Ketika kita membeli buah di pasar, yang pertama dilihat tentu penampilan luarnya, warna, bentuk, dan mungkin teksturnya. Namun, di balik kulit yang mengilap itu, tersembunyi dunia mikroskopis yang rumit: jaringan sel, senyawa kimia, air, gula, dan pigmen yang membentuk rasa dan nilai gizinya.
Sayangnya, mata manusia dan bahkan mikroskop biasa tidak cukup untuk memahami semua detail itu tanpa merusak buahnya. Disinilah teknologi pencitraan nondestruktif (nondestructive imaging) menjadi pahlawan baru dalam dunia pangan dan gizi.
Dalam sebuah tinjauan ilmiah terbaru di Critical Reviews in Food Science and Nutrition (2025), tim peneliti yang dipimpin oleh Weijie Lan mengupas berbagai teknik pencitraan canggih yang dapat melihat struktur dan komposisi kimia buah dan sayur tanpa harus memotong atau menghancurkannya. Teknologi ini ibarat memiliki “mata super” yang bisa menembus lapisan jaringan untuk membaca isi kimianya secara real-time.
Baca juga artikel tentang: Sayuran yang Mengandung Tingkat Antioksidan Tinggi
Apa Itu “Heterogenitas” dalam Buah dan Sayur?
Setiap buah dan sayur sebenarnya tidak seragam di dalamnya. Satu tomat, misalnya, mungkin memiliki kadar air dan gula yang berbeda di bagian tengah dibandingkan di kulitnya. Perbedaan ini disebut heterogenitas struktural dan kimia.
Fenomena ini sangat penting karena kualitas rasa, tekstur, dan bahkan masa simpan buah ditentukan oleh bagaimana molekul-molekul di dalamnya tersusun. Namun, mengukurnya secara akurat tanpa merusak buah adalah tantangan besar.
Solusinya: Teknologi Pencitraan Berbasis Spektrum dan Gelombang
Peneliti kini menggunakan berbagai teknologi imaging spektral dan inframerah untuk memetakan struktur internal buah dan sayuran. Berikut beberapa teknologi kunci yang dibahas dalam makalah ini:
1. Hyperspectral Imaging (HSI)
HSI menggabungkan kamera digital dengan sensor spektrum cahaya untuk mendeteksi warna dan panjang gelombang yang tidak terlihat mata manusia. Dengan menganalisis pantulan cahaya pada setiap piksel, ilmuwan bisa tahu kandungan air, gula, klorofil, hingga pigmen antosianin pada permukaan atau bagian dalam buah.
Bayangkan seperti memotret apel bukan hanya dengan tiga warna (merah, hijau, biru), tapi dengan ratusan panjang gelombang, sehingga tiap titiknya memberi informasi kimia.
HSI kini banyak digunakan untuk mendeteksi buah busuk, kadar kematangan, dan residu pestisida.
2. Fourier Transform Infrared Microscopy (FTIR)
FTIR bekerja dengan gelombang inframerah untuk mengidentifikasi ikatan kimia dalam molekul. Ketika cahaya inframerah mengenai sampel, molekul bergetar dengan cara khas, ibarat “sidik jari” kimia.
Dengan FTIR, peneliti bisa memetakan distribusi gula, protein, dan lipid dalam potongan mikroskopis jaringan buah. Teknik ini membantu memahami bagaimana proses pemasakan atau penyimpanan memengaruhi kandungan gizi.
3. Raman Imaging
Teknik ini didasarkan pada hamburan cahaya laser. Ketika sinar laser mengenai molekul, sebagian kecil cahaya akan berubah panjang gelombangnya tergantung struktur kimia yang disentuhnya. Raman imaging mampu mendeteksi senyawa bioaktif seperti karotenoid dan polifenol, antioksidan alami yang penting bagi kesehatan manusia.
Raman juga berguna untuk memantau kerusakan oksidatif pada buah selama penyimpanan atau transportasi.
