INOVASI Produk Bakeri Bebas Gluten

 

Oleh Widya Dwi Rukmi Putri 
Departemen Ilmu Pangan dan Bioteknologi 
Fakultas Teknologi Pertanian, Universitas Brawijaya 

Tepung dari gandum adalah salah satu jenis tepung yang banyak pemanfaatannya sebagai bahan baku produk bakeri. Beberapa negara di dunia termasuk Indonesia adalah negara dengan konsumsi tepung dari gandum yang tertinggi.

Tepung gandum mengandung jenis protein spesifik, yaitu gluten yang menjadikannya sulit tergantikan oleh tepung dari komoditas lainnya untuk produk-produk bakeri. Gluten adalah fraksi protein yang tersusun dari dua jenis protein gliadin dan glutenin, yang memiliki peran dalam pembentukan matriks dan volume produk-produk bakeri. Akan tetapi meningkatnya kejadian gangguan kesehatan terkait gluten menyebabkan produk-produk bakeri bergluten mulai dihindari dikonsumsi.

Penderita intoleransi gluten terus bertambah, termasuk penderita celiac autoimun (Celiac Disease/CD), alergi gandum, dan orang-orang yang sensitif gluten non-celiac (nonceliac disease). Penyakit celiac merupakan kelainan autoimun yang disebabkan oleh faktor genetik dan lingkungan, di mana konsumsi gluten akan menyebabkan kerusakan usus yang memicu mal-absorpsi. Sebagai upaya untuk mencegah semakin banyaknya penderita CD dan juga mendorong meningkatnya kualitas hidup penderita, penelitian-penelitian terkini semakin diarahkan untuk pengembangan produk bakeri bebas gluten berkualitas tinggi. Di Indonesia, penelitian-penelitian terkait hal tersebut adalah termasuk dalam upaya menurunkan ketergantungan terhadap tepung gandum.




Permasalahan produksi  bakeri bebas gluten

Secara umum pembuatan produk bakeri terutama roti yang membutuhkan pengembangan volume, terdiri dari tiga langkah: pencampuran, fermentasi, dan pemanggangan. Selama pencampuran, tepung terigu, air, ragi, gula, garam, minyak, dan lainnya komponen dicampur dan diuleni. Pencampuran secara homogen dan terhidrasi, mendorong ikatan hidrogen dan interaksi ikatan silang disulfida dari protein-protein penyusun gluten, yang pada akhirnya menghasilkan jaringan protein viskoelastik yang bersama dengan pati akan mampu menahan gas yang dihasilkan selama fermentasi. Saat proses pemanggangan, akan terjadi pemuaian gas yang mendorong volume produk menjadi meningkat sesuai yang diharapkan. Namun, pemanggangan tanpa gluten sebagai bahan utama struktur dan kualitas roti, merupakan tantangan inovasi yang besar karena memberikan pengaruh yang kurang diharapkan. Beberapa tantangan inovasi yang dapat timbul adalah sebagai berikut:

• Menurunnya kualitas visual dan sensoris produk Pada produk bakeri dengan bahan utama tepung yang mengandung gluten, maka matriks yang terbentuk dari ikatan protein gliadin-glutenin, air dan pati, akan mampu memerangkap gas hasil fermentasi yang memuai saat pemanggangan sehingga adonan akan menjadi produk yang mengembang. Di sisi lain, hidrasi tepung dari bahan yang bebas gluten seperti tepung beras, tepung serealia atau tepung tidak bergluten lainnya akan menghasilkan “adonan” encer dan tidak bersifat viskoelastik karena proteinnya tidak memiliki sifat pembentuk jaringan yang biasanya ditemukan pada gluten. Hal ini menyebabkan produk tidak mengembang dan menjadikan roti lebih padat dan pada beberapa jenis produk seperti kukis atau biskuit menjadi seperti berpasir. Secara visual volume produk menjadi lebih rendah dan tekstur cenderung lebih keras.
• Nilai gizi yang rendah Pembuatan produk bakeri bebas gluten pada dasarnya menurunkan kandungan protein sehingga dapat menurunkan nilai gizi produk yang dihasilkan. Upaya menggantikan protein gluten dengan protein lainnya telah banyak dilakukan, misalnya dengan menambahkan protein kacang-kacangan atau hidrolisat protein hewani. Peningkatan nilai gizi dengan penambahan protein biasanya dilakukan sejalan dengan upaya menggantikan peran tepung terigu sebagai bahan baku produk bakeri.
• Karakteristik sensoris yang kurang disukai Produk bakeri bebas gluten dapat memiliki karakteristik sensoris yang kurang disukai. Warna produk cenderung kurang menarik karena rendahnya protein gluten juga dapat mempengaruhi proses browning/ pencokelatan yang tejadi selama pemanggangan. Warna kekuningan hingga cokelat merupakan daya tarik produk bakeri yang dapat disebabkan karena reaksi antara gugus amino protein dengan gugus hidroksil dari gula pereduksi, sehingga rendahnya protein dapat menyebabkan warna bakeri menjadi lebih pucat. Tekstur yang berpasir dan kurang kompak juga menyebabkan rasa dan aroma produk menjadi kurang kuat, sehingga perbaikan tekstur ini seringkali juga berefek positif terhadap sifat sensoris ini.
• Umur simpan pendek Kerusakan produk bakeri umumnya disebabkan karena perubahan kadar air yang memicu pertumbuhan kapang. Struktur yang padat tetapi sistem jaringan yang kurang kompak pada produk bebas gluten ini dapat menyebabkan mudahnya transpor molekul air pada permukaan, yang menjadikannya mudah dimanfaatkan oleh mikroorganisme. Berbagai riset terkait bakeri bebas gluten ini juga dilakukan dalam upaya meningkatkan umur simpannya, baik dengan pengaturan formulasi produk, penyimpanan suhu spesifik ataupun dengan pengemasan vakum.

