Berbagi pengetahuan, dari mana saja, dari siapa saja, untuk semua

Yeast dan Roti

Siapa suka makan roti? Tahukah teman-teman, tanpa bantuan yeast, kita tidak bisa menikmati lezatnya roti. Yeast banyak sekali berperan dalam kehidupan kita sehari-hari. Yeast juga berperan dalam pembuatan tapai, minuman beralkohol seperti bir dan wine, obat-obatan, serta dalam produksi bahan bakar seperti bioetanol. Namun sudahkah kita mengenalnya lebih dekat?

ed30-kimia-1Yeast atau khamir merupakan salah satu jenis mikroorganime eukariotik bersel tunggal. Ukurannya lebih besar daripada bakteri dan termasuk ke dalam kerajaan (kingdom) Fungi, filum Ascomycota. Bentuknya bulat atau elips. dan pada umumnya ragi berdiameter 3-4 mm, setara dengan ukuran sel darah merah manusia. Yeast terbagi menjadi dua golongan, yaitu yeast sejati dan ragi liar.

Ada banyak sekali jenis yeast di alam. Yeast liar atau wild yeast kebanyakan adalah yeast yang tidak diharapkan keberadaannya, bisa sebagai perusak makanan atau penyebab penyakit. Sementara itu, yeast sejati biasanya sengaja ditumbuhkan untuk tujuan tertentu seperti sebagai starter dalam pembuatan makanan. Jenis-jenis yeast yang dapat dipakai sebagai starter masih belum sebanyak pemakaian bakteri, misalnya  Saccharomyces cerevisiae, Saccharomyces rouxii, dan Kluveromyces lactis. Akan tetapi, yang paling umum digunakan dalam makanan fermentasi seperti roti atau tapai adalah spesies Saccharomyces cerevisiae.

Penggunaan yeast dalam fermentasi makanan atau minuman sebenarnya sudah terjadi hampir di seluruh dunia sejak zaman dahulu. Kira-kira 5000 tahun yang lalu, orang-orang Mesir kuno membuat roti dan minuman beralkohol dengan menggunakan yeast. Saat itu, proses tersebut masih menjadi misteri atau dianggap sebagai proses magis.

Sekarang dengan penemuan para ilmuwan dapat diketahui bahwa banyak mikroorganisme yang berperan dalam proses fermentasi melalui berbagai macam reaksi biokimia. Fermentasi merupakan proses metabolisme mikroorganisme dalam bahan pangan sehingga menghasilkan prosuk yang dikehendaki. Kali ini kita akan mengetahui lebih lanjut apa saja yang dilakukan yeast dalam proses fermentasi makanan, terutama pada roti.

Sel yeast dilihat secara mikroskopis (www.vegetal-placenta.com).

Sel yeast dilihat secara mikroskopis (www.vegetal-placenta.com).

Tugas yeast dalam pembuatan roti

Mengapa adonan roti bisa mengembang pada waktu didiamkan beberapa lama? Mengapa ada rongga-rongga kecil dan aroma yang khas pada roti yang sudah jadi? Itu berkat bantuan dari ragi yang ditambahkan dalam memproses pembuatannya. Yeast dalam hal ini berada dalam bentuk ragi yang tentunya sudah tidak asing lagi bagi kita, bukan?

Ya, ragi mengandung berbagai macam mikroorganisme, mulai dari bakteri, kapang, dan khamir (yeast) yang telah diproses sesuai kebutuhan jenis makanan yang diinginkan. Yeast dalam ragi berperan sangat penting terhadap produk. Setiap jenis makanan fermentasi memerlukan jenis ragi yang berbeda.  Yeast Saccharomyces cerevisiae disebut sebagai Baker’s yeast karena paling sering digunakan untuk membuat roti, Mari kita lihat apa peran si yeast ini.

Apa yang terjadi dalam adonan?

Dalam pembuatan roti, setelah semua bahan (termasuk ragi tentunya) dicampur dan diuleni, adonan kemudian didiamkan selama beberapa saat sebelum pemanggangan. Nah, dalam proses pengistirahatan adonan inilah proses fermentasi terjadi. Proses pengistirahatan adonan ini dapat disebut sebagai masa inkubasi, yaitu saat para mikroorganisme yang tadinya ‘tertidur’ ketika berupa ragi kemudian mulai terbangun dan bekerja. Untuk membangunkan atau mengaktifkan mikrorganisme-mikroorganisme tersebut diperlukan kondisi yang cocok, seperti suhu, ketersediaan oksigen, kadar gula dan kadar air. Suhu optimum yang disukai yeast agar dapat beraktivitas dengan baik yaitu sekitar 27-30°C atau suhu ruang.

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.

Ilustrasi fungsi enzim amilase.

Ilustrasi fungsi enzim amilase.

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. Bagaimanakah caranya? Untungnya yeast Saccharomyces cerevisiae memiliki enzim maltase yang dapat memecah maltosa menjadi glukosa, dan enzim invertase yang bertugas menghidrolisis sukrosa menjadi glukosa dan fruktosa.

Ilustrasi fungsi enzim maltase dan invertase. Dalam hal ini terjadi reaksi pemecahan maltosa dan sukrosa menjadi gula sederhana.

Ilustrasi fungsi enzim maltase dan invertase. Dalam hal ini terjadi reaksi pemecahan maltosa dan sukrosa menjadi gula sederhana.

Apakah dari reaksi-reaksi tersebut roti sudah bisa dinikmati? Tunggu dulu, masih ada lagi. 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:

Fermentasi glukosa.

Fermentasi glukosa.

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

Reaksi kimia dalam adonan roti (blogs.scientificamerican.com).

Reaksi kimia dalam adonan roti (blogs.scientificamerican.com).

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.

ed30-kimia-7

Setelah adonan mengembang dan aroma khasnya mulai tercium, berarti adonan sudah siap dipanggang. Jika proses fermentasi terkendali dan berjalan dengan baik, akan dihasilkan roti dengan volume, tekstur dan citarasa yang baik pula, atau mari kita sebut roti yang enak. Selamat menikmati roti lezat buatan yeast! :)

ed30-kimia-8

Bahan bacaan:

Penulis:
Tenagy, research student di Departemen Bioteknologi, Universitas Tokyo, Jepang.
Kontak: tenagy(at)yahoo(dot)com.