PREDIKSI KANDUNGAN FISIKOKIMIA MANGGA
GEDONG GINCU MENGGUNAKAN SPEKTROSKOPI NIR
NONENG FAHRI
SEKOLAH PASCASARJANA INSTITUT PERTANIAN BOGOR
PERNYATAAN MENGENAI TESIS DAN SUMBER
INFORMASI SERTA PELIMPAHAN HAK CIPTA*
Dengan ini saya menyatakan bahwa tesis berjudul Prediksi kandungan fisikokimia mangga gedong gincu menggunakan spektroskopi NIR adalah benar karya saya dengan arahan dari komisi pembimbing dan belum diajukan dalam bentuk apa pun kepada perguruan tinggi mana pun. Sumber informasi yang berasal atau dikutip dari karya yang diterbitkan maupun tidak diterbitkan dari penulis lain telah disebutkan dalam teks dan dicantumkan dalam Daftar Pustaka di bagian akhir tesis ini.
Dengan ini saya melimpahkan hak cipta dari karya tulis saya kepada Institut Pertanian Bogor.
Bogor, September 2015
Noneng Fahri
RINGKASAN
NONENG FAHRI. Prediksi Kandungan Fisikokimia Mangga Gedong Gincu Menggunakan Spektroskopi NIR. Dibimbing oleh Y. ARIS PURWANTO dan I
WAYAN BUDIASTRA.
Buah mangga yang sudah dipanen, sebelum dipasarkan biasanya disortir berdasarkan kualitas buah seperti ukuran, warna, kerusakan, dan aroma. Pada umumnya mangga yang telah dipanen oleh petani disortir dan digrading secara manual dan bersifat subjektif sehingga hasil sortir dan grading tidak sesuai dengan kualitas mutu internal atau kandungan fisikokimia mangga Gedong Gincu. Metode untuk memprediksi kandungan kimia buah mangga selama penyimpanan tanpa merusak dengan Near Infrared Spectroscopy (NIRS) merupakan salah satu
alternatif untuk mengurangi permasalahan subjektifitas dalam proses grading.
Tujuan dari penelitian ini adalah mengkaji metode NIR spectroscopy untuk
memprediksi mutu mangga Gedong Gincu berdasarkan mutu internal dengan tujuan khusus sebagai berikut: (1) Melakukan kalibrasi dan validasi data NIR dengan sifat fisikokimia; susut bobot, kekerasan, total padatan terlarut (TPT), rasio gula asam, keasaman, total padatan non terlarut (serat) menggunakan metoda
partial least square (PLS); (2) Menggolongkan mangga Gedong Gincu
berdasarkan rasio kandungan gula asam (asam, asam-manis, dan manis); dan (3) Mengelompokkan mangga Gedong Gincu berdasarkan kandungan total padatan non terlarut (serat) dengan analisis PCA selama penyimpanan.
Buah mangga dengan tiga umur petik (100, 110 dan 115 HSBM) diukur reflektannya, dilanjutkan dengan pengukuran sifat fisikokimia mangga. Kemudian mangga disimpan selama 10 hari. Pengukuran reflektan dan sifat fisiko kimia mangga dilakukan kembali setiap 2 hari sekali untuk mangga 100 dan 110 HSBM, dan setiap 1 hari sekali untuk 115 HSBM. Parameter sifat fisikokimia mangga yang diamati adalah TPT, kekerasan, kadar asam, rasio kandungan gula asam, kandungan total padatan non terlarut (serat), dan susut bobot. Prediksi kandungan kimia mangga Gedong Gincu menggunakan metode kalibrasi PLS dan penggolongan kandungan total padatan non terlarut (serat) mangga Gedong Gincu menggunakan metode principal component analysis (PCA). Ketepatan dan
ketelitian metode NIR dalam memprediksi kandungan kimia mangga Gedong Gincu dikaji dari koefisien korelasi (r), standar error of calibration set (SEC), standar error of validation set (SEP), coefficient of variation (CV), dan residual predictive deviation (RPD).
Hasil penelitian menunjukkan bahwa NIRS dan PLS dapat memprediksi kandungan fisikokimia mangga Gedong Gincu sebagai berikut ; TPT dengan nilai SEP=0,79 (oBrix) dan RPD= 2.77 menggunakan pengolahan data spektrum kombinasi Standard Normal Variate dan first derivative Savitzzky-golay
(SNV,DG1); total asam dengan nilai SEP= 0.05% dan nilai RPD= 2.88 dengan pengolahan data spektrum first derivative Savitzzky-golay (DG1); susut bobot
dengan nilai SEP= 1.06%, dan RPD= 3.94 dengan pengolahan data spektrum kombinasi Smoothing dan normalisasi (SA3,NO1); rasio gula asam dengan nilai
SEP= 34 (oBrix/%) dan RPD= 2.23 dengan pengolahan data spektrum kombinasi normalisasi dan first derivative Savitzzky-golay (NO1,DG1); kekerasan dengan
nilai SEP= 0.92N dan RPD= 2.31 dengan pengolahan data spektrum kombinasi
kandungan total padatan non terlarut (serat) dengan nilai SEP= 0.93% dan RPD= 2.49 dengan pengolahan data spektrum kombinasi Smoothing dan second derivative Savitzzky-golay (SA3,DG2). Metode NIRS dapat menggolongan
mangga berdasarkan rasio kandungan gula asam (asam, asam-manis, manis) menghasilkan tingkat akurasi 77%. Namun metode NIRS dan PCA belum dapat mengelompokkan secara akurat mangga berdasarkan kandungan total padatan non terlarut (serat) selama penyimpanan dengan keragaman PC1 85% dan PC2 12%. Kata Kunci :Grading, Mangga Gedong Gincu, Near Infrared Spectroscopy,
SUMMARY
NONENG FAHRI. Prediction Of Physicochemical Content ‘Gedong Gincu’ Mango By NIR Spectroscopy. Supervised Y. ARIS PURWANTO And I WAYAN
BUDIASTRA.
Mango fruit commonly is sorted before delivered to the market based on its quality such as size, color, defect and flavor. In general, mango is sorted manually and graded subjectively, so it does not guarantee the judgement result similar to the physicochemical content of mango. The prediction method of chemical content of mango during storage non destructively by NIRS is one of alternative to reduce the subjectivity problems in grading process.The aim of this study was to examine NIR spectroscopy to predict the quality of mango Gedong Gincu based on internal quality with the specific objectives were to perform calibration and validation NIR data to physicochemical data such as weight loss, firmness, total soluble solid (TSS), the ratio of sugar acids, acidity, total content of non-dissolved solids (fiber) using partial least square (PLS) method; (2) to classify mango Gedong Gincu based on the acid sugar content ratio (sour, sour-sweet, and sweet); (3) to classify mango Gedong Gincu based on the total content of non-dissolved solids (fiber) with PCA analysis during storage.
Mango fruits with three picking dates (100,110,115 DAFB) were subjected to NIR reflectance measurement then followed by physico chemical measurement. The remain mango fruits were stored in room temperature storage for 10 days and subjected to reflectance and chemical measurement every 2 days for mango of 100 and 110 (DAFB), and everyday for of 115 days (DAFB). Physicochemical mango parameters measurement were TSS, firmness, total acid, sugar acid ratio content, total of non-dissolved solids (fiber), and weight loss. Prediction of chemical constituents mango Gedong Gincu using PLS and classification of total content of non-dissolved solids (fiber) mango Gedong Gincuwas carried out using principal component analysis (PCA). The statistical parameters that used to evaluated the resulted prediction models were correlation coefficient (r), standard error of calibration set (SEC), standard error of validation set (SEP), coefficient of variation (CV), and residual predictive deviation ( RPD).
with accuracy 77%. However, NIRS method with PCA analysis can not classify mango based on the total amount of non-dissolved solids (fiber) with a diversity of 85% PC1 and PC2 12%.
Keywords: Grading, Mango Gedong Gincu, Near Infrared Spectroscopy, partial least square(PLS), principal component analysis (PCA).
