MAKALAH FERMENTASI ROTI

BAB I  PENDAHULUAN

A.      Latar Belakang

Di kota-kota besar, roti dapat dikatakan hampir dapat menggeser kedudukan nasi sebagai makanan pokok terutama untuk sarapan pagi.Seiring dengan berjalannya waktu, roti tidak lagi dikaitkan dengan sarapan pagi, tetapi sudah meluas sebagai menu makanan alternatif di segala kondisi dan waktu. Roti tidak lagi dinikmati di pagi hari, tetapi juga di siang hari, malam hari, atau sebagai snack di antara dua waktu makan.

Salah satu bentuk industri pengolahan hasil pertanian adalah roti.Rotimerupakan salah satu bentuk makanan pokok yang cukup diminati masyarakatIndonesia.Sebagai contoh roti tawar ataupun sejenis roti basah yang seringdikonsumsi oleh sebagian masyarakat Indonesia khususnya yang tinggal diwilayah perkotaan.Umumnya mereka memilih roti karena roti dapatdijadikan makanan alternatif pengganti nasi.Selain itu roti merupakanmakanan instan yang siap saji (Anonim 2, 2004).

Peran roti kelak tidak lagi sebatas sebagai menu untuk sarapan, tetapi juga untuk menu makan siang dan makan malam.Oleh karena itu, kandungan gizi roti sangat perlu untuk diperhatikan agar dapat memberikan sumbangan gizi yang berarti bagi manusia.

Secara garis besar produk bakery bisa dikelompokkan menjadikelompok roti dan kelompok biskuit. Produk roti mempunyai strukturberongga-ronga dan dikembangkan dengan ragi roti dan produk akhirnyabersifat plastis, elastis karena kadar air tinggi. Produk biskuit terdiri dariberbagai bentuk dan mempunyai struktur lebih padat dengan tektur mulai darirapuh atau renyah sampai relatif keras, serta kadar airnya rendah sehingga lebih awet daripada roti (Anonim 3, 2006).

BAB IITINJAUAN PUSTAKA

A. Roti

Pengertian roti adalah proses tepung terigu yang difermentasikandengan ragi roti (Saccharomyces cerevisiae), air dan atau tanpa penambahan makanan lain yang dipanggang kedalam adonan, Kemudian ditambahkan gula,garam, susu atau susu bubuk, lemak, pengemulsi dan bahan-bahan pelezatseperti cokelat, keju, kismis dan lain-lain (Haryono,1992).

Manfaat roti diperkaya dengan berbagai macam zat gizi, sebut sajabeta karoten, thiamin (vit B1), riboflavin (vit B2), niasin, serta sejumlahmineral 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 dengansepiring nasi (Jenie, 1993).

Bahan baku yang digunakan dalam pembuatan roti dapat digolongkanbahan utama dan bahan pembantu. Bahan utama yang digunakan dalampembuatan roti adalah tepung terigu, air, ragi roti, dan garam.Bahanpembantu adalah bahan-bahan yang menyertai bagian utama dalam pembuatanroti untuk mendapatkan aroma, rasa dan tekstur yang diinginkan. Bahanpembantu ini terdiri dari shortening, bread improver, susu skim, telur, gula,bahan pengisi serta flavoring. Pemberian anti oksidan (asam askorbat,bromat), dan anti kapang seperti kalium propionat dan kalsium pospatditambahkan untuk memperpanjang keawetan roti. Bahan baku jugamempunyai karakteristik fisik, kimia dan mekanik yang berbeda, demikianjuga perubahan sifat–sifat tersebut akibat pengolahan mungkin berbeda. Olehkarena itu sebelum mengetahui cara pembuatan roti, terlebih dahulu mengenal 2 jenis bahan yang akan digunakan, fungsinya dalam pembuatan roti serta sifat-sifat yang dibutuhkan. Hal ini perlu diketahui untuk bisa memilih bahan secaraekonomis dan mengendalikan mutu produk sesuai dengan keinginan(Kamarijani, 1983).

Jenis roti bakery diantaranya adalah roti cake, pastery, dan cokies.Untuk memproduksi roti yang baik yaitu memilih dan menangani bahan untukproses produksi berupa jenis dan jumlah kebutuhan bahan baku dan jumlahbahan pembantu untuk satu periode telah tersusun. Faktor mutu bahan bakudan bahan pembantu telah terukur, bahan baku dan bahan pembantudipastikan tersedia untuk memenuhi persyaratan produksi. Memilih danmenyiapkan peralatan produksi, peralatan produksi roti telah disiapkan,persyaratan kebersihan dan status peralatan teridentifikasi dan siap, jenis danfungsi alat produksi telah dikuasai, komponen peralatan yang terkaitdicocokkan dan disesuaikan dengan kebutuhan proses produksi, parameterproses yang diperlukan memenuhi persyaratan keselamatan dan produksi,pemeriksaan per-start dilakukan sebagaimana kebutuhan tempat kerja,peralatan pencampur, pengaduk, pembagi, pemipih, pemanggang dan alatbantu lain dioperasikan sesuai alat (Mudjajanto, eddy dan noor, 2004).

Kualitas roti secara umum disebabkan karena variasi dalampenggunaan bahan baku dan proses pembuatannya. Jika bahan baku yangdigunakan mempunyai kualitas yang baik dan proses pembuatannya benarmaka roti yang dihasilkan akan mempunyai kualitas yang baik pula. Jenis danmutu produk bakeri sangat bervariasi tergantung jenis bahan-bahan danformulasi yang digunakan dalam pembuatannya.Variasi produk rotidiperlukan untuk memenuhi adanya variasi selera dan daya beli konsumen(Moehji, 1971).