4. Magnetic Resonance Imaging (MRI) dan X-ray Imaging
Mirip dengan MRI di dunia medis, teknik ini memungkinkan ilmuwan melihat jaringan dalam buah tanpa memotongnya. MRI memetakan distribusi air, sedangkan X-ray imaging menyoroti densitas jaringan, misalnya untuk memeriksa rongga udara di dalam apel atau kentang yang busuk dari dalam.
Teknik-teknik ini sangat berguna untuk kontrol kualitas industri pangan dan memastikan buah yang sampai ke konsumen masih dalam kondisi prima.
Menyatukan Data Fisik dan Kimia
Yang membuat riset ini menarik adalah pendekatan integratifnya: tidak hanya melihat satu jenis data, tapi menggabungkan informasi kimia dan struktural secara bersamaan.
Para ilmuwan menyebut ini sebagai “multi-scale imaging” mencakup tiga level:
- Makro: keseluruhan buah atau sayur (misalnya kadar air secara umum)
- Meso: jaringan atau bagian tertentu (seperti daging buah vs kulit)
- Mikro: tingkat sel individu dan struktur internal
Dengan memadukan data dari berbagai teknik, mereka dapat membangun peta 3D kimiawi buah, yang memperlihatkan bagaimana senyawa bioaktif tersebar di setiap jaringan. Pendekatan ini membuka peluang untuk mengontrol kualitas dan nutrisi dengan presisi yang belum pernah ada sebelumnya.
Tantangan: Dari Laboratorium ke Industri
Meski menjanjikan, penggunaan teknologi ini masih terbatas di laboratorium penelitian. Ada beberapa kendala besar:
- Biaya alat yang sangat tinggi, terutama untuk sistem HSI dan MRI resolusi tinggi.
- Kompleksitas data: satu gambar hyperspectral bisa memuat jutaan data piksel yang perlu dianalisis dengan kecerdasan buatan (AI).
- Kebutuhan standardisasi dalam persiapan sampel dan kalibrasi alat.
Penelitian ini juga menekankan pentingnya data sharing platform, wadah berbagi data global antarpeneliti agar hasil dari berbagai laboratorium bisa dibandingkan dan dikembangkan bersama.
Masa Depan: AI dan Otomatisasi Pangan
Tren masa depan dalam bidang ini akan sangat bergantung pada AI (kecerdasan buatan). Dengan algoritma pembelajaran mesin, data dari imaging dapat diolah secara otomatis untuk mengenali pola kimia yang kompleks, misalnya membedakan buah matang dan belum matang hanya dari citra spektral.
Selain itu, dengan miniaturisasi sensor dan penurunan biaya, teknologi ini bisa diterapkan langsung di pabrik pengemasan atau bahkan pasar swalayan. Bayangkan kamera yang dapat “memindai” apel dan memberi label nilai gizi serta kesegarannya secara real-time!
Penelitian ini menunjukkan bahwa teknologi pencitraan canggih adalah jendela baru menuju pemahaman buah dan sayur. Dari sinar inframerah hingga laser, kita kini bisa “melihat” bagaimana gula, air, dan senyawa bioaktif tersusun tanpa merusak struktur alami.
Lebih dari sekadar alat laboratorium, teknik ini dapat menjadi fondasi untuk masa depan pertanian presisi, gizi personalisasi, dan pengawasan keamanan pangan. Di masa depan, mungkin kita tak perlu lagi menebak apakah buah itu manis, segar, atau bergizi tinggi karena kamera cerdas akan menjawabnya untuk kita.
Baca juga artikel tentang: Hati-Hati! Menggoreng Sayuran Bisa Menghilangkan Nutrisi dan Memicu Senyawa Berbahaya
REFERENSI:
Lan, Weijie dkk. 2025. Visualizing the structural and chemical heterogeneity of fruit and vegetables using advanced imaging techniques: fundamentals, instrumental aspects, applications and future perspectives. Critical reviews in food science and nutrition 65 (21), 4147-4171.