Pengembangan produk bakeri bebas gluten

Permasalahan rendahnya kualitas masih menjadi tantangan dalam inovasi produk bakeri bebas gluten. Menanggapi hal ini, penggunaan tepung alternatif baru, penambahan bahan fungsional dan nutrisi, peralatan prosesing, bahan tambahan, teknik inovatif dalam pencampuran dan proofing, dan kombinasinya digunakan untuk meningkatkan karakteristik kualitas roti bebas gluten. Beberapa pendekatan telah diterapkan untuk memahami pola pembentukan struktur jaringan bakeri bebas gluten dan penelitian lebih lanjut masih diperlukan. Beberapa upaya untuk pengembangan produk ini adalah:

• Penggunaan tepung alternatif baru Berbagai macam tepung telah banyak digunakan untuk menghasilkan karakteristik bakeri bebas gluten yang lebih baik. Beberapa penelitian menggunakan tepung terigu yang sudah diupayakan penghilangan glutennya, dengan hasil yang cukup memuaskan, akan tetapi proses pemisahan gluten membutuhkan tahapan proses yang dapat meningkatkan biaya produksi dan berimbas pada feasibilitasnya. Penelitian dengan menggunakan tepung dari berbagai jenis kacang-kacangan juga dilakukan dengan pertimbangan protein dari kacang ini akan dapat menghasilkan karakteristik adonan yang serupa dengan gluten. Beberapa penelitian menggunakan campuran beberapa tepung seperti tepung serealia (beras, sorgum dan lainnya), tepung kentang dan tepung kacang-kacangan, yang menghasilkan produk dengan kualitas yang cukup baik.

• Penelitian yang menggunakan tepung beras sebagai bahan utama menunjukkan bahwa struktur mikro adonan dari tepung beras yang difermentasi tampak rapuh dan berpori, dan sangat berbeda dari adonan gandum, yang sangat viskoelastik sehingga seluruh massanya dapat menyatu. Masing-masing jenis tepung tersusun oleh pati, protein, lemak dan serat yang memiliki perbedaan jenis dan jumlahnya sehingga memberikan efek yang berbeda pada pembentukan adonan. Oleh sebab itu pemilihan jenis tepung atau mengkombinasikan tepung yang berbeda akan dapat menghasilkan struktur jaringan yang lebih kompleks dan saling mendukung, sehingga dengan formulasi, fermentasi, teknik pencampuran dan pengadukan yang tepat akan dapat menghasilkan produk bakeri yang sebanding kualitasnya dengan produk dari gandum.

• Penggunaan bahan tambahan Karena kualitas produk roti gandum sangat bergantung pada sifat viskoelastik gluten, berbagai bahan telah digunakan untuk menghasilkan karakteristik yang serupa. Penggunaan tepung alternatif membutuhkan beberapa bahan yang mampu membantu meningkatkan elastisitas adonannya. Beberapa bahan yang dapat digunakan adalah seperti hidrokoloid (xanthan dan guar gum, gukomanan) dan juga penggunaan enzim untuk pembentukan adonanya (transglutaminase, dan protease). Hidrokoloid akan mampu membuat adonan menjadi lebih viskos dan mampu mempertahankan hidrasi air, pati dan juga gelumbung gas yang terbentuk selama fermentasi. Saat proses pemanggangan maka pati akan tergelatinisasi dan berikatan dengan hidrokoloid membentuk lapisan permukaan yang akan mempertahankan kemampuan mengembangnya adonan. Enzim transglutaminase dan protease pada prinsipnya membantu dalam pemecahan protein (protein biji-bijan atau kacang-kacangan yang digunakan dalam formulasi) sehingga terbentuk ikatan silang antar asam amino bebas yang apabila berikatan dengan gugus hidroksil dari hidrokoloid atau pati akan dapat menghasilkan struktur viskoelastis yang mirip dengan gluten. Formulasi dan pemilihan bahan tambahan yang tepat menjadi penentu keberhasilan dalam mencapai mutu produk bakeri bebas gluten yang tinggi dan sekaligus disukai dari sisi sensori.

• Teknik inovatif dalam pengolahan Penggunaan bahan tambahan yang tidak bersifat fungsional bagi kesehatan termasuk hidrokoloid seringkali dihindari karena keinginan konsumen. Beberapa penelitian juga dilakukan untuk menerapkan teknik pengolahan yang spesifik pada produk bakeri bebas gluten ini dengan meminimalkan atau tidak menggunakan bahan tambahan sama sekali. Teknik pencampuran adonan merupakan tahapan penting karena selain menghomogenkan juga memberikan pengaruh terhadap volume pengembangan. Beberapa penelitian menunjukkan bahwa waktu dan kecepatan pengadukan, serta jenis pengaduk yang digunakan terbukti memiliki pengaruh yang signifikan terhadap volume dan tekstur roti. Planetary mixer umumnye memiliki 3 (tiga) tipe pengaduk, yaitu pengaduk whisk atau kawat, hook atau spiral, dan flat beater/paddle atau datar, yang memiliki fungsi berbeda, di mana penggunaannya secara kombinasi akan menghasilkan karakteristik roti yang berbeda. Penelitian lainnya menggunakan pengadukan dan pengulenan pada kondisi tekanan atmosfir yang berbeda dan menunjukkan bahwa pengulenan di atas tekanan atmosfer menghasilkan gelembung gas, yang mengembang pada tekanan atmosfer, sedangkan menguleni di bawah tekanan atmosfer menyebabkan perluasan gelembung gas, yang dapat dengan mudah dihilangkan. Temuan ini menjadi dasar dalam modifikasi tekstur remah roti, yang dipengaruhi oleh jumlah, ukuran dan distribusi gelembung gas yang terbentuk mulai saat pencampuran, fermentasi (proofing) dan pemanggangan. Fermentasi dengan menambahkan beberapa jenis bakteri asam laktat akan dapat membantu sifat reologi adonan karena dihasilkannya eksopolisakarida. Selain itu asam-asam organik dan zat antimiroba yang dihasilkan selama fermentasi akan dapat berpotensi meningkatkan umur simpan produk. menghasilkan asam amino bebas sebagai prekursor rasa, dan juga mendegradasi fitat dan pati. Pemanfaatan emerging technology seperti ohmic heating menggantikan pemanggangan roti konvensional juga telah dibuktikan efektif dalam mengatasi rendahnya kualitas produk bakeri bebas gluten. Penelitian-penelitian masih terus dilakukan dengan semakin meluasnya kebutuhan konsumen terhadap produk bakeri bebas gluten ini. Pemanfaatan hasil penelitian ini diharapkan akan dapat menghasilkan berbagai produk yang dapat dimanfaatkan oleh masyarakat luas.

 

Referensi: 
Bender, D., Gratz, M., Vogt, S. et al. 2019. Ohmic Heating—a Novel Approach for Gluten-Free Bread Baking. Food Bioprocess Technol 12, 1603–1613
Šmídová Z, Rysová J. 2022. Gluten-Free Bread and Bakery Products Technology. Foods. 2022 Feb 7;11(3):480. doi: 10.3390/foods11030480.
Waziiroh, E., Bender, D., Faieta, M., Jaeger, H., Schreiner, M., and Schoenlechner, R. 2023. Role of fat on the quality and shelf-life of gluten-free bread baked by Ohmic heating and conventional deck oven. Innovative Food Science & Emerging Technologies (86): 103348
Yano, H. 2019. Recent practical researches in the development of gluten-free breads. npj Sci Food (3): 7. https://doi.org/10.1038/s41538-019-0040-1