Selain kedua kelompok bakery tersebut ada jenis lain yaitu cake, yangmerupakan produk hasil pemanggangan yang dikembangkan denganpengembang kimia. Sel-sel udara yang terbentuk dihasilkan dengan carapengocokan (terutama putih telur) yang menyebabkan udara terperangkapdalam adonan, serta adanya pembentukan gas dari bahan pengembang danterbentuk uap air pada waktu pemanggangan (Anonim 4, 2004).

Produk lain yang dibuat dari terigu adalah donat. Produk ini berbedadengan produk-produk bakery lainnya karena pada tahap akhir prosespembuatannya tidak dipanggang, melainkan digoreng. Donat mengembangkarena ragi roti, juga akibat terbentuknya gas dari bahan pengembang dan uapair pada waktu penggorengan (Anonim 5, 2009).

Berdasarkan formulasi adonan roti dapat dibedakan menjadi tiga jenisyaitu adonan roti manis, roti tawar dan adonan soft rolls. Adonan roti manisadalah adonan yang dibuat dari formulasi yang banyak menggunakan gula,lemak dan telur. Adonan roti tawar adalah adonan roti yang mengunakansedikit tanpa gula, susu skim dan lemak. Sedangkan adonan soft roll adalahadonan roti yang dibuat dari formula yang menggunakan gula dan lemakrelatif lebih banyak dari adonan roti tawar (Anonim 6, 2000).

Kualitas roti secara umum disebabkan karena variasi dalampenggunaan bahan baku dan proses pembuatannya. Jika bahan baku yangdigunakan mempunyai kualitas yang baik dan proses pembuatannya benarmaka roti yang dihasilkan akan mempunyai kualitas yang baik pula. Jenis danmutu produk bakery sangat bervariasi tergantung jenis bahan-bahan danformulasi yang digunakan dalam pembuatannya. Variasi produk ini diperlukanuntuk memenuhi adanya variasi selera dan daya beli konsumen (Auingerpfund,1999).Setiap bahanjuga mempunyai karakteristik fisik, kimia dan mekanik yang berbeda, demikian juga perubahan  sifat - sifat tersebut akibat pengolahan mungkin berbeda. Oleh karena itu sebelum mengetahui cara pembuatan roti, terlebih dahulu mengenal jenis bahan yang akan digunakan, fungsi dalam pembuatan roti  serta  sifat - sifat yang dibutuhkan. Hal ini perlu diketahui untuk bisa memilih bahan secara ekonomis dan mengendalikan mutu produk sesuai dengan  keinginan (Buckle,1985).
B. Bahan Baku Pembuatan Roti

1.      Tepung Terigu

Tepung terigu merupakan hasil olahan dari gandum, jenis bahan baku yang paling ideal untuk pembuatan roti, tepung terigu yang digunakan dalam pembuatan roti adalah tepung yang mempunyai kualitas baik, karena tepung terigu mampu menyerap air dalam jumlah besar, dapat mencapai konsistensi adonan yang tepat, memiliki elastisitas yang baik untuk menghasilkan roti dengan remah halus, tekstur lembut, volume besar serta mengandung protein paling tinggi yaitu berkisar antara 8%-14%. Didalam tepung terigu terdapat senyawa yang dinamakan gluten.Hal ini yang membedakan tepung terigu dengan tepung tepung lainnya (Anomim ¹, 2007).

Tepung terigu mengandung dua macam protein yang memegang peranan penting dalam pembuatan roti, yaitu protein glutenberfungsi menentukan struktur produk roti dan memberikan kekuatan pada adonan untuk menahan gas dari aktivitas ragi, dan glutenin memberikan elastisitas

dan kekuatan untuk perenggangan terhadap gluten. Kandungan gizi tepung terigu yang baik akan mempunyai komposisi kadar air 13%, kadar protein 12-13%, kadar hidrat arang 72-73%, kadar lemak 1,5%, pada saat bercampur dengan air yang berfungsi sebagai kerangka roti, membuat adonan tidak mudah pecah pada waktu diroll dan menahan gas CO2 hasil fermentasi. Gas CO2 yang tertahan dalam kerangka jaringan gluten dapat lolos kembali apabila kerangka gluten yang terbentuk tidak kuat, akibatnya roti menjadi kempes kembali setelah dioven (Haryono, 1992).

Kualitas tepung terigu dipengaruhi oleh moisture (kadar air), ash (kadar abu), dan beberapa parameter fisik lainnya, seperti water absorption, development time, stability, dan lain-lain. Moisture adalah jumlah kadar air pada tepung terigu yang mempengaruhi kualitas tepung, bila jumlah moisture melebihi standar maksimum maka memungkinkanterjadinya penurunan daya simpan tepung terigu karena akan semakincepat rusak, berjamur dan bau apek. Ash adalah kadar abu yang ada padatepung terigu yang mempengaruhi proses dan hasil akhir produk antara

lain, warna produk (warna crumb pada roti, warna mie) dan tingkatkestabilan adonan, semakin tinggi kadar Ash semakin buruk kualitastepung dan sebaliknya semakin rendah kadar Ash semakin baik kualitastepung, hal ini tidak berhubungan dengan jumlah dan kualitas protein(Anomim 2, 2007).

2. Margarin

Margarin pada umumnya dibuat dari minyak nabati. Margarin merupakan emulsi yang terdiri atas lemak nabati, air dan garam denganperbandingan (80:18:2). Margarin dapat dikonsumsi tanpa dimasak.Sifatfisik margarin pada suhu kamar adalah berbentuk padat, berwarna kuning,dan bersifat plastis.Komposisi gizi margarin adalah sekitar 80 %.Merupakan zat gizi penting untuk menjaga kesehatan manusia.Selain itu,lemak dan minyak merupakan sumber energi yang lebih efektifdibandingkan dengan karbohidrat dan protein.Sumbangan energi per gramlemak, protein, dan karbohidrat masing-masing 9, 4, dan 4 kkal,(Mudjajanto, Eddy dan Noor, 2004).