© Hak Cipta Milik IPB, Tahun 2015
Hak Cipta Dilindungi Undang-Undang
Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan atau menyebutkan sumbernya. Pengutipan hanya untuk kepentingan pendidikan, penelitian, penulisan karya ilmiah, penyusunan laporan, penulisan kritik, atau tinjauan suatu masalah; dan pengutipan tersebut tidak merugikan kepentingan IPB
Tesis
sebagai salah satu syarat untuk memperoleh gelar Magister Sains
pada
Program Studi Teknik Mesin Pertanian dan Pangan
PREDIKSI KANDUNGAN FISIKOKIMIA MANGGA
GEDONG GINCU MENGGUNAKAN SPEKTROSKOPI NIR
SEKOLAH PASCASARJANA INSTITUT PERTANIAN BOGOR
BOGOR 2015
Judul Tesis : Prediksi Kandungan Fisikokimia Mangga Gedong Gincu Menggunakan Spektroskopi Nir
Nama : Noneng Fahri NIM : F151130061
Disetujui oleh Komisi Pembimbing
Dr Ir Y Aris Purwanto, MSc
Ketua Dr Ir I Wayan Budiastra, MAgr Anggota
Diketahui oleh
Ketua Program Studi
Teknik Mesin Pertanian dan Pangan
Dr Ir Y Aris Purwanto, MSc
Dekan Sekolah Pascasarjana
Dr Ir Dahrul Syah, MScAgr
PRAKATA
Puji dan syukur penulis aturkan kepada Allah subhanahu wa ta’ala atas segala nikmat-Nya sehingga karya ilmiah ini berhasil diselesaikan. Tema yang dipilih dalam penelitian yang dilaksanakan sejak bulan November 2014 ini ialah prediksi mutu menggunakan NIRS, dengan judul Prediksi Kandungan Fisikokimia Mangga Gedong Gincu Menggunakan Spektroskopi NIR Telah selesainya penulisan karya ilmiah ini penulis ingin mengucapkan terimakasih dan penghargaan sebesar-besarnya kepada :
1. Ayah, Ibu, suami, kakak, dan anak tercinta yang senantiasa memberikan do‟a, motivasi, nasehat, dan kasih sayang sehingga tahap studi ini terselesaikan.
2. Bapak Dr Ir Y Aris Purwanto, MSc selaku ketua komisi pembimbing dan ketua program studi teknik pertanian dan pangan (TMP) yang sudah memberikan bimbingan dan arahan kepada penulis selama pendidikan, penelitian sampai penulisan tesisi.
3. Bapak Dr Ir I Wayan Budiastra, MAgr selaku anggota pembimbing yang sudah memberikan bimbingan dan arahan kepada penulis selama pendidikan, penelitian sampai penulisan tesisi.
4. Bapak Dr Ir Usman Ahmad, MAgr selaku penguji luar komisi yang telah memberikan saran dan koreksi untuk perbaikan tesis.
5. Ibu Rusmawati dan Bapak Ahmad Muyatullah atas segala dukungan dan layanan selama penulis menjalani perkuliahan dan penelitian. Kepada Bapak Sulyaden dan Baskara Edi Nugraha dari Laboratorium Teknik Pengolahan Pangan dan Hasil Pertanian, Departemen TMB IPB yang telah membantu dalam pengumpulan data.
6. Rekan-rekan seperjuangan S2 TMP IPB 2013, tim peneliti NIR (Yunisa Tri Suci, Herna Purnama Sari, Kak Sri Agustina, Tri Yulni, Reski Febyanti Rauf, dan Nuzlul Musdalifah) selaku rekan diskusi dalam penelitian.
Semoga karya ilmiah ini bermanfaat.
Bogor, September 2015
DAFTAR ISI
PRAKATA iv
DAFTAR ISI v
DAFTAR GAMBAR vi
DAFTAR TABEL vii
1. PENDAHULUAN 1
Perumusan Masalah 2
Tujuan Penelitian 2
2. TINJAUAN PUSTAKA 3
Mangga Gedong Gincu 3
Penggolongan (Grading) 5
Perubahan Mutu Pascapanen Mangga 5
Near Infrared Spectroscopy (NIRS) 6
Metode Kalibrasi 8
Principal Component Regression (PCR) 8
Partial Least Square (PLS) 9
Aplikasi Near Infrared untuk Penentuan Mutu Buah secara Non-Destruktif 10
3. METODE 12
Tempat dan Waktu Penelitian 12
Bahan dan Alat 12
Prosedur Penelitian 13
Pengukuran Reflektan NIR pada Buah Mangga. 13
Pengukuran Parameter Kandungan Fisikokimia Mangga 14
Pengukuran Susut Bobot 14
Kekerasan 15
Total Padatan Terlarut 15
Rasio Gula dan Asam 15
Total asam 15
Total Padatan Non Terlarut 16
Kalibrasi dan Validasi menggunakan Metode PLS 16
Evaluasi Hasil Kalibrasi dan Validasi 17
Penggolongan Mangga Gedong Gincu Berdasarkan Kandungan Rasio Gula
Pengelompokkan Mangga Gedong Gincu Berdasarkan Kandungan Total Padatan Non Terlarut (serat) Selama Penyimpanan Dengan Metode PCA 17
4. HASIL DAN PEMBAHASAN 18
Karakteristik Gelombang NIR Mangga Medong Gincu 18 Perubahan Parameter Mutu Buah Mangga Selama Penyimpanan 19
Susut Bobot 20
Kekerasan 21
Total Padatan Terlarut 22
Rasio Gula Asam 23
Total Asam 23
Padatan Non Terlarut 24
Kalibrasi dan Validasi Data Spektrum NIR Terhadap Mutu Mangga Gedong
Gincu Menggunakan Metoda PLS 25
Penggolongan mangga berdasarkan rasio kandungan gula asam prediksi NIR 32 Pengelompokkan Mangga Gedong Gincu Berdasarkan Kandungan Total Padatan Non Terlarut (serat) Selama Penyimpanan Dengan Metode PCA 33
5. KESIMPULAN 34
DAFTAR PUSTAKA 34
DAFTAR GAMBAR
1. Mangga Gedong Gincu 3
2. Tingkat kematangan Buah Gedong Gincu. 4
3. Set alat Spektrometer NIRFlex N-500 (fiber optic solids) 6
4. Tipe penyerapan NIR pada berbagai lokasi komposisi (Osborne, 1993) 7 5. Diagram representasi dari specular (a) regular reflectance, (b)
bodyreflectance, dan (c) absorban Near Infrared dari Sampel
(Dryden2003). 7
6. Deskripsi dari prosedur PLS (Pandey, 2010). 9
7. Diagram alir penelitian 14
8. Proses kalibrasi dan validasi 18
9. Spektra reflektan NIR mangga Gedong Gincu 19
10. Grafik perubahan susut bobot mangga Gedong Gincu selama
penyimpanan pada berbagai umur petik. 20
11. Perubahan kekerasan buah mangga buah mangga selama penyimpanan
pada berbagai umur petik. 21
12. Perubahan total padatan terlarut buah mangga buah mangga selama
penyimpanan pada berbagai umur petik. 22
13. Grafik perubahan rasio gula asam mangga Gedong Gincu selama
14. Grafik perubahan total asam mangga Gedong Gincu selama
penyimpanan. 24
15. Perubahan tingkat kandungan total padatan non terlarut (serat) mangga
Gedong Gincu selama penyimpanan. 25
16. Hasil kalibrasi dan validasi prediksi susut bobot dengan pra pengolahan
data kombinasi antara (sa3,n01). 26
17. Hasil kalibrasi dan validasi prediksi total padatan terlarut dengan pra
pengolahan data kombinasi antara (snv,dg1). 27
18. Hasil kalibrasi dan validasi prediksi kandungan total padatan non terlarut dengan pra pengolahan data kombinasi antara (sa3,dg2). 28 19. Hasil kalibrasi dan validasi prediksi total asam dengan pra
pengolahan data dg1. 29
20. Hasil kalibrasi dan validasi prediksi kekerasan dengan pra pengolahan
data kombinasi antara (dg2, snv). 30
21. Hasil kalibrasi dan validasi prediksi kandungan rasio gula asam dengan pra pengolahan data kombinasi antara (no1, dg1). 31 22. Penggolongan kandungan total padatan non terlarut mangga
berdasarkan lama simpan dengan pra pengolahan data turunan pertama
(DG1). 33
DAFTAR TABEL
1. Standar mutu mangga 5
2. Hasil kalibrasi dan validasi prediksi susut bobot mangga Gedong
Gincu berdasarkan nilai reflektan 26
3. Hasil kalibrasi dan validasi prediksi total padatan terlarut mangga
Gedong Gincu berdasarkan nilai reflektan 27
4. Hasil kalibrasi dan validasi prediksi total asam mangga Gedong Gincu
berdasarkan nilai reflektan 29
5. Hasil kalibrasi dan validasi prediksi kekerasan mangga Gedong Gincu
berdasarkan nilai reflektan 30
6. Hasil kalibrasi dan validasi prediksi rasio gula asam mangga Gedong
Gincu berdasarkan nilai reflektan 31
7. Batasan nilai penggolongan mutu Mangga Gedong Gincu berdasarkan
rasio Kandungan gula asam 32
8. Penggolongan mutu Mangga Gedong Gincu berdasarkan validasi rasio
1.
