Oleh: Ricky Randa Keliat

Dalam industri pangan, atribut sensorik yang konsisten seperti warna, aroma dan rasa merupakan parameter krusial dalam menentukan kualitas produk. Seperti pada industri pangan pembuatan roti, warna cokelat pada roti saat pemanggangan merupakan parameter penting karena dapat menggugah selera dan memberi aroma yang harum. Perlu diketahui bahwa warna cokelat pada roti terjadi karena adanya reaksi maillard pada saat proses pemanggangan yaitu hasil dari interaksi biokimia yang terjadi dengan proses pencoklatan non-enzimatik yang bertanggung jawab atas pembentukan warna, aroma dan cita rasa unik pada produk roti atau Pastry.

Namun, di skala industri untuk memastikan setiap roti mempunyai warna cokelat yang konsisten merupakan tantangan besar seperti tidak pucat dan tidak gosong. Sehingga peneliti mengembangkan teknologi simulasi komputer (CFD) yaitu teknologi pemodelan prediktif yang dibuat sebagai solusi strategis untuk menjembatani teori kimia dengan optimasi proses produksi yang diharapkan menjadi solusi transformatif bagi industri pangan modern.

Secara teknis, intensitas warna ini ditentukan oleh konsentrasi melanoidin yaitu polimer berwarna cokelat yang terbentuk di tahap akhir reaksi Maillard. Peneliti menggunakan Persamaan Arrhenius guna menghitung laju pembentukan melanoidin berdasarkan fluktuasi suhu. Pendekatan ini memungkinkan kita untuk mengonversi data kimia yang rumit menjadi angka-angka yang dapat diprediksi oleh komputer, menghubungkan kemajuan reaksi molekuler dengan perubahan fisik yang tampak pada permukaan produk.

Melalui pengujian ketat pada suhu 1500C, simulasi ini terbukti sangat akurat dengan tingkat kesalahan hanya 5-8%. Validasi eksperimental pada roti menunjukkan akurasi yang sangat tinggi dengan tingkat penyimpangan di bawah 7% yang membuktikan bahwa simulasi ini dapat diandalkan untuk penggunaan nyata. Artinya, apa yang diprediksi komputer hampir sama persis dengan hasil di oven, komputer bisa memprediksi kapan warna cokelat sempurna akan muncul berdasarkan suhu dan waktu. Teknologi ini tidak hanya melihat warna secara keseluruhan, tapi bisa memetakan pola kecokelatan secara spasial (titik demi titik) pada permukaan roti secara real-time.

Penerapan kerangka kerja pemodelan prediktif ini menawarkan alat praktis bagi industri untuk melakukan optimasi proses tanpa harus melalui ribuan uji coba trial-and-error. Manfaat strategisnya meliputi optimalisasi suhu dan waktu pemanggangan sehingga pabrik bisa mengoptimalkan suhu oven agar tidak ada energi yang terbuang sia-sia, memastikan standar kualitas warna dan rasa tetap sama, menghindari pembentukan senyawa berlebih akibat panas (gosong) yang dapat menurunkan aspek keamanan pangan.

Teknologi ini akan dikembangkan untuk memprediksi proses karamelisasi dan berbagai produk pangan lainnya dengan pengujian pada skala oven rumah tangga. Teknologi ini merupakan langkah maju menuju sistem kontrol kualitas yang sepenuhnya terdigitalisasi dan berbasis sains.

Referensi:

Tena, J., & Fueyo, N. (2026). A Computational Fluid Dynamics model for predicting food browning through melanoidin kinetics during baking. 407(October 2025).

-------------

Penulis adalah Mahasiswa PS Ilmu Pangan, Pascasarjana IPB University