Margarin merupakan salah satu sumber energi dengan vitamin A,D, E dan K serta memiliki jumlah kalori yang lebih sedikit dari padamentega biasa.Margarin memberi cita rasa gurih, mengurangi remah roti,mempermudah pemotongan, serta dapat memperlunak kulit roti, berfungsiuntuk memperpanjang daya simpan, memperkeras tekstur agar tidakmeleleh pada suhu kamar, dan mempertinggi titik didih untuk memenuhitujuan pengovenan.Ciri-ciri margarin yang menonjol adalah bersifatplastis, padat pada suhu ruang, agak keras pada suhu rendah, teksturnyamudah dioleskan, serta segera dapat mencair di dalam mulut, (Anonym 5,2004).

3. Air

Air merupakan komponen penting dalam bahan baku pembuatan rotibakery, karena air dapat mempengaruhi penampilan, tekstur, serta cita rasamakanan, kandungan air dalam bahan makanan roti ikut menentukanacceptability, kesegaran, dan daya tahan bahan, kandungan air padaproduk roti di tentukan pada saat penggolahan dimulai penggadonan, airsangat menentukan pada pengolahan makanan roti, tanpa air pengolahanmakanan tidak dapat berlangsung, air juga di gunakan sebagai ingredient makanan olahan (Auinger Pfund, 1999).

Air pada proses penggolahan juga dapat berfungsi sebagaipenghantar panas dan pelarut dan sebagai media reaksi antara glutendengan karbohidrat, air yang digunakan sebaiknya memiliki pH antara 6-9,makin tinggi pH maka roti yang dihasilkan tidak mudah hancur karenaabsorbsi air meningkat dengan meningkatnya pH, selain pH air yangdigunakan harus air yang memenuhi persyaratan air minum, diantaranyatidak berwarna, tidak berbau, tidak berasa (Auinger Pfund, 1999).

Jumlah air yang ditambahkan pada umumnya sekitar 26-38% daricampuran bahan yang akan digunakan, jika lebih dari 38% adonan akanmenjadi sangat lengket dan jika kurang dari 28% adonan akan menjadirapuh sehingga sulit dicetak (Astawan, 2006).

Air yang berhubungan denagan hasil-hasil industri pengolahan harusmemenuhi standar mutu yang harus diperlukan untuk air minum dengannilai pH satu larutan ialah angka antara 0 sampai dengan 14 yangmenunjukan keasaman (acidity) atau pengaraman (alkality) dalam larutan.Apabila apabila nila pH 7 berarti netral, bila di bawah 7 larutan asam(acid), semakin rendah pH larutan semakin asam, sebaliknya semakintinggi pH berarti larutan bersifat alkali (garam), semakin tinggi pHsemakin tinggi pula alkali (Cauvain Stanley, Linda, Dan Young, 2000).Industri pengolahan pangan perlu mengembangkan syarat-syaratmutu air khusus untuk mencapai hasil pengolahan yang memuaskan,dalam banyak hal diperlukan air minum, dimana diperlukan penanganantambahan semua mikroorganisme yang ada, untuk menghilangkan semuabahan-bahan di dalam air yang mungkin dapat mempengaruhipenampakan, rasa, dan stabilitas hasil akhir, untuk menyesuaikan pH padatingkat yang diinginkan dan supaya mutu air sepanjang tahun dapatkonsisten (Buckle, 1985).

Kadar air merupakan salah satu karakteristik yang sangat pentingpada bahan pangan, karena air dapat mempengaruhi penampakan, tekstur,dan cita rasa pada bahan pangan. Kadar air dalam bahan pangan ikutmenentukan kesegaran dan daya awet bahan pangan tersebut, kadar airyang tinggi mengakibatkan mudahnya bakteri, kapang, dan khamir untukberkembang biak, sehingga akan terjadi perubahan pada bahan pangan(Winarno, 1997).

C. Bahan Tambahan Pembuatan Roti

1. Ragi

Ragi roti adalah bahan penggembang pada adonan yaitu sebagaibahan tambahan pangan yang digunakan dalam pembuatan roti dan kue,menambah volume pada adonan, dan pada saat adonan dipanggang dapatlebih menggembang, jika bahan penggembang dicampurkan kedalam adonan maka akan terbentuk gas karbon dioksida, gas inilah yangkemudian terperangkap didalam gluten (komponen protein yang ada dalamtepung terigu) sehingga adonan menjadi menggembang karena gas yangdihasilkan semakin lama akan semakin banyak (Sultan, 1981).

2. Telur

Telur adalah suatu bahan makanan sumber protein hewani yangbernilai gizi tinggi.untuk dunia kuliner, telur berfungsi sebagaipengembang adonan, membentuk warna, perbaikan rasa, menambah nilaigizi, sebagai pelembut atau pengempuk, sebagai penambah aroma dan zatgizi. Jika telur tidak digunakan dalam adonan maka adonan harusditambahkan cairan walaupun hasilnya kurang lunak.Roti yang lunakdapat diperoleh dengan penggunaan kuning telur yang lebih banyak.Kuning telur banyak mengandung lesitin (emulsifier). Bentuknya padat,tetapi kadar air sekitar 50%. Sementara putih telur, kadar air 86%. Putihtelur mempunyai sifat creaming yang lebih baik dibandingkan kuningtelur.

Telur adalah suatu bahan makanan sumber zat protein hewani yangbernilai gizi tinggi.Fungsi telur dalam penyelenggaraan gizi adalahsebagai pengental, perekat atau pengikat Tarwotjo Soejoeti, 1998).