PENDAHULUAN
Buah mangga Gedong Gincu merupakan salah satu jenis buah mangga yang banyak diminati baik di pasar lokal maupun pasar internasional. Menurut Amirasi (2012), mangga Gedong Gincu mempunyai peluang pasar ekspor cukup besar dikarenakan buahnya mempunyai aroma sangat tajam, warna buah merah menyala, dan mengandung banyak serat. karakteristik ini sangat sesuai dengan permintaan negara importir. Dengan adanya prospek pemasaran mangga Gedong Gincu yang baik maka diperlukan perbaikan-perbaikan mulai dari aspek produksi, panen, ketersediaan buah, teknik penanganan pascapenan, sistem produksi, dan pengendalian mutu agar produk yang dihasilkan mempunyai kualitas yang sesuai dengan permintaan pasar.
Berbagai macam teknologi telah diupayakan untuk dapat menjaga kualitas yang sesuai dengan permintaan pasar. Salah satu cara tersebut adalah penyimpanan pada suhu rendah. Penyimpanan pada suhu rendah menjadi salah satu faktor utama untuk dapat mempertahankan mutu dan memperpanjang umur simpan karena buah setelah panen masih mengalami proses kehidupan. Menurut Zainal (2012) buah-buahan setelah panen dikatakan masih hidup karena masih melakukan pernafasan dalam suatu reaksi yang sangat kompleks karena selama proses respirasi terjadi perubahan fisik, kimia dan biologi misalnya proses pematangan, pembentukan aroma dan kemanisan, pengurangan keasaman, pelunakan daging buah dan pengurangan bobot. Bila proses respirasi. Laju respirasi dapat dikendalikan oleh suhu. Pada setiap kenaikan suhu 100C, laju respirasi meningkat dua atau tiga kali. Namun, penyimpanan dingin untuk mempertahankan mutu dan memperpanjang umur simpan juga memiliki kendala.
Menurut Saranwong (2003) dalam penelitian yang menghubungkan kualitas panen dengan kualitas saat dikonsumsi menyebutkan bahwa kandungan pati saat dipanen sangat berpengaruh terhadap tingkat kemanisan (total padatan terlarut, kandungan gula) pada buah saat dikonsumsi. Dengan demikian parameter total padatan terlarut saat dipanen sangat penting diketahui untuk memperoleh kualitas buah saat dikonsumsi. Untuk mengetahui mutu internal buah mangga saat panen biasanya dilakukan dengan cara destruktif, yaitu dengan analisa laboratorium.
Penentuan tingkat kematangan secara visual buah dapat dilihat dari perubahan warna yang mulai dari mangga muda warnanya hijau dan mangga gedong yang memiliki warna jingga yang menandakan telah matang, namun untuk menentukan rasa manis atau asam pada buah mangga tidak dapat dilihat secara visual. Oleh karena itu, diperlukan pengembangan metoda penentuan kualitas mangga Gedong Gincu berdasarkan kandungan kimia pada mangga dengan metoda nondestruktif salah satu yang potensial adalah dengan NIR spektroskopi.
Teknologi spektroskopy near infrared (NIR) merupakan salah satu
teknologi yang dapat menggantikan metode konvensional dan telah sukses diaplikasikan pada produk pertanian, farmasi, petrokimia dan lingkungan. Salah satu metoda non destruktif ini adalah dengan pemanfaatan Near Infrared Spectroscopy. Metode ini sudah banyak diterapkan untuk mendeteksi kualitas
2
protein, dan kandungan pati. Beberapa keuntungan teknologi NIR adalah dapat menganalisis sampel dengan cepat (dalam beberapa detik), akurat, dan tidak membutuhkan bahan kimia sehingga tidak ada limbah kimia yang dihasilkan, (Zainal. 2012).
Penelitian dengan menggunakan NIR juga sudah diterapkan untuk memprediksi perubahan kekerasan manggis selama penyimpanan dingin (Ahmad
et al. 2014). Seperti penelitian yang dilakukan Zainal (2012) pada buah mangga
Gedong Gincu dengan Penentuan Gejala Chilling Injury Buah Mangga Gedong
Gincu Dengan Near Infrared Spectroscopy menjelaskan bahwa dengan metode
NIR dapat memprediksi mutu buah mangga Gedong Gincu seperti susut bobot, kekerasan, total padatan terlarut, dan pH, dengan metode Partial least square
(PLS) namun peneliti hanya melakukan kalibrasi dan validasi pada pH dan gejala
Chilling Injury dan indikator seperti total keasaman, rasio gula asam, dan serat
yang ada pada mangga Gedong Gincu tidak lakukan,
Rasio kandungan gula dan asam pada mangga Gedong Gincu dapat di prediksi dengan menggunakan NIR (Purwadaria et al. 1995). Panjang gelombang
NIR yang digunakan untuk memprediksi kandungan gula dan asam tersebut berkisar 1400 nm – 1975 nm dengan metode Multiple Linier Regression.
Penelitian NIR untuk memprediksi sifat fisikokimia mangga Gedong Gincu dan rentang panjang gelombang 1000 nm – 2500 nm dan metode kalibrasi PLS, PCA, serta pengolahan data NIR belum dilakukan. Diharapkan dengan metode kalibrasi yang baru dapat meningkatkan akurasi dari penelitian sebelumnya.
Perumusan Masalah
Karakteristik dan penentuan mutu buah mangga Gedong Gincu masih menggunakan sistem pengamatan warna untuk penentuan kematangan secara kualitatif namun rasanya tidak sesuai dengan yang diharapkan konsumen. Tingkat produksi buah mangga Gedong Gincu cukup besar, sehingga, memerlukan metode
grading dalam penentuan tingkat kematangan buah mangga Gedong Gincu secara
cepat. Spektroskopi NIR mempunyai peluang untuk penyelesaian permasalahan.
Tujuan Penelitian
Tujuan dari penelitian ini adalah mengkaji metode Spektroskopi NIR untuk prediksi mutu mangga Gedong Gincu berdasarkan mutu internal dengan tujuan khusus sebagai berikut:
1. Melakukan kalibrasi dan validasi data, susut bobot, kekerasan, TPT, rasio gula asam, keasaman (titrasi), total padatan non terlarut(serat) dengan spektrum NIR menggunakan metoda PLS
2. Menggolongkan mangga Gedong Gincu berdasarkan kandungan rasio gula asam (asam, asam-manis, dan manis).
3
Manfaat Penelitian
Berdasarkan tujuan di atas, maka dari penelitian ini diharapkan dapat memberikan manfaat dan informasi sebagai berikut :
1. Memberikan data dasar perubahan karakteristik Near Infrared (NIR)
berdasarkan kandungan fisikokimia mangga Gedong Gincu
2. Membantu dalam pengembangan grading buah secara tidak merusak.
2.
