Gula dan Sains dalam Baking

Bisa jadi, ini satu-satunya tulisan dalam blog saya yang menyebutkan kebaikan gula pasir.

Bismillah

Ahlan Bakers!

Sebelum mengenal kebaikan gula, Mari kenali dulu siapa aslinya gula di series blog saya dengan judul: Kenapa Aku Benci Gula

Sains dalam Kue!

Gula adalah bahan yang tidak boleh absen dalam rak bahan kue kita. Yap gula memang menjadi salah satu pemeran utama dalam pembuatan kue, tentu karena fungsinya untuk memberi rasa manis (coz people eat the cake to enjoy the sweetness). Bayangkan, cake apapun mungkin tidak akan terlalu buruk bila lupa menambahkan telur karena ada resep kue tanpa telur, and it works!, ada juga resep tanpa tepung dan strukturnya kue nya oke, banyak juga resep yang tidak pakai lemak dan kuenya tetap enak dan lembut, but it will be worse if you forget to put sugar in it, because it will taste bland. Sebenarnya, there are many sugar substitute to get a sweet taste. Tapi, tahu tidak? bahwa gula tidak hanya memberi rasa manis pada kue, more than that, sugar will affect the texture, structure, color and also the aroma of the cake. That’s why, ketika mengganti gula pasir dengan jenis pemanis lain, sudah bisa dipastikan tekstur kue akan berbeda, tergantung jenis pemanis yang digunakan dan seberapa banyak kandungan gulanya.

Kita mungkin tidak menyadarinya, tapi sesungguhnya ketika sedang membuat kue, kita tidak hanya sedang menjadi seorang chef, but also scientist. Terlalu banyak proses kimia yang terjadi ketika sebuah resep dieksekusi. Dengan memahami ini kita bisa paham apa yang akan terjadi ketika gula dicampur dengan bahan lain, sehingga menambahkan atau mengurangi takaran gula, mengganti gula pasir dengan jenis gula lain dapat memberikan hasil yang berbeda. Magic!

Semua gula, termasuk gula meja (gula pasir), madu, molasses, sirup jagung terdiri dari molekul yang diekstrak dan dimurnikan dari cairan tumbuhan. Kita tahu tumbuhan hidup dengan menjalani proses fotosintesis, yang akan menghasilkan glukosa sebagai makanan bagi tumbuhan. Lebah mengekstrak “sari” dari tanaman untuk menghasilkan madu. Manusia mengesktrak “sari” dari tanaman (umumnya dari tanaman tebu dan bit) lalu memproses dan mengkristalkannya untuk menghasilkan sebuah gula.

Gula dalam Baking

Gula pasir adalah pemanis yang setiap butirannya adalah sukrosa. Sukrosa adalah gula majemuk yang terdiri atas gabungan gula tunggal yaitu fruktosa dan glukosa. Fruktosa sendiri secara alami banyak terkandung dalam buah-buahan, sedangkan bentuk sukrosa paling banyak ditemukan pada tanaman tebu dan bit.

Umumnya, gula yang digunakan untuk semua jenis cake adalah gula yang memiliki butiran halus agar susunan cake rata. Persentase pemakaian gula pada setiap produk selalu tergantung kepada selera para pembeli. Untuk penggunaan pada produk bakery biasanya berkisar antara 2% – 20%. Adonan roti yang dibuat tanpa gula akan menyebabkan roti berkembang kurang baik, dan sebaliknya kalau terlalu banyak gula, akan menyebabkan adonan berkembang dengan lambat. Roti akan menjadi terlalu empuk dan mudah gosong, yap,that’s a scientist (chef) experimented with when making a cake.

Jadi, apa fungsi lain si manis ini?

1.   Pemberi rasa manis

Yay, everyone knows this even an ant. Gula pasir akan memberi rasa manis yang netral pada kue, sedangkan jika kita menggunakan gula palm, brown sugar (gula pasir yang ditetesi molases), gula demerara, gula muscovado dan lainnya akan memberikan rasa manis yang lebih khas dan nikmat. Pada pembuatan roti manis, gula yang digunakan sebanyak 10% – 30% dan optimum pada kisaran 15% – 25% dari berat tepung. Pada pembuatan roti tawar, gula yang digunakan lebih sedikit jumlahnya karena gula tersebut hanya berfungsi sebagai makanan bagi ragi untuk berfermentasi dan tidak untuk memberikan rasa manis.