Nilai Gizi yang terkandung dari kuning telur dan putih telur berbeda,kuning telur memiliki kadar protein 16% dan kadar lemak 31%,sedangkan putih telur memiliki kadar protein 13 %. Oleh karena itu bagiantelur yang mempunyai nilai gizi paling tinggi sebagai bahan makananyaitu kuning telur.Pada bagian kuning telur terdapat asam aminoessensial yang sering disebut triptofane. Garam yang banyak terdapatdidalam kuning telur adalah garam ferum dan fosfor, akan tetapi garamtersebut sedikit mengandung kalsium, vitamin yang banyak terdapat dalamtelur adalah vitamin B, komplek dalam jumlah cukup (Moehji, 1971).

Salah satu tolak ukur dalam menentukan mutu telur adalahberdasarkan berat, ukuran telur ada yang besar, sedang dan kecil, mututelur dapat dinilai dari kondisi dan kebersihan kulit, besar kantong udara,kekompakan putih telur, letak dan bentuk kuning telur, telur yang barudikeluarkan oleh induk ayam merupakan telur yang segar, telur yangmasih baru, kuning telurnya masih rapat, terletak di tengah-tengah putihtelur yang tebal, dilihat dari segi nutrisi telur baru dan telur lama tidak adaperbedaan, kecuali rasa dan penampilanya tidak menarik, telur yangberumur lebih dari dua minggu hanya baik untuk membuat kue (Anonim 6,2009).

3. Gula

Gula adalah karbohidrat murni yang tidak tersusun atas nutrient lainnya seperti, lemak, protein, vitamin, dan mineral karena gula itukarbohidrat yang murni maka gula disebut sebagai kalori kosong. Gulapasir merupakan hasil dari batang tebu yang digiling dan diperas kemudiancairannya yang manis diolah menjadi gula, gula pasir atau sukrosa adalahdisakarida yang tersusun dari satu gugus glukosa dan satu gugus fruktosa(Tiench Tirtowinata, 2006).

Fungsi gula sebagai makanan ragi, memberi rasa, mengaturfermentasi, memperpanjang umur roti (shelf life), menambah kandungangizi, membuat tekstur roti menjadi lebih empuk, memberi dayapembasahan pada roti dan memberi warna cokelat yang menarik pada kulitkarena proses maillard atau karamelisasi (Moehji, 1971).

Gula ditambahkan pada jenis roti tertentu untuk melengkapikarbohidrat yang ada untuk fermentasi dan untuk memberikan rasa yanglebih manis. Tapi gula lebih banyak dipakai untuk pembuatan kue danbiskuit dimana selain rasa manis gula juga mempengaruhi tekstur. Jumlahgula yang tinngi membuat remah kue lebih lunak dan lebih basah, danpada biskuit juga melunakkan (Moehji, 1971).

Mutu kualitas dari sisi kebersihan produk yaitu warna kuning lebihdisukai, karena rsa lebih manis, terlihat lebih asli, tidak banyak terpaparbahan kimia, lebih hemat, sebagian tidak terlalu membedakan warna, yangmenyukai gula berwarna putih, alasan hanya estetika, terlihat lebih bersih,lebih pantas disajikan. Ukuran kristal lebih besar, kualitas lebih bagus,penyuka gula putih, kristal lebih halus (anonim 7, 2009).

4. Susu

Tujuan pemakaian susu dalam pembuatan produk bakery yaitu untukmemperbaiki gizi karena susu mengandung protein (kasein), gula laktosadan kalsium, memberikan pengaruh terhadap warna kulit (terjadipencoklatan protein dan gula), digunakan untuk mengoles permukaan roti,memperkuat gluten karena kandungan kalsium, menghasilkan kulit yangenak dan crispy serta bau aromatic smell (Subarna, 2002).

Jenis susu yang banyak digunakan dalam proses bakery adalah susububuk, full krim dan skrim. Susu bubuk full krim mengandung lemak yangtinggi sehingga memberikan kelembutan dan aroma yang menyenangkan.Susu skim banyak mengandung protein kasein yang cenderungmeningkatkan penyerapan dan daya menahan air, sehingga mengeraskanadonan dan memperlambat proses fermentasi adonan roti. Keuntungansusu skim adalah kandungan air dan kandungan lemaknya rendah sehinggadapat disimpan lebih lama dan tidak cepat tengik. Kada air susu skimadalah 2,5% dan kandungan lemaknya 1,1% (Wheat associates, 1983).

Susu yang digunakan untuk pembuatan roti pada umumnya dalambentuk bubuk (powder). Hal ini disebabkan alasan kemudahanpenyimpanan dan mempunyai umur simpan yang lebih panjang dari padasusu segar. Sebaiknya penyimpanan susu bubuk senantiasa dijaga agartetap kering, hal ini dilakukan karena susu bubuk bersifat sangat rentanterhadap kerusakan dari lingkungan terutama air (Subarna, 1992).

D. Teknologi Fermentasi

            Menurut (Moentamaria, Dwina : 2011 ). Teknologi fermentasi merupakan ilmu dan teknik terapan yang saat ini berkembang pesat.Teknologi fermentasi menerapkan secara terpadu cabang-cabang ilmu ilmu mikrobiologi, biokimia, kimia, keteknikan, biologi molekuler dan genetika.Teknologi fermentasi telah membuka lembaran baru dalam upaya manusia untuk memanfaatkan bahan-bahan yang murah harganya bahkan tidak berharga menjadi produk-produk yang bernilai ekonomi tinggi dan berguna bagi kesejahteraan umat manusia. Lebih lanjut lagi kemajuan – kemajuan yang dicapai dalam bidang teknologi fermentasi telah memungkinkan manusia untuk memproduksi berbagai jenis produk  yang tidak dapat atau sulit diproduksi melalui proses kimia.