TINJAUAN PUSTAKA
Mangga Gedong Gincu
Mangga (Magifera indica L.) merupakan buah yang berasal dari daerah
tropis dan subtropis yang sangat diminati konsumen karena aroma yang khas. Mangga merupakan salah satu buah musiman yang mempunyai prospek baik sebagai komoditas ekspor yang diproduksi secara komersial oleh lebih dari 87 negara. Varietas mangga sangat beragam, diantaranya arumanis, gadung, Gedong Gincu, cengkir, golek, bapang, kidang, dan sebagainya (Pracaya. 2001).
Mangga Gedong Gincu mempunyai keunggulan dibandingkan mangga lainnya karena memiliki aroma lebih tajam, rasa manis segar, dan kulit buah berwarna merah menyala sehingga diminati oleh kelompok konsumen ekonomi menengah ke atas dan konsumen luar negeri (Gambar 1). Masyarakat Majalengka menyebut mangga Gedong Gincu sebagai mangga keraton atau mangga selera keraton karena tampilan yang memikat dan harganya yang cukup mahal, sehingga mangga Gedong Gincu dicitrakan sebagai mangga untuk konsumsi kalangan elit (Pracaya. 2001).
Gambar 1 Mangga Gedong Gincu
4
Gambar 2 Tingkat kematangan Buah Gedong Gincu.
Mangga Gedong Gincu memiliki bentuk pohon tegak dengan ketinggian 9 – 15 m, bercabang banyak, berdaun lebat, letak daun mendatar, permukaan daun sempit berbentuk lancip pada dasarnya dan datar pada pucuknya, bentuk malai bunga lancip berwarna merah. Jarak tanam yang dianjurkan untuk mangga Gedong Gincu adalah 8 -10 m. Untuk mendapatkan pohon mangga Gedong Gincu yang subur, tidak terlalu tinggi, dan berdaun lebat, maka batang dan cabang pohon harus dipangkas saat tanaman berusia 8 bulan. Pohon yang tidak tinggi akan mempermudah saat perawatan dan pemanenan. Tanaman mangga Gedong Gincu dapat tumbuh dan berproduksi baik di daerah dataran rendah dengan ketinggian 0-500 m di atas permukaan laut (dpl), memiliki curah hujan 750-2.250 mm per tahun, suhu harian 24-280C, kelembaban 50-60%, jenis tanah gembur yang mengandung pasir dan kedalaman air 50-150 cm. Masa kering diperlukan sebelum dan sewaktu berbunga. Masa kering ini dibutuhkan supaya bunga tidak terkena air sehingga rontok atau terjatuh (Badan standarisasi nasional 1992).
Berdasarkan SNI 01-3164-1992, untuk semua kelas buah, ketentuan minimum mutu yang harus dipenuhi adalah utuh, padat (firm), penampilan segar,
5 Tabel 1 Standar mutu mangga
Karakteristik Mutu I Mutu II
Keseragaman varietas Seragam Seragam
Tingkat ketuan Tua tidak matang Tua agak matang
Kekerasan Keras Cukup keras
Keseragaman ukuran Seragam Kurang seragam
Jumlah buah cacat (%) 0 0
Kadar kotoran Bebas Bebas
Jumlah buah busuk (%) 0 0 pascapanen, serta bentuk normal (Badan standarisasi nasional 1992).
Penggolongan (Grading)
Buah mangga yang sudah dipanen, sebelum dipasarkan biasanya disortir berdasarkan kualitas buah, yaitu yang besarnya seragam, sama berat, warna baik dan menarik, sehat, serta aroma yang harum. Pemetikan buah mangga yang masih muda dihindari karena setelah proses pemeraman, kulit akan kelihatan keriput, tidak mengkilat, kurang padat, sedikit kasar, dan apabila dimakan akan terasa hambar, masam atau kurang manis.
Masalah yang membatasi perdagangan buah mangga adalah selain daya simpan yang relatif singkat juga karena variasi tingkat kematangan sehingga mutunya tidak seragam. Umumnya, pedagang dan pemasok membeli mangga dari petani saat buah tersebut cukup tua tetapi belum matang dengan harapan sampai ke tangan konsumen dalam kondisi segar, kualitas kematangan sergam dan siap dikonsumsi dikonsumsi. Kenyataanya, masalah ketidakseragaman kematangan buah sering terjadi karena kurangnya kendali proses pascapanen (Quane. 2011).
Pada umumnya mangga yang telah dipanen oleh petani di sortir dan di grading secara manual. Pengaturan grading membutuhkan keahlian dari pedagang
pengumpul karena pihak pasar lokal modern dan tradisional tidak mau menerima mangga sisa grade untuk tujuan pasar lain, semakin banyak grade yang dilakukan
maka semakin bagus kualitas mangga yang turun kepasaran (Quane. 2011).
Perubahan Mutu Pascapanen Mangga
Tahap-tahap proses pertumbuhan buah dimulai dari pembelahan sel, pembesaran sel, pendewasaan sel (maturation), pemasakan (ripening), pelayuan
(senescene) dan pembusukkan (deterioration). Mangga Gedong Gincu termasuk
buah klimaterik, dimana pola pernafasan buah klimaterik menunjukkan peningkatan CO2 selama pematangan. Menurut Amirasi (2012), klimaterik adalah suatu periode mendadak yang unik bagi buah-buahan tertentu, dimana secara biologis diawali dengan proses pembuatan etilen. Proses ini ditandai dengan adanya perubahan dari proses pertumbuhan menjadi “senescene”, adanya
6
Setelah dipanen, buah masih melangsungkan proses-proses metabolismenya. Secara umum, buah yang dipanen saat matang hijau (mature green), akan mengalami pemasakan (ripening) dan penuaan (senescence).
Proses-proses tersebut menyebabkan terjadinya perubahan-perubahan fisik dan kimia berupa perubahan kekerasan dan aroma, perubahan kandungan gula, asam organik, karbohidrat, vitamin dan protein.
Menurut Novita (2000), tahapan pertumbuhan merupakan tahapan perkembangan sel dan proses pembesaran sel pada buah, sedangkan matang fisiologis adalah suatu tahap saat buah menuju proses pematangan dan buah sudah dapat dikonsumsi, meskipun kualitasnya belum sesuai dengan keinginan konsumen. Pematangan merupakan tahap perkembangan buah yang mengalami banyak perubahan, meliputi rasa, tekstur, dan aroma. Sedangkan senescence
adalah tahapan perkembangan buah yang terakhir yaitu buah menuju pembusukan akibat sel-sel mengalami penuaan dan akhirnya sel-sel tersebut tidak dapat berfungsi lagi dengan baik.
Setelah pemasakan, kandungan gula akan meningkat akibat adanya konversi pati menjadi gula dengan bantuan enzim amilase dan fosforilase. Sementara itu, kandungan asam-asam organik dalam buah menurun sejalan dengan pemasakan akibat pemakaian asam-asam tersebut pada siklus Kreb‟s respirasi (Amirasi. 2012).
Near Infrared Spectroscopy (NIRS)
NIR merupakan bagian dari kelompok inframerah yang memiliki panjang gelombang 800 nm sampai 2500 nm (0.75 – 1.5 μm). Aplikasinya digunakan untuk telekomunikasi serat optik, untuk spektroskopi astronomi, dan pemantulan jarak jauh, sedangkan Near Infrared Spectroscopy (NIRS) merupakan metode
spektroskopis yang menggunakan daerah NIR dari spektrum elektromagnetik. Adapun Gambar 3 yaitu menunjukkan set alat Spektrometer NIRFlex N-500 (fiber optic solids) yang akan digunakan. Spektrum NIR pada makanan terdiri atas
luasan gelombang yang timbul dari tumpang tindih penyerapan yang sesuai dengan kombinasi getaran yang melibatkan C-H, O-H dan O-H yang merupakan struktur kimia. Konsentrasi unsur seperti air, protein, lemak, dan karbohidrat secara prinsip dapat ditentukan dengan menggunakan penyerapan spektroskopi. Tipe penyerapan NIR pada berbagai lokasi pada komposisi dapat dilihat pada Gambar 4 (Osborne, 1993).
