sri Suhenry. 2011. Kinetika pertumbuhan sel sacharomyces cerevisiae dalam media tepung kulit pisang. Seminar rekayasa kimia dan proses, 26 juli 2011. ISSN : 1411-4216.

Novianti;Mappiratu & Musafira. 2013. Pemanfaatan limbah serbuk gergaji untuk produksi bioetanol menggunakan sel ragi imobil secara berulang. Online Jurnal of Natural Science, Vol. 2(3) : 9 Desember 2013. 19 ISSN: 2338-0950.

Rukmana dan Yuniarsih. 2001. Cara Pembuata Roti . Yogyakarta: Kanisius.

Sebayang, Firman. 2006. Pembuatan etanol dari molase secara fermentasi menggunakan sel Saccharomyces cerevisiae yang termobilisasi pada kalsium alginat. Jurnal teknologi proses 5 (2) juli 2006: 68-74. ISSN 1412-7814.

Thontowi, Ahmad. 2007. Produksi β-Glukan Saccharomyces cerevisiae dalam Media dengan Sumber Nitrogen Berbeda pada Air-Lift Fermentor. Biodiversitas. Vol 8 No 4 ISSN: 1412-033X.

Widodo. 2014. Aspek Mutu Produk Roti Tawar Untuk Diabetes Berbahan Baku Tepung Porang dan Tepung Suweg. Jurnal Agroknow. Vol 2 No 1 .