            Teknologi fermentasi mempunyai bidang cakupan luas, yaitu mulai dari teknik produksi makanan fermentasi, minuman beralkohol, produksi biomassa (inokulum, protein sel tunggal), produksi asam-asam organik, asam-asam amino, enzim, vitamin, antibiotika, dan sebagainya sampai pada teknik penanganan limbah.

            Setiap proses fermentasi mendayagunakan aktivitas metabolisme suatu mikroba tertentu atau campuran dari beberapa spesies mikroba. Dari sudut industri, mikroba merupakan pabrik kimiayang mengubah bahan baku menjadi berbagai jenis produk. Industri fermentasi modern mendayagunakan teknologi mutakhir berdasarkan ilmu keteknikan yang maju dan pengetahuan yang mendalam mengenai biokimia dan aktivitas metabolisme mikroba.

            Industri fermentasi modern di Indonesia masih sangat terbatas. Mengingat potensi bahan baku yang melimpah di Indonesia, maka upaya pengembangan industri fermentasi untuk memproduksi berbagai jenis produk yang bernilai tinggi, perlu mendapat perhatian. Aktivitas metabolisme mikroba mempunyai dasar yang sama, tetapi masih ditemukan berbagai ragam variasi terhadap pola dasar. Hal inina terbukti dari banyaknya ragam bahan baku atau substrat yang dapat dicerna oleh suatu jenis mikroba dan banyaknya jenis produk yang dapt dihasilkan pada berbagai kondisi lingkungan yang diberikan.

Menurut (Moehji, 1971). Fermentasi dapat dilakukan dengan metode fermetasi permukaan dan fermentasi terendam (submerged). Fermentasi kultur terendam lebih luas pemakaiannya.  Fermentasi ini bisa menggunakan inokulum bakteri, kapang dan khamir, sedangkan fermentasi permukaan, kebanyakan untuk produksi enzim dan asam organik dengan menggunakan kapang.  Dalam hal aerasi medium cair lebih mudah diaerasi.  Untuk fermentasi padataerasi sangat bergantung pada porositas bahan, dimana pertumbuhan mikroorganisme hanya pada bagian yang dapat dikenai oleh udara atau oksigen.Medium fermentasi biasanya berupa cairan dan dapat pula berupa padat dan semi padat.  Fermentasi yang menggunakan medium cair disebut fermentasi kultur terendam yang pada umumnya memerlukan aerasi dan atau agitasi.  Fermentasi medium padat dan fermentasi semi padat dikenal juga sebagai fermentasi permukaandimana mikroorganismenya ditumbuhkan pada permukaan bahan.

a.       Fermentasi media padat :

Fermentasi media padat ini sering disebut sebagai proses “ koji “. Bahan padat yang banyak digunakan sebagai substrat ialah berbagai jenis hasil pertanian dan limbah pertanian. Fermentasi media padat mempunyai bebrapa kelebihan, antara lain cara operasinya sederhana, kontaminasi bukan masalah penting, bahan untuk media atau substrat mudah diperoleh dan relative murah harganya. Sedangkan kelemahannya antara lain memerlukan ruang yang luas, membutuhkan banyak tenaga kerja, sulit mengatur komposisi komponen-komponen media dan meniadakan komponen yang berpengaruh negatif terhadap media fermentasi, dan sulit mengatur kondisi lingkungan fermentasi.

Fermentasi media padat telah lama diterapkan, misalnya proses koji untuk memproduksi enzim yang dibutuhkan dalam pembuatan shoyu, miso, sake, produksi asam-asam organik, enzim, dan sebagainya.

Proses fermentasi media padat biasanya dilakukan pada suhu ruang yang relatif konstan dan merupakan kultur yang statis walaupun sekali-sekali dilakukan pengadukan. Pertumbuhan kapang pada media padat dengan kelembaban yang tinggi (kadar air tinggi) menyerupai sifat pertumbuhannya di alam. Karena itu melalui fermentasi medi padat sering diperoleh enzim-enzim yang spesifik yang sulit timbul dalam kultur cair.

§  Kultur statis tanpa aerasi

Contoh spesifik kultur statis yang menggunakan substrat padat ialah proses koji tradisional dalam pembuatan sake yang diproduksi oleh kapang Aspergillus Oryzae, dimana pada permuaan beras yang telah dikukus ditaburkan spora A. Oryzae. Juga dapat ditemukan pada pembuatan tempe gandum yang telah dikukus dilakukan Wang dan Hesseltrine (1966), yang diinokulasi dengan suspensi Rhizopus Oligosporus. Akan terjadi pelepasan air akibat metabolisme karbohidrat setelah germinasi spora (8 jam).

§  Kultur statis dengan aerasi

Untuk dapat mempertahankan suhu optimum dan kelembapan yang merata di seluruh bagian kultur, industry fermentasi telah menerapkan otomatisasi dalam proses fermentasi yang menggunakan media padat. Untuk memproduksi asam sitrat digunakan media campuran molasses, bekatul beras, serbuk gergaji dan air dan inoculum Aspergillus niger dengan mengalirkan udara (RH mendekati 100%, suhu 30^oC) untuk aerasinya.

b.   Fermentasi terendam (submerged)

Dibandingkan dengan mediu padat, medium cair mempunyai beberapa kelebihan, yaitu antara lain (1) jenis dan konsentrasi komponen-komponen medium dapat diatur sesuai dengan yang diiinginkan, (2) dapat memberikan kondisi yang optimum untuk pertumbuhan, dan (3) pemakaian medium lebih efisien.