7
Gambar 4 Tipe penyerapan NIR pada berbagai lokasi komposisi (Osborne, 1993)
Near infrared yang mengenai bahan memiliki energi yang kecil dan hanya
menembus sekitar satu millimeter permukaan bahan, tergantung dari komposisi bahan tersebut. Jika cahaya mengalami penyebaran, spektrum tersebut tetap mengandung informasi contoh penyerapan permukaan bahan tetapi terjadi distorsi pada puncak gelombang. Variasi pada ukuran dan suhu partikel sampel mempengaruhi penyebaran radiasi near infrared pada saat melewati sampel.
Partikel berukuran besar tidak dapat menyebarkan radiasi near infrared sebanyak
partikel kecil. Makin banyak radiasi yang diserap maka akan dapat memberikan nilai absorban yang tinggi dan memberikan efek yang besar pada panjang gelombang yang diserap menjadi lebih kuat. Ketika radiasi near infrared
mengenai sampel padat maka sebagian radiasi akan dipantulkan (specular reflectance) dari permukaan sampel (Gambar 5). Jika radiasi memasuki sampel
yang memiliki ketebalan sekitar 2 mm maka akan dapat diserap. Radiasi yang tidak terserap dapat ditransmisikan melalui sampel atau dipantulkan (Dryden ,2003)
Gambar 5 Diagram representasi dari specular (a) regular reflectance, (b) bodyreflectance, dan (c) absorban Near Infrared dari Sampel (Dryden2003).
Creswell et al. (2005) mengungkapkan bahwa radiasi elektromagnetik dapat
8
banyaknya gelombang dalam tiap satu cm (cm-1). C merupakan kecepatan cahaya yaitu 2,998 x 1010 cm/sec.
λ v = c ……….……….(1) ῡ = ……...………....……….(2)
Intensitas penyerapan dapat dinyatakan sebagai transmitan dengan persamaan sebagai berikut :
T= ………(3) Dimana nilai I adalah intensitas energi yang keluar dari sampel, dan Io adalah energi yang mengenai sampel. Hukum Beer-Lambert menyatakan tentang penyerapan radiasi di dalam sampel. Hukum Beer-Lambert ini dapat dilihat dalam Persamaan 4 dan 5. Dimana nilai A merupakan absorban, k adalah konstanta proporsi, c adalah konsentrasi penyerapan molekul, dan l adalah jarak antara sumber energi ke sampel.
...(4) ...(5) Menurut Osborne (1993), pada saat sinar radiasi mengenai partikelpartikel sampel maka radiasi dapat dipantulkan, diserap atau diteruskan. Nilai yang terukur berupa nilai pancaran pantulan (diffuse reflectance) yang secara empirik
berkaitan dengan konsentrasi penyerapan molekul (c). Dalam NIR spectroscopy,
reflektan (R) dianalogikan dengan transmitan, sehingga:
...(6)
Metode Kalibrasi
Menurut Pandey (2010), ada beberapa teknik multivariat yang berbeda untuk menganalisis data spektrum NIR seperti Principal Component Analysis
(PCA), Principal Component Regression (PCR), Partial Least Square (PLS) dan Multiple Linier Regression (MLR). PCA, PCR, PLS juga dikenal sebagai “model
bilinier”. Menurut Andasuryani et al. (2013) analisis data NIR dimanfaatkan tanpa
mempelajari hubungannya dengan sifat bahan yang diukur. Kegiatan mempelajari hubungan tersebut pada umumnya dilakukan dengan beberapa metode yaitu
Stepwise Multiple Linier Regression, Principal Component Regerssion, dan Partial Least Square. Menurut Burns and Ciurczak (2006), teknik pemodelan
matematika multivariat seperti PCR, PLS digunakan untuk kalibrasi matematika pada spektrum NIR.
Principal Component Regression (PCR)
9
Linier Regression (MLR) dalam merancang model kuantitatif untuk sampel yang
kompleks (Chen et al. 2009)
Principal components analysis (PCA) secara umum dikenal sebagai teknik
interprestasi multivariat, dimana “the loading” dipilih untuk menjelaskan secara
maksimal keragaman di dalam variabel. Komponen utama (PC) bertujuan untuk menjelaskan sebanyak mungkin keragaman data dengan kombinasi linier yang ditemukan yang saling bebas satu sama lain dan di dalam arah keragaman paling besar (Miller dan Miller 2005) PC dihitungsecara bertahap sehingga PC1 memiliki informasi terbesar dalam set data, sedangkan PC2 meiliki informasi data terbesar dari informasi sisa (setelah dikurangi dari PC1) dn seterusnya. Proses ini akan terus berlangsung sampai semua PC telah dihitung dan membentuk suatu set sumbu koordinat baru, dimana PC akan saling tegak lurus (Jha 2010). Tahapan-tahapan pada metode PCA adalah pembentukan matriks korelasi, menentukan nilai eigen, matrik factor, matirk rotasi factor, dan matrik loading. Informasi dekomposisi spectrum selanjutnya digunakan untuk menghitung persamaan regresi sehingga menghasilkan model yang kuat dalam memprediksi konsentrasi komponen yang dinginkan (Chen et al. 2009)
Partial Least Square (PLS)
Partial least square (PLS) adalah sebuah metode reduksi dimensi data,
dimana sejenis dengan PCA yaitu untuk mencari faktor-faktor yang paling relevan dalam memprediksi dan menginterpretasi data. Regeresi PLS meningkatkan kemampuan modelnya dari PCA dengan menggunakan variabel respon secara aktif dalam dekomposisi bilinier prediktor. PCA terfokus pada keragaman di dalam prediktor sedangkan PLS fokus pada kovarians diantara respon dan prediktor-prediktor. Dengan jalan menyeimbangkan informasi antara prediktor dan respon, PLS mereduksi dampak dari banyaknya prediktor yang tidak relevan dengan keragaman data. Estimasi kesalahan prediktor ditingkatkan dengan cara validasi silang (Hanis, 2008). Menurut Pandey (2010), PLS menggunakan variabel kombinasi linier dari variabel prediktor dibandingkan variabel asli (Gambar 6).
Gambar 6 Deskripsi dari prosedur PLS (Pandey, 2010).
Langkah awal dari metode PLS adalah pemusatan data matriks X dengan vektor c, dimana dapat dilihat pada Persamaan 7 dan 8 :
10
Penggunaan metode PLS sebagai metode olah data spektra NIR telah banyak digunakan pada saat ini. Slaughter dan Crisosto (1998) memprediksi kualitas internal kiwi menggunakan NIR spectroscopy. Panjang gelombang 700-
1100 nm untuk memprediksi total padatan terlarut, kandungan fruktosa, kandungan gula, dan berat kering dari buah kiwi dan menggunakan metode PLS untuk kalibrasi dan validasi. Hasil kalibrasi untuk prediksi TPT dengan nilai r = 0.99 dan SEC 0.72°Brix, kandungan fruktosa r = 0.9. SEC = 1.96%, kandungan glukosa r = 0.97, SEC = 1.68%, berat kering (dry weight) r = 0.97%, SEC =
0.61%. Liu et al (2010) menggunakan NIR dengan teknik PLS dalam
memprediksi total padatan terlarut pada buah jeruk utuh. Dimana panjang gelombang reflektan yang digunakan sekitar 350-1800 nm. Hasil kalibrasi menggunakan PLS mendapatkan nilai r = 0.9, RMSEP = 0.71 °Brix. Valente et al
(2009), menggunakan model regresi PLS untuk memprediksi kekerasan pada buah mangga dimana hasil kalibrasi terbaik dari kekerasan buah mangga menggunakan NIR adalah mendapatkan nilai R² = 0.82, RMSEP = 3.28, bias = -0.16.