2. Gula memperbaiki struktur cake

Seberapa tinggi sebuah kue atau seberapa lebar sebuah cookies mengembang tergantung pada reaksi kimia yang terjadi antara protein dan pati. Baiklah begini prosesnya, cake yang selama ini kita makan bisa memiliki bentuk yang tinggi dan menul-menul, seteleh sebelumnya hanyalah adonan kental, karena ketika dimasukkan ke dalam oven, ada protein gluten yang mengembang sehingga membentuk struktur kue. Kue menjadi tinggi, kokoh, dan berpori.

Apa itu gluten? Gluten adalah protein yang ada pada tepung terigu. Jenis terigu protein tinggi berarti kandungan gluten nya tinggi, sedangkan terigu protein rendah berarti kandungan gluten nya rendah, dan terigu serbaguna mengandung gluten sedang sehingga bisa dikombinasikan dengan kedua jenis terigu lainnya. Pernah lihat kan serat-serat yang ada pada roti?, yap itulah gluten. Protein gluten ini baru akan terbentuk ketika terigu bercampur dengan cairan, bisa cairan dari susu atau telur.

The Chemical Reaction

Saat adonan tercampur, protein pada tepung terhidrasi oleh cairan sehingga akan bereaksi membentuk untaian protein gluten. Ikatan gluten yang sangat elastis ini terdiri dari gelembung-gelembung yang kemudian terisi udara saat proses peragian atau pengocokan lemak dan telur. Ketika adonan dimasukkan kedalam oven, gelembung mulai naik dan menguap sehingga adonan mengembang.

Lalu, dimana fungsi gula? Jika gluten terlalu mengembang, kue atau roti yang dihasilkan akan memiliki tekstur yang terlalu keras. Kehadiran gula membantu mengikat air dan menyerap kelembapan dari tepung, sehingga setelah air diserap oleh gula, pembentukan gluten akan menjadi terkontrol, hasilnya kue akan memiliki tekstur yang empuk dan lembut serta volume yang bagus. Intinya, pemberian gula akan mengempukkan hasil produksi karena gula akan mengubah susunan, volume, dan simetri pada kue atau roti dengan cara melemahkan ikatan protein yang terbentuk ketika tepung bercampur dengan cairan dari susu dan telur.

Aku pernah membuktikan hal ini dengan membuat roti manis, dimana komposisi gulanya cukup banyak, and it works!. Rotiku jadi lembut, moist. empuk dan lembut. Berbeda dengan roti tawar yang sebelumnya aku pernah buat.

Jika sebuah resep mempunyai keseimbangan komposisi antara gluten, pati, dan gula, maka akan menghasilkan volume dan tekstur yang bagus. Kelebihan gula akan menyebabkan kue menjadi “turun” atau terlalu berat dan mudah gosong, sebaliknya, jika gula terlalu sedikit maka akan menghasilkan tekstur yang keras karena pembentukan gluten yang terlalu optimal.

3. Gula menciptakan tekstur

Gula bisa mengikat air karena gula memiliki sifat higroskopis yaitu kemampuan menahan atau mengikat air. Hal ini bermanfaat untuk:

• Produk memiliki daya simpan yang baik, menjadi lebih tahan lama dan tidak cepat basi sebab kelembapan adonan diserap gula

• Mengontrol perkembangan gluten, sehingga kue menjadi lembut.

Jenis gula yang berbeda menghasilkan tekstur yang berbeda. Kue yang dibuat dengan Brown sugar akan memiliki tekstur yang lebih moist dan chewy karena adanya kandungan molasses. Gula juga menciptakan tekstur crunchy. Di oven, kandungan air yang terikat pada gula akan menguap sehingga permukaan kue akan mengkristal kecoklatan.

4. Gula memberikan warna

Pengulalian dan browning memiliki peranan penting dalam penentuan warna hasil produksi, terutama pada kulitnya (crust). Kue mendapatkan warna golden-brown disebabkan oleh kandungan gula. Gula mengalami reaksi karamelisasi dan reaksi Maillard.

Reaksi Maillard adalah reasi yang terjadi antara asam amino dengan gula pereduksi ketika dipanaskan bersama-sama. Sedangkan karamelisasi adalah proses pencoklatan non-enzimatis yang disebabkan oleh pemanasan gula yang melampaui titik leburnya. Perbedaan reaksi maillard dan karamelisasi, bahwa reaksi maillard adalah pencoklatan bahan makanan yang mengandung gula dan protein, sedangkan karamelisasi adalah proses mencoklatkan suatu bahan makanan yang mengandung gula (academia.edu)

Namun, setiap gula memiliki kepekaan yang berbeda-beda terhadap panas, sehingga berbeda pula suhu dimana larutan gula akan mulai membentuk karamel. Pada suhu 175°c gula mengalami proses karamelisasi, menjadi warna kekuningan. Reaksi ini menghasilkan warna kecoklatan dan menciptakan aroma yang enak. Semakin banyak gula yang digunakan, semakin coklat warna kue. Lapisan kecoklatan ini membantu menjaga kelembapan dan memperpanjang kesegaran kue. Pencampuran gula yang tidak merata dan terlalu banyak akan menyebabkan bintik-bintik hitam pada kulit roti dan membentuk lubang besar atau kantung udara pada produk roti.

5. Gula mengikat udara

Saat gula dan lemak (margarin atau mentega) dikocok bersama, sisi kristal gula yang tajam ketika dikocok bersama dengan lemak menyebabkan terbentuknya kantung udara. Ketika bahan pengembang ditambahkan, kantung udara akan bertambah besar. Selama proses pemanggangan, kantung udara naik sehingga menyebabkan kue naik. Lama waktu gula dan lemak dikocok menentukan jumlah udara pada adonan. Selain itu, krim yang dikocok bersama gula akan membuatnya menjadi kokoh dan tidak mudah meleleh atau berubah bentuk, sedangkan jika krim dikocok tanpa gula akan lebih cepat meleleh. Untuk pengkreman gula dengan lemak perbandingan maksimal yang baik adalah dua bagian gula dan satu bagian lemak.

6. Gula membantu menstabilkan

Gula memiliki bentuk kristal yang sisi-sisinya tajam. Sama seperti mengocok lemak, pengocokan gula dengan putih telur membuat terbentuknya kantung udara. Penambahan gula juga bermanfaat untuk menstabilkan busa yang dihasilkan dan membuatnya lebih kokoh. Dengan demikian, gula membuat busa putih telur lebih elastis sehingga kantung udara dapat mengembang dan menangkap serta menahan udara yang dihasilkan selama proses pengocokan. Ketika gula ditambahkan, seringkali bersama dengan penstabil seperti lemon atau cream of tartar (fungsi utama untuk menstabilkan putih telur, bisa juga membantu mencegah gula mengkristal), maka lapisan protein menjadi lebih lengket dan kemampuannya untuk menahan udara meningkat, sehingga busa menjadi lebih kaku, tinggi dan stabil.

7. Gula sebagai bahan pengawet alami

Gula adalah hal yang penting dalam proses pembuatan selai buah dan jeli, yaitu untuk memberikan konsistensi selai. Pectin yang terkandung dalam buah hanya dapat membentuk gel ketika dicampur dengan gula dan asam. Gula sangat penting karena dapat menarik dan menahan air selama proses gelasi.

Gula juga bermanfaat sebagai pengawet alami selai. Ketika botol selai dibuka, maka bakteri mudah masuk. Gula akan merusak bakteri dengan proses osmosis, dimana cairan yang ada dalam sel mikroorganisme bakteri akan berpindah ke cairan yang lebih pekat (dalam hal ini yaitu cairan selai yang pekat karena gula). Lama-kelamaan sel bakteri akan terdehidrasi karena caira dalam tubuhnya berpindah ke selai (yang konsistensinya lebih tinggi), sehingga sel bakteri akan pecah lalu mati. Itulah mengapa gula bermanfaat sebagai pengawet alami.

8. Gula dapat menjadi taburan dan garnish

Butiran gula yang halus dan putih menjadikan gula cocok sebagai taburan pada donat, muffin, atau cinnamon roll, bisa juga dikombinasikan bersama bubuk kayu manis. Selain tampilan yang cantik, juga memberikan tektstur yang crunchy saat dikunyah. Gula yang dikaramelisasi juga bisa menjadi topping.

 Beberapa jenis gula dari tebu (sugar cane) :

• Gula pasir
• Palm sugar (gula dari nira pohon aren) 
• Brown sugar (gula pasir yang ditambahkan tetesan molasses. Penggunaan gula jenis ini membuat produk cake lebih chewy dan moist)
• Gula halus (gula konfeksioneri atau icing sugar). Bentuk gula ini sangat halus sehingga terkadang dicampur dengan tepung maizena atau sejenisnya untuk menghindari penggumpalan. Gula jenis ini umumnya digunakan pada pembuatan kue kering
• Muscovado, ialah gula yang tidak dimurnikan. Teksturnya hampir sama dengan brown sugar, hanya saja molasses yang terkandung dalam gula ini secara alami. Gula jenis ini memiliki rasa molasses yang kuat dan lebih lembab. Gula jenis ini sangat cocok untuk digunakan pada cake seperti gingerbread atau kue dengan cita rasa rempah yang hangat.
• Turbinado, ialah gula mentah yang proses pengolahannya sangat sedikir. Teksturnya kasar dan warnanya coklat terang. Kandungan molasses dalam gula ini sudah dihilangkan, sehingga teksturnya kering.
• Nib sugar, ialah gula yang terbuat dari gula pasir yang dibentuk menjadi bongkahan besar. Gula jenis ini digunakan hanya untuk pembuatan tertentu karena tidak mudah larut dalam adonan

Pemanis alami selain tebu : 

• Gula Kelapa (dari nira kelapa)
• Gula Aren (dari nira pohon aren)
• Sirup Agave
• Sirup Maple

Catatan: Apabila ada kelebihan gula pada resep, lebih baik bila gula tersebut dilarutkan dalam susu atau air. Jumlah gula yang sama dengan telur hasil kocokannya akan lebih baik.

Bagaimana cara menggunakan madu untuk membuat kue?

Madu biasanya mengandung sekitar 17% air dan dapat terdiri dari fruktosa, glukosa dan/atau sukrosa. Campuran gula yang tepat bergantung pada tanaman asal nektar.

Madu dapat menggantikan gula pada sebagian besar resep, tetapi perlu diperhitungkan cairan ekstra dalam madu. Secara umum, gunakan cairan sekitar 15% lebih sedikit dalam resep atau gunakan madu sekitar 85% dari jumlah gula asli dalam resep. Madu membantu mempertahankan kelembapan sehingga kue bisa bertahan lebih lama.

Bagaimana dengan Sirup Maple?

Sirup maple memiliki rasa yang spesifik dan sangat istimewa. Biasanya, sirup maple mengandung sekitar 34% air. Artinya gunakan cairan sekitar 34% lebih sedikit. 

Sumber ilmu :

Utama : Buku Patiseri jilid 1 (Anni Faridah dkk)

Bettie B. 2018. The Function of Sugar in Baking [Internet]. [diakses 2022 Juni 4]. Tersedia pada: https://bakerbettie.com/function-of-sugar-in-baking/

Imperial Sugar. The Science of Sugar & How It Plays a Vital Role in Baking [Internet]. [diakses pada 2022 Agustus 4]. Tersedia pada: https://www.imperialsugar.com/blog/the-science-of-sugar-how-it-plays-a-vital-role-in-baking

Gaine C. 2020. Sugar in Baking: What Bakers Need to Do [Internet]. [diakses 2022 Agustus 5]. Tersedia pada: https://www.sugar.org/blog/sugar-in-baking-what-bakers-need-to-know/#:~:text=It%20keeps%20baked%20goods%20soft,t%20dry%20out%20too%20quickly.

Eileen. 2024. The Science of Sugar in Baking. [Internet]. [diakses 2024 Juni 4]. Tersedia pada: https://www.baking-sense.com/2017/03/29/baking-ingredient-sugar/