Medium cair dapat digunakan pada fermentasi permukaan dan terendam. Fermentasi permukaan medium cair merupakan cara fermentasi yang sejak lama dipraktekkan untuk memproduksi berbagai produk fermentasi, misalnya produksi asam asetat secara tradisional. Fermentasi permukaan medium cair ini mulai ditinggalkan sejak fermentasi teredam terbukti lebih efisien, khususnya dalam memproduksi produk-produk fermentasi yang bernilai ekonomis tinggi dan menghendaki sterilisasi yang tinggi, misalnya produksi antibiotika.

Pembibitan untuk fermentasi secara industrial

Penyediaan bibit untuk fermentasi secara besar-besaran dengan menggunkan ragi atau bakteri tidak merupakan persoalan yang sulit, karena bentuk vegetatifnya yang aktif dari mikroorganisme ini terdiri dari sel-sel tunggal yang dapat dipakai secara langsung untuk pembibitan. Lain halnya dengan kapang, jika digunakan sebagai bibit agak sukar karena bentuk vegetative aktifnya merupakan serabut yang terjalin satu sama lain dan membentuk suatu massa yang kompak, sehingga hanya sebagaian saja bersinggungan dengan perbenihannya.

Cara pembibitan tidak dapat secara langsungdari agar-agar miring (biakan miring) ke fermentor, karena akan memerlukan waktu yang lama sehingga tidak ekonomis. Selama pembuatan bibit-bibit secara bertahap ini sampai ke fermentor, harus dilakukan secara aseptic dengan peralatan yang steril.Bibit yang dibuat dengan suspensi daripada hasil fragmentasi mycelium terdiri dari mycelium dalam keadaan aktif, yang dapat segera tumbuh dan melakukan fermentasi begitu bibit dimasukkan ke dalam fermentor. Distribusi daripada mycelium lapuk seperti di atas dapat berlangsung dengan mudah dan lebih sama rata dari pada dengan spora-sporanya, karena spora-spora ini pada umumnya lebih sukar dibasai oleh cairan, sehingga akan terjadi suspense yang tak sama rata.

Pembuatan inoculum / bibit-bibit tadi dilakukan secara bertahap, yaitu dari biakan murni pada agar miring, mikroorganisme diaktifkan dalam perbenihan yang akan difermentasikan selama 24-48 jam. Perbenihan cair yang pertama ini dimasukkan ke dalam perbenihan cair yang volumenya lebih besar dari volume yang pertama.Volume bibit ini terus ditingkatkan sampai volume bibit mencapai 5-20% dari volume perbenihan yang difermentasi.

Pembibitan secara bertahap ini dimasukkan untuk memberi kesempatan pada mikroorganisme untuk menyesuaikan dirinya dengan kondisi perbenihan, sehingga apabila bibit dimasukkan ke dalam fermentor bibit itu sudah benar-benar aktif dan tidak perlu penyesuaian lagi.Hal ini berlaku bagi semua mikroorganisme.

 

E. FERMENTASI

Fermentasi merupakan kegiatan mikrobia pada bahan pangan sehingga dihasilkan produk yang dikehendaki.Mikrobia yang umumnya terlibat dalam fermentasi adalah bakteri, khamir dan kapang. Contoh bakteri yang digunakan dalam fermentasi adalah Acetobacter xylinum pada pembuatan nata decoco, Acetobacter aceti pada pembuatan asam asetat. Contoh khamir dalam fermentasi adalah Saccharomyces cerevisiae dalam pembuatan alkohol sedang contoh kapang adalah Rhizopus sp pada pembuatan tempe, Monascus purpureus pada pembuatan angkak dan sebagainya. Fermentasi dapat dilakukan menggunakan kultur murni ataupun alami serta dengan kultur tunggal ataupun kultur campuran.

Fermentasi menggunakan kultur alami umumnya dilakukan pada proses fermentasi tradisional yang memanfaatkan mikroorganisme yang ada di lingkungan. Salah satu contoh produk pangan yang dihasilkan dengan fermentasi alami adalah gatot dan growol yang dibuat dari singkong. Tape merupakan produk fermentasi tradisional yang diinokulasi dengan kultur campuran dengan jumlah dan jenis yang tidak diketahui sehingga hasilnya sering tidak stabil. Ragi tape yang bagus harus dikembangkan dari kultur murni.

Kultur murni adalah mikroorganisme yang akan digunakan dalam fermentasi dengan sifat dan karaktersitik yang diketahui dengan pasti sehingga produk yang dihasilkan memiliki stabilitas kualitas yang jelas. Dalam proses fermentasi kultur murni dapat digunakan secara tunggal ataupun secara campuran. Contoh penggunaan kultur murni tunggal  pada fermentasi kecap, yang menggunakan Aspergillus oryzae pada saat fermentasi kapang dan saat fermentasi garam digunakan bakteri Pediococcus sp dan khamir Saccharomyces rouxii.

Industri fermentasi dalam pelaksanaan proses dipengaruhi oleh beberapa faktor:

1. mikrobia

2. bahan dasar

3. sifat-sifat proses

4. pilot-plant

5. faktor sosial ekonomi

Ø  Fermentasi pada pengolahan roti

Dalam industri roti menggunakan enzim amilase dan protease untuk mempercepat proses fermentasi, meningkatkan volume adonan, memperbaiki kelunakan dan tekstur. Enzim bersumber dari jamur dan bakteri.

Proses fermentasi pada pengolahan roti sudah dilakukan sejak lama. Tahapan ini dilakukan untuk menghasilkan potongan roti (loaves) dengan bagian yang 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, sementara terjadi proses gelatinisasi pati sehingga terbentuk struktur frothy.