Berbagai macam metode kalibrasi spektrum NIR telah tersedia tetapi dapat dibagi dalam dua kategori yaitu metode kalibrasi untuk panjang gelombang terpilih atau sering disebut dengan metode lokal dan metode yang melibatkan seluruh spektrum atau sering disebut metode global atau juga sering disebut metode kalibrasi spektrum penuh, seperti principal component regression (PCR)
dan partial least square (PLS). Metode full spectrum banyak digunakan karena
data dalam spektrum direduksi untuk mencegah masalah overfitting tanpa
mengurangi atau menghilangkan satu atau beberapa informasi yang sangat berguna. Jumlah sampel yang digunakan untuk tahap kalibrasi dan validasi harus cukup banyak. Jumlah sampel untuk tahap kalibrasi harus lebih banyak daripada untuk tahap validasi. Validasi bertujuan menguji ketepatan pendugaan komposisi kimia persamaan regresi kalibrasi yang telah dibangun (Lengkey, 2013)
Selain itu, dikenal pula beberapa perlakuan data sebelum spektrum dianalisis seperti smoothing, normalisasi, derivatif pertama dan kedua, standard normal variate (SNV) dan de-trending (DT) (Osborne et al., 1993). Setiap
perlakuan data memiliki fungsi yang berbeda terhadap data spektrum. Pada penelitian ini perlakuan data yang diberikan adalah smoothing, derivatif kedua
Savitzky-Golay, normalisasi, kombinasi antara smoothing dan derivatif kedua,
dan kombinasi antara smoothing, derivatif kedua dan normalisasi. Kombinasi
antara smoothing dan derivatif kedua Savitzky-Golay dapat diterapkan dan akan
mendapatkan bentuk dan model persamaan regresi kalibrasi yang optimum, layak, dan dapat dipercaya (Andasuryani et al. 2013).
Aplikasi Near Infrared untuk Penentuan Mutu Buah secara Non-Destruktif
Penemuan energi Near Infrared dianggap berasal dari Herschel pada abad
11 berkembang sampai saat ini. Pada awal 1970an di Jepang melakukan metode NIRS untuk menentukan kandungan protein gandum (Pandey. 2010). Liu et al.
(2008) juga menggunakan NIR untuk penentuan kualitas buah pir dimana kekerasan dan total padatan terlarut yang dijadikan parameter dalam pengukuran. Panjang gelombang yang digunakan sekitar 350-800 nm.
Schmiloitch et al. (2000) menggevaluasi sifat-sifat fisiologi buah mangga
dengan menggunkan NIR spectrometry dengan reflektensi sekitar 1200-2400 nm.
Sifat fisiologis yang diukur termasuk pelunakan daging, total padatan terlarut, dan keasaman buah mangga, dan Saranwong et al (2004) juga menggunakan NIR spectroscopy untuk memprediksi kualitas mangga siap makan berdasarkan tingkat
kematangan dari kualitas panen. Bahan kering (dry matter) dan pati dijadikan
acuan dalam pengukuran. Valente et al. (2009) mencoba untuk memperkirakan firmness buah mangga dengan menggabungkan metode NIR spektroskopi
absorban dengan teknik akustik. Spektrum absorbansi atau reflektansi NIR yang digunakan sekitar 400-1050 nm.
Wang et al. (2011) melaporkan bahwa NIR dapat mengevaluasi mutu buah
jujubes berdasarkan parameter kandungan padatan terlarut dan infestasi serangga dalam buah tersebut. Makino et al (2010), mengestimasi tingkat penyerapan
oksigen buah tomat menggunakan spektra absorbansi NIR dengan model jaringan saraf tiruan. Dalam estimasi penyerapan oksigen ini mengunaan panjang gelombang 645 – 979 nm. Huang et al (2011) mengevaluasi kemungkinan
menggunakan Vis-NIR spektroskopi untuk penentuan total padatan terlarut dan pH dalam buah murbei yang memiliki permukaan bergelombang. Spektrum Vis-NIR yang digunakan antara 325 dan 1075 nm. Hasil pengamatannya menunjukkan bahwa kualitas internal padatan terlarut dan pH buah murbei dapat ditentukan dengan cepat.
Novita (2011) melakukan penentuan pola peningkatan kekerasa kulit buah manggis selama penyimpanan dingin dengan metode NIR Spectroscopy. Panjang gelombang yang digunakan adalah 1000-2500 nm dengan interval 0,4 nm. Model kalibrasi yang digunakan ada dua macam yaitu model kalibrasi PLS dan model kalibrasi JST dan memberikan hasil prediksi yang lebih baik pada model kalibrasi PLS.
Penentuan nilai total padatan terlarut dan kemanisan buah pear telah
dilakukan oleh Liu et al. (2008) dengan menggunakan Vis-NIR pada kisaran
panjang gelombang 350-1800 nm dan menggunakan model kalibrasi MLR, PCR dan PLSR. Jumlah sampel yang digunakan adalah 75 untuk membangun model kalibrasi dan 24 buah digunakan untuk validasi dalam membangun model kalibrasi menggunakan sampel yang memiliki kandungan ekstrim agar diperoleh sebaran data yang lebar, didapatkan hasil dengan koefisien korelasi 0.912 dan 90.854 dengan Root Mean Square Error of Prediction (RMSEP) sebesar 0.662
dan1.232oBrix.
Penerapan metode NIR untuk mengevaluasi kandungan gizi dan dipilih asam amino esensial dalam biji-bijian jagung yang dilakukaan oleh Budiastra et al
12
Purwanto et al (2012) menggunakan metode non destruktif juga pada buah
mangga untuk memprediksi tingkat keasaman (pH) selama penyimpanan dingin. Model yang dibangun yaitu PLS mampu mempediksi tingkat keasaman (pH) mangga dengan nilai r 0.9042 dan 0,12 untuk SEP. Penelitian berikutnya pada komoditas manggis juga mengembangkan model kalibrasi untuk perubahan tingkat kekerasan buah mangga selama penyimpnan pada suhu rendah (8oC dan 13oC). Model yang dikembangkan merupakan korelasi antara tingkat kekerasan dengan kandungan kadar air (Ahmad et al. 2014). Steuer et al. (2001) melakukan
analisa terhadap minyak jeruk dengan menggunakan NIR spectroscopy, minyak
yang terdiri dari ikatan C-H memperlihatkan stretching dan deformasi pada
kisaran panjang gelombang 16341766 nm dan 2250-2350 nm.
Pengembangan sistem sortasi menggunakan NIR (Near infrared reflectance) sebagai metode nondestruktif dalam mengklasifikasikan mangga berdasarkan tingkat rasa yaitu rasa manis, asam manis, manis dengan umur panen yang berbeda (Purwadaria et.al. 1994). Rasio kandungan gula dan asam pada mangga
Gedong Gincu untuk tingkat kematang yang berbeda dengan menggunakan sistem difusi reflaktan NIR dapat dibangun dengan panjang gelombang 1400- 1975 nm dan hasil korelasi dengan pengukuran destruktif menunjukkan adanya korelasi dengan pengukuran non destruktif dengan nilai R=0,92 dan R=0,98 (Purwadaria
et al. 1995).
PCA telah banyak digunakan untuk analisis dta spektrum NIR. Zulfahrizal
et al. (2013) telah berhasil membedakanspektrum biji kakao tumpukan dengan
individu dan mendeteksi tingkat fermentasi biji kakao dengan NIR dan analisis PCA. Pada buah mangga PCA telah digunakan untuk mengklasifikasikan tingkat kematangan berdasarkan umur petik (Kienzle et al. 2011) dan klasifikasi mangga
berdasarkan varietas (Jha et al. 2013).
3.
METODE
Tempat dan Waktu Penelitian
Penelitian ini dilakukan mulai bulan Oktober 2014 sampai Desember 2014, yang bertempat di Laboratorium Teknik Pengolahan dan Hasil Pertanian (Lab. TPPHP), Departemen Teknik Mesin dan Biosistem, Fakultas Teknologi Pertanian, Institut Pertanian Bogor
Bahan dan Alat
Bahan
13 pengamatan (hari ke 10), sedangkan pada umur petik 115 HSBM jumlah buah yang digunakan 33 buah pengamatan dilakukan setiap 1 hari sekali hingga hari terakhir pengamatan (hari ke 10). Bahan lain yang digunakan adalah aquadest.
Alat
Peralatan yang digunakan secara non destruktif adalah Spektrometer NIRFlex N-500 fiber optik solid dari Buchi Switzerland dengan panjang
gelombang 800-2500 nm. Sedangkan peralatan untuk destruktif yaitu rheometer
model CR 300 DX-L untuk mengukur kekerasan, Kandungan padatan terlarut diukur dengan portable digital refractometer atago PR-201 pada suhu ruang,
cawan. Peralatan lainnya yang digunakan dalam penelitian ini yaitu timbangan digital, pisau untuk memotong dan mengupas kulit mangga Gedong Gincu.
Prosedur Penelitian
Prosedur penelitian prediksi kandungan kimia mangga Gedong Gincu secara non destruktif dengan menggunakan spektroskopi nir dengan beberapa tahap yaitu (1), pengukuran reflektan spektrum NIR buah mangga yang disimpan pada suhu ruang kemudian diukur parameter mutunya secara destruktif, (2) pengolahan data dengan melakukan kalibrasi dan validasi, (3) penggolongan mangga gedong berdasarkan kandungan rasio gula asam mangga gedong (asam, asam-manis, dan manis), 4) pengelompokkan mangga Gedong Gincu berdasarkan kandungan total padatan non terlarut (serat) selama penyimpanan dengan PCA. Diagram alir dapat dilihat pada gambar 7.
Pengukuran Reflektan NIR pada Buah Mangga.
Reflektan NIR pada buah mangga diukur pada 3 titik yang berbeda yaitu bagian tengah, pangkal, ujung, dengan menggunakan spektrometer NIRFlex N-500 fiber optik solid dengan panjang gelombang 1000-2500 nm dengan interval 4
cm.
Sebelum melakukan pengukuran reflektan pada buah mangga Gedong Gincu maka perangkat NIRFlex fiber optic solids N-500 terlebih dahulu
dinyalakan dan didiamkan beberapa saat. Prinsip fungsional dari perangkat NIRFlex fiber opticsolids N-500. Setelah proses jeda maka dilakukan pengukuran
reflektan dimana secara otomatis perangkat akan melakukan referensi panjang gelombang. Referensi panjang gelombang terdiri dari dua kelompok yaitu referensi internal dan referensi ekternal. Proses referensi panjang dilakukan atas perintah dari software NIRWare operator. Falwil (2008) menyatakan bahwa data
reflektan yang telah diukur tersimpan dalam database NIRCal 5.2 yang
merupakan program olah data yang terintegrasi dengan spektrometer NIRFlex N-
500. Spektrometer ini menggunakan detektor extended range InGaAS dengan
kontrol temperatur. Prinsip pengukuran spektra adalah menembakkan cahaya dari lampu halogen ke sampel. Sebagian energi yang dipantulkan akan diterima oleh detektor sebagai data frekuensi getaran dan ditransformasikan dengan metode
14
Mulai
Mangga gedong gincu dengan umur petik 100 HSBM (21 buah), 110 HSBM (21 buah), dan 115 HSBM (36 buah)
Pengangkutan
Pembersihan/pencucian
Pengukuran secara non-destruktif
menggunakan NIR Spectroscopy
Pengukuran parameter Keasaman,susut bobot, rasio gula asam, TPT, Total padatan Non terlarut dan kekerasan
sebanyak 3 buah/umur sampel Penyimpanan pada suhu ruang
untuk setiap umur petik
Pengukuran parameter-parameter non-destruktif:
Setiap selang 1 hari hingga hari ke-10 untuk umur petik 115 HSBM
Setiap selang 2 hari hingga hari ke-10 untuk umur petik 100 HSBM dan 110 HSBM
SA3, NO1, DG1, DG2, MSC, SNV dan Kombinasi Antara SA3&NOI, NO1&DG1, SA3&DG1
Gambar 7 Diagram alir penelitian
Pengukuran Parameter Kandungan Fisikokimia Mangga
Pengukuran parameter kandungan fisikokimia mangga Gedong Gincu secara destruktif meliput pengukuran susut bobot, kekerasan, total padatan terlarut, rasio gula asam, total asam, dan total padatan non terlarut (serat).
Pengukuran Susut Bobot
15 dengan menggunakan timbangan digital. Dimana bo merupakan berat bahan sebelum disimpan (gram) dan bt setelah disimpan pada suhu ruang. Perhitungan susut bobot dapat dilihat pada Persamaan (9)
……… (9)
Kekerasan
Kekerasan sampel buah mangga Gedong Gincu diukur berdasarkan tingkat ketahanan buah terhadap jarum (probe) dari alat rheometer. Pengukuran
dilakukan menggunakan Rheometer model CR-300. Sebelum pengukuran Rheometer diatur pada mode 20, beban maksimal 10 kg, kedalam penekanan 10
mm, kecepatan penurunan beban 60 mm/menit, dan diameter probe nomor 38 (2.5
mm). Sampel diletakkan pada sampel holder, kemudian dengan menekan start jarum akan menusuk buah dan kekerasan buah terukur dalam satuan N (Newton). Pengukuran dilakukan pada tiga titik yaitu bagian pangkal, tengah, dan ujung.
Total Padatan Terlarut
Total padatan terlarut diukur menggunakan refractometer. Nilai TPT
diperoleh dengan cara menghancurkan daging buah mangga kemudian meneteskan sari buahnya di atas objek gelas yang terdapat pada refractometer
sehingga nilai TPT (oBrix) akan terbaca langsung pada layar alat. Pengukuran TPT diambil pada 3 bagian buah mangga yaitu pangkal tengah dan ujung.
Rasio Gula dan Asam
Rasio kandungan gula dan asam dari mangga Gedong Gincu dapat dihitung dengan membandingkan kandungan Gula (TPT) dan asam (pH/keasaman) yang dikalikan dengan 100%. Secara matematis dapat dihitung dengan menggunakan persaman 10.
... (10)
Total asam
Total keasaman dianalisis dengan menggunakan titrasi. Sebanyak 10 gram bahan ditambahkan dengan 100 ml aquades, ihomogenisasi dengan menggunakan blender, kemudian filtrate disaring dengan menggunakan kertas saring, diambil 20 ml dan diberi indicator phenolphthalein (pp) sebanyak 3 tetes. Filtrate kemudian dititrasi dengan menggunakan NaOH 0.1 N hingga berwarna merah stabil. Selanjutnya total asam dapat dihitung. Dimana N merupakan formalitas NaOH 0.1 N, faktor pengenceran (Fp= 100/20), Mr NaOH merupakan massa molar NaOH (40), mg contoh (10000 mg).
16
Total Padatan Non Terlarut
Buah mangga terdiri dari air, protein, lemak, dan karbohidrat, jika sebagian besar padatan terlarut berupa gula akan tetapi adanya padatan terlarut tidak terurai menjadi gula sehingga menjadi padatan yang tidak larut berupa serat. Padatan non terlarut ini dapat dihitung dengan cara memotong daging buah sebanyak 10 gram bahan ditambahkan dengan 100 ml aquades, dihomogenisasi dengan menggunakan blender. Daging yang sudah hancur disaring menggunakan saringan. Padatan non terlarut atau serat yang tidak lolos dalam saringan ditimbang lagi. Untuk memperoleh persentase padatan non terlarut (serat) yang terkandung dalam daging buah dapat dihitung dengan Persamaan 12.
……..(12)
Kalibrasi dan Validasi menggunakan Metode PLS
Pra pengolahan pada data spektra dilakukan sebelum kalibrasi dan validasi, untuk mengeliminasi gangguan-gangguan yang terjadi selama pengambilan spektrum. Spektra yang diperoleh dari NIR ditransformasikan menjadi spektra reflektan .Berikutnya dilakukan pra pengolahan data untuk dianalisis lebih lanjut menggunakan PLS. Pra pengolahan data awal yang diberikan pada data penelitian ini adalah sebagai berikut
1. Normalisasi antara 0-1 (n01)
2. Turuna Pertama dan Savitzky-Golay 9 titik (dg1) 3. Kombinasi n01 dan dg1
Pengolahan awal (pretreatment) berupa normalisasi 0-1 yang bertujuan
untuk mengurangi error yang disebabkan perbedaan ukuran partikel ataupun noise
saat pengukuran. Perhitungan nilai normalisasi dapat dilihat pada Persamaan (13). ………..……...……(13)
Smoothing berfungsi untuk memilih penghalusan fungsi dengan teliti tanpa
menghilangkan informasi spektrum yang ada dan mengurangi guncangan (noise)
dan memperkecil galat (kekeliruan) yang terjadi selama pengukuran NIR dan analisis kimiawi laboratorium.
Derivatif kedua Savitzky-Golay berfungsi untuk mereduksi efek basis dari adanya pertambahan dari proses absorban (shoulder effect) serta menghilangkan
masalah basis kemiringan persamaan regresi (Kombinasi antara smoothing dan
derivative kedua Savitzky-Golay dapat diterapkan dan akan mendapatkan bentuk dan model persamaan regresi kalibrasi yang optimum, layak, dan dapat dipercaya
17
Evaluasi Hasil Kalibrasi dan Validasi
Ketepatan dan ketelitian metode NIR dalam memprediksi kandungan kimia mangga gedong ginci dikaji dari koefisien determinasi (R2) koefisien korelasi (r), standar error of calibration set (SEC), standar error of validation set
(SEP), coefficient of variation (CV), dan residual predictive deviation (RPD)
(Mauzan et al. 2005). koefisien determinasi (R2), menunjukkan hubungan antara
nilai referensi dengan nilai yang diperdiksi. Nilai maksimumnya adalah 1 yang menunjukkan prediksi yang sempurna. Nilai R2 0.75 menunjukan model dapat digunakan. Standar Error of Calibration set (SEC), menunjukkan seberapa baik
persamaan kalibrasi cocok dengan data. Nilai SEC yang semakin kecil menunjukkan kesalhan prediksi yang rendah dari kalibrasi. Rasio antara SEC dan SEP mendekati 100. Standar Error of Validation set (SEP), menunjukkan
ketidaktepatan (kualitas) dari model validasi. Nilai yang kecil menunjukkan model yang baik. Sebaiknya lebih kecil dari standar deviasi data aktual. Coefficient of Variation (CV), menunjukkan error sebanding dengan rata-rata hasil uji kimia bahan. Menurut Matjik et al. (2006) besaran idealnilai CV sangat tergantung pada bidang studi yang digeluti, misalnyauntuk bidan pertanian nilai CV yang dianggap wajar adalah 20-25%, namun percobaan dilakukan di laboratorium nilai CV diharapkan jauh lebih kecil mengingat sebagian kondisi lingkungan dalam keadaan terkontrol. Residual Predictive Deviation (RPD),
menunjukkan rasio antara standar deviasi dari data original referensi dengan SEC dan SEP. Nilai RPD antara 1.5-1.9 menunjukkan prediksi masih kasar dan masih perlu perbaikan pada kalibrasi. Nilai RPD antara 2-2.5 menunjukkan model prediksi yang cukup baik. Sedangkan niali RPD antara 2.5-3 atau lebih menunjukkan akurasi model prediksi yang baik dan sangat baik
Penggolongan Mangga Gedong Gincu Berdasarkan Kandungan Rasio Gula Asam
Penggolongan mangga Gedong Gincu berdasarkan kandungan rasio gula asam (asam, asam-manis, dan manis) dengan menggunakan data validasi. Dimana batasan nilai untuk penggolongan mangga Gedong Gincu berdasarkan kandungan rasio gula asam yaitu nilai dari 0-100 tergolong asam, 101-200 tergolong asam manis, dan 201-300 digolongkan dengan manis, ini berdasarkan dari perbandingan niali total padatan terlarut dan nilai total asam. Kemudian dilakukan pencocokan hasil prediksi nir dengan nilai aktual.
Pengelompokkan Mangga Gedong Gincu Berdasarkan Kandungan Total Padatan Non Terlarut (serat) Selama Penyimpanan Dengan Metode PCA
18
Pengolahan data spektra menggunakan unscramble software® X version
10.3 (CAMO, Norway). Sebelum dilakukan pengelompokan dengan PCA, spektra diberikan pra pengolahan data. Dimana pra pengolahan data yang digunakan adalah turunan pertama untuk mengurai komponen-komponen yang tumpah tindih dapat diuraikan dan dapat mengurangi baseline linier antara sampel dan dapat
menghilangkan background sehingga meningkatkan resolusi spektra NIR
(Andasuryani et al. 2013).
Gambar 8 Proses kalibrasi dan validasi
4.
HASIL DAN PEMBAHASAN
Karakteristik Gelombang NIR Mangga Medong Gincu
Reflektan spektra mangga Gedong Gincu untuk tiap umur petik dapat dilihat pada Gambar 9. Secara umum bentuk dan tipikal yang sama pada tiga umur petik dengan beberapa puncak dan lembah. Pada panjang gelombang antara 1000-2500 nm memperlihatkan spektrum lebar dan memiliki beberapa puncak dan lembah spektrum. Puncak dan lembah spektrum ini dipengaruhi oleh kandungan kimia didalam bahan dan karakter fisik bahan. Masing-masing puncak dan lembah dapat diinterprestasikan memiliki kandungan kimia yang berbeda (Osborne 1993).
tidak
TPT, kekerasan, susut bobot, rasio kandunagn gula asam, total keasaman, dan serat
19 Komponen mangga Gedong Gincu pada spektra reflektan NIR berada pada kisaran panjang gelombang tertentu ditandai dengan adanya respon molekul terhadap radiasi gelombang infra-merah berhubungan dengan vibrasi ikatan kimia X-H dan C-H. Spektra dengan panjang gelombang reflektan 1215-1395 nm adanya penyerapan ikatan atom C-H dengan kandungan CH2. Kandungan senyawa asam yang terdapat dalam mangga berhubungan dengan asam-asam organik seperti asam sitrat, asam malat, dan asam askorbat. Asam-asam ini mengandung ikatan atom C-H dengan struktur kimia CH2. Rasa manis pada mangga disebabkan oleh proses hidrolisis pati dari monosakarida menjadi gula-gula sederhana. Gula yang terbentuk adalah fruktosa, glukosa, dan sukrosa, sehingga kadar gula meningkat yang didominasi oleh fruktosa. Ikatan gula tersebut berada panjang gelombang 1765 nm. Pada panjang gelombang ini juga ditemukannya ikatan CH2 yang mengidentifikasikan sebagai asam. Kandungan air yang tinggi pada mangga Gedong Gincu terlihat jelas pada karakteristik spektra reflektan NIR. Terjadinya penyerapan O-H dengan bentuk lembah yang dalam berada pada panjang gelombang 1411 nm dan 1888 nm.
Menurut Nicole et al (2007), ketika radiasi mengenai sampel akan terjadi fenomena radiasi yaitu diserap (absorbed), ditransmisikan, dan dipantulkan (reflected). Konstribusi dari setiap fenomena tergantung pada konstitusi kimia dan parameter fisik dari sampel.
Gambar 9 Spektra reflektan NIR mangga Gedong Gincu
Perubahan Parameter Mutu Buah Mangga Selama Penyimpanan
Setelah panen buah-buahan masih mengalami proses kehidupan. Dikatakan masih mengalami proses kehidupan karena setelah panen buah-buahan masih melakukan kegiatan pernafasan dan metabolisme. Sehingga setelah panen, buah-buahan memerlukan proses pascapanen. Salah satu teknologi pascapanen yang bisa dilakukan adalah penyimpanan. Adapun selama penyimpanan, buah-buahan mengalami perubahan baik secara fisik maupunkimiawi. Menurut Zainