Proses Kimia pada Pembuatan Donat oleh Saccharomyces cereviciae

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). 

Air : air berfungsi utama untuk hidration atau pembasahan, bekerja bersama protein untuk membentuk gluten, bersama strach untuk membentuk gelatinisasi, air juga untuk melarutkan gula, garam, dan bahan lainnya. air juga berfungsi menjaga suhu adonan.Kurang atau kelebihan air akan berpengaruh terhadap keras atau lunak nya sebuah roti. Kebanyakan air ( Kesadahan tinggi) akan memperlambat fermentasi namun sebaliknya bila Kekurangan air (Kesadahan rendah) maka adonan akan menjadi lengket dan mempercepat fermentasi.penyerapan air juga dipengaruhi oleh kadar protein dan kadar damaged starch.

Yeast/ Ragi : Berfungsi sebagai pengembang, sangat penting untuk fermentasi dan menghasilkan alkohol, panas dan citarasa. Asam laktat dan asam asetat yang dihasilkan selama fermentasi menyebabkan adonan lebih lentur (mellowing) atau conditioning gluten.fermentasi juga akan menghasilkan ciri khas aroma roti.

garam : berfungsi sebagai pecita rasa roti, garam juga berfungsi sebagai pengendali fermentasi ( menahan fermentasi )

Gula : berfungsi sebagai makanan yeast/ ragi, gula didalam roti itu bisa didapat dari gula yang ditambahkan ke formula, namun gula nya bisa didapat dari kadar alami suatu tepung terigu, dapat juga dari hasil pemecahan enzim alpha amilase dan beta amilase pada demaged starch. sisa dari pada gula akan berperan untuk warna kulit roti, citarasa roti, dan kelembutan roti serta dapat meningkatkan umur simpan roti.

Margarine / mentega : berfungsi sebagai pelumas adonan, pengunaan lemak secara normal akan meningkatkan volume roti, juga berfungsi sebagai peningkatan ketipisan kulit roti dan keempukan roti yang akan membuat pori pori roti menjadi halus.

Pada proses fermentasi 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.

Adonan yang frothy dapat dihasilkan dengan terbentuknya atau terdispersinya gelembung-gelembung gas di dalam adonan. Gas(CO2) yang dihasilkan terdispersi ke dalam adonan dalam bentuk gelembung untuk menghasilkan pori yang halus seperti gabus. 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 terbentuk oleh karena udara massuk ke dalam adonan dan terdispersi dalam bentuk gelembung yang halus ketika tepung dan air dicampur dan diulen. Gelembung udara yang terperangkap berperan sebagai inti yang menyerap gas CO₂ yang terbentuk akan membuat adonan mengembang membentuk struktur spon. Pembentukan gas selama fermentasi diikuti oleh reaksi-reaksi fermentatif lainnya seperti terbentuknya metabolit-metabolit intermediet yang berpengaruh pada konsistensi adonan dan terbentuknya senyawa-senyawa volatil yang merupakan prekursor aroma.

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.

Protein Gliadin dan glutenin(dalam tepung gandum) bila ditambah air akan membentuk gluten, saat air ditambahkan gluetenin mengembang dan menyerap gliadin , mesonin dan sebagian protein larut air, sedangkan fungsi gluten itu sendiri adalah untuk menahan gas. Starch/pati + air panas akan membentuk gelatinasasi strach. dan fungsi starch untuk membentuk struktur (pori) melalui proses gelatinisasi.

Saat pengembangan adonan, 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.

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.

Proses fermentasi oleh ragi juga berhubungan dengan aktivitas enzim yang terdapat pada ragi

·         Invertase 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

Ragi tidak boleh dicampur dengan garam, gula, atau larutan garam maupun gula yang pekat. 

Karena garam dan kandungan gliserol (mentega) memberikan kontribusi terhadap ketidak seimbangan tekanan osmosis. Saccharomices cerevisiae memiliki permeabilitas plasma membran yang tinggi terhadap gliserol sehingga adanya kandungan gliserol yang tinggi dapat menyebabkan kerusakan sel. Sehingga akan menyebabkan ragi mati dan tidak dapat berkembang.

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.

Lama penyiapan dan fermentasi adonan sangat bervariasi yang harus dapat dikendalikan dengan baik. Penggunaan proporsi khamir yang tinggi akan menyebabkan pembentukkan gas yang cepat. Hal ini dapat menyulitkan 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.