            Fermentasi adonan didasarkan pada aktivitas-aktivitas metobolis dari khamir dan bakteri asam laktat. Aktivitas mikroorganisme ini pada kondisi anaerob akan menghasilkan metabolit fungsional yang penting pada pembentukkan adonan. Dengan mengendalikan parameter proses fermentasi dan metode preparasi adonan dapat dimungkinkan mempengaruhi aktivitas mikroorganisme dan enzim untuk menghasilkan adonan roti yang dikehendaki seperti volume, konsistensi, dan pembentukkan.

Pengaruh Fermentasi Adonan

menurut jenis dan fungsinya pada proses baking

Pengaruh                     Jenis                                                                Fungsi

Primer              Pembentukan metabolit fungsional                 Volume, tekstur,rasa,

(karbon dioksida,etanol,                                 umur simpan

asam laktat, asam asetat)                                

Sekunder         Degradasi senyawa makromolekul                 Konsistensi, tekstur,

(pentosan, ɑ-glukan,protein)                           umur simpan

Tersier             Pembentukan metabolit precursor                   Flavor, warna

(precursor flavor,komponen                           

reaksi Maillard)

           

Fermentasi Adonan

Berbagai metode fermentasi adonan berkembang untuk memperolehhasil sesuai dengankarakteristik berbagai jenis produk bakery. Walaupun berbagai metode dikembangkan, namunsecara umum terjadi kecenderungan untuk menyederhanakan,memperpendek dan automatisasiproses fermentasi. Proses biologis yang kompleks selama fermentasi perlu dikendalikan untuk menghasilkan adonan sesuai dengan yang diinginkan. Untuk itu, pengendalian haruslahdilakukan selama periode fermentasi.Semua faktor seperti suhu, mutu dan jumlah sel, serta lajupertumbuhan harus terkendali, sehingga terbentuk gas di dalam adonan.

Adonan yang frothy dapat dihasilkan dengan terbentuknya atau terdispersinyagelembung-gelembung gas di dalam adonan. Gas yang dibutuhkan untuk terbentuknya adonandapat dihasilkan melalui proses biologis, kimia, maupun fisik. Gas yang dihasilkan terdispersi kedalam adonan dalam bentuk gelembung untuk menghasilkan pori yang halus seperti gabus. Gas yang terbentuk merupakan gas CO₂.

Kehalusan pori yang terbentuk selama proses pengadonantergantung pada karakteristik tepung yang digunakan seperti viskoelastisitas dari gluten dan daya ikat air (water-binding capacity) pentosan. Pori yang halus bisa juga terbentuk oleh karena udara masuk kedalam adonan dan terdispersi dalam bentuk gelembung yang halus ketika tepung dan air dicampur dan diulen. Gelembung udara yang terperangkap berperan sebagai inti yang menyerapgas CO₂yang terbentuk akan membuat adonan mengembang membentuk struktur spon.Pengembangan adonan dapat melebihi 1:6 karena gas CO₂terbentuk selama fermentasi.Pembentukan gas selama fermentasi diikuti oleh reaksi-reaksi fermentatif lainnya sepertiterbentuknya metabolit-metabolit intermediet yang berpengaruh pada konsistensi adonan danterbentuknya senyawa-senyawa volatil yang merupakan prekursor aroma.

Gas yang terdispersi dan terperangkap di dalam adonan dalam bentuk gelembungdibutuhkan untuk pembentukan 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 jenisprotein yang terkandung di dalam tepung gandum. Ketika tepung gandum dicampur dengan air,gluten akan membentuk massa viskoelastis yang mengikat semua bahan adonan terutama patimenjadi suatu jaringan. Lapisan film yang terbentuk bersifat impermiabel terhadap gas, sehinggadapat memerangkap gas dan membentuk pori. Selanjutnya pada saat 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 dikendalikandengan baik. Penggunaan proporsi khamir yang tinggi akan menyebabkan pembentukan gasyang cepat. Hal ini dapat menyulitkan dalam pengaturan waktu fermentasi dan penyiapanadonan.Untuk itu, penjadwalan yang ketat dibutuhkan saat penyiapan adonan karenapengembangan volume adonan terjadi dengan cepat. Pengakhiran proses fermentasi sangatmempengaruhi volume dan bentuk akhir produk bakery.

Peranan khamir 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 digunakan (food-gradeorganism).  Dengan karakteristik tersebut, S. 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.

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 pengulenan (kneading) akan dimanfaatkan untuk tumbuh oleh khamir. Akibatnya akan terjadi kondisi yang anaerob dan terjadi proses fermentasi. Gas CO₂ yang dihasilkan selama proses fermentasi akan terperangkap di dalam lapisan film gluten yang impermiabel. Gas akan mendesak lapisan yang elastis dan extensible yang selanjutnya menyebabkan pengembangan (penambahan volume) adonan.

            Asidifikasi. Selama proses fermentasi selain dihasilkan 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 total asam adonan. Proses asidifikasi ini dapat dijadikan sebagai indikator bahwa fermentasi adonan berjalan dengan baik. Dengan demikian pengukuran pH mutlak diperlukan dalam pengendalian proses.

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

 F. Proses Produksi Roti

1. Seleksi Bahan

Bahan baku merupakan faktor yang menentukkan dalam prosesproduksi atau pembuatan bahan makanan. Jika bahan baku yang digunakanmutunya baik maka diharapkan produk yang dihasilkan juga berkualitas.Evaluasi mutu dilakuakan untuk menjaga agar bahan yang digunakandapat sesuai dengan syarat mutu yang telah ditetapkan oleh perusahaan,sehingga dihasilkan produk yang sesuai dengan standar mutu yangditetapkan (Kamarijani, 1983).

2. Penimbangan

Semua bahan ditimbang sesuai dengan formula.Penimbanganbahan harus dilakukan dengan benar agar tidak terjadi kesalahan dalampenggunaan jumlah bahan.Ragi, garam, dan bahan tambahan makananmerupakan bahan yang dibutuhkan dalam jumlah sedikit, tetapi sangatpenting agar dihasilkan roti yang berkualitas baik sehingga harus diukurdengan teliti.Dalam penimbangan, sebaiknya tidak menggunakan sendokatau cangkir sebagai takaran (Mujajanto, 2004).

3. Pengadukan atau pencampuran (Mixing)

Mixing berfungsi mencampur secara homogen semua bahan,mendapatkan hidrasi yang sempurna pada karbohidrat dan protein,membentuk dan melunakkan gluten, serta menahan gas pada gluten (gasretention).Tujuan mixing adalah untuk membuat dan mengembangkandaya rekat.Mixing harus berlangsung hingga tercapai perkembanganoptimal dari gluten dan penyerapan airnya.Dengan demikian, pengadukanadonan roti harus sampai kalis.Pada kondisi tersebut gluten baru tebentuksecara maksimal.Adapun yang dimaksud kalis adalah pencapaianpengadukan maksimum sehingga terbentuk permukaan film pada adonan.Tanda-tanda adonan roti telah kalis adalah jika adonan tidak lagimenempel di wadah atau di tangan atau saat adonan dilebarkan, akanterbentuk lapisan tipis yang elastis. Kunci pokok dalam pengadukkanadalah waktu yang digunakan harus tepat karena jika pengadukkan terlalulama akan menghasilkan adonan yang keras dan tidak kompak, sedangkanpengadukkan yang sangat cepat mengakibatkan adonan tidak tercampurrata dan lengket (Mudjajanto, 2004).

4. Peragian (Fermentation)

Fungsi ragi (yeast) dalam pembuatan roti adalah untuk prosesaerasi adonan dengan mengubah gula menjadi gas karbondioksida,sehingga mematangkan dan mengempukan gluten dalam adonan. Kondisidari gluten ini akan memungkinkan untuk mengembangkan gas secaramerata dan menahannya, membentuk cita rasa akibat terjadinya prosesfermentasi. Suhu ruangan 350C dan kelembaban udara 75% merupakankondisi yang ideal dalam proses fermentasi adonan roti. Semakin panassuhu ruangan, semakin cepat proses fermentasi dalam adonan roti.Sebaliknya, semakin dingin suhu ruangan semakin lama proses fermentasi.Selama peragian, adonan menjadi lebih besar dan ringan (Mudjajanto,2004).

5. Pengukuran atau penimbangan adonan (Deviding)

Roti agar sesuai dengan besarnya cetakan atau berdasarkan bentukyang digunakan adonan perlu ditimbang, Sebelum ditimbang, adonandipotong-potong dalam beberapa bagian. Proses penimbangan harusdilakukan dengan cepat karena proses fermentasi tetap berjalan (Anomim3, 2007).

6. Pembulatan adonan (Rounding)

Tujuan membuat bulatan-bulatan adonan adalah untukmendapatkan permukaan yang halus dan membentuk kembali strukturgluten.Setelah istirahat singkat lagi, adonan dapat dibentuk menjadipanjang seperti yang dikehendaki. Jika adonan terlalu ditekan maka kulitakan menjadi tidak seragam dan pecah (Anomim 3, 2007).

7. Pengembangan singkat (Intermediate Proof)

Intermediate proof adalah tahap pengistirahatan adonan untuk beberapa saat pada suhu 35-36 °C dengan kelembaban 80-83% selama 6-10menit. Langkah tersebut dilakukan untuk memepermudah adonan dirolldengan roll pin dan digulung. Selanjutnya, adonan yang telah dicampurhingga kalis dilanjutkan dengan proses peragian (Mudjajanto, 2004).

8. Pembentukan Adonan (Moulding)

Tahap pembentukan adonan dilakukan dengan cara adonan yangtelah di istirahatkan digiling pakai roll pin, kemudian digulung ataudibentuk sesuai dengan jenis roti yang di inginkan. Pada saat penggilingan,gas yang ada di dalam adonan keluar dan adonan mencapai ketebalan yangdi inginkan sehingga mudah untuk digulung atau dibentuk (Mudjajanto,2004).

  9. Peletakan adonan dalam cetakan (Panning)

Adonan yang sudah digulung dimasukkan kedalam cetakan dengancara bagian lipatan diletakkan di bawah agar lipatan tidak lepas yangmengakibatkan bentuk roti tidak baik. Selanjutnya, adonan di diamkandalam cetakan (pan proof). Sebelum dimasukkan kedalam pembakaranproses ini dilakukan agar roti berkembang sehingga hasil akhir rotidiperoleh dengan bentuk dan mutu yang baik (Mudjajanto , 2004).

10. Pembakaran (baking)

Setelah dibentuk sesuai yang dikehendaki dan dikembangkansecara optimal, adonan siap dipanggang di dalam oven. Ada dua caramemanggang roti, yaitu dengan uap dan tanpa uap, tergantung jenis rotiyang dibuat. Untuk beberapa jenis roti, memanggang dengan uap itu lebihbaik, atau memang perlu untuk memberikan uap di dalam oven. Ini akanmenghasilkan kelembapan yang tinggi dalam oven yang akan menjagakulit roti tetap basah, sehingga oven proof lebih baik dan pengembanganvolume roti dicapai. Proses pemasakan roti memerlukan suhu mulai dari suhu 26 °C-100 °C. Proses fisik adalah penguapan alkohol dan air. Prosespemanggangan terjadi di kulit, dimana berbagai jenis gula menjadikaramel dan memberi warna pada kulit (Anomim 3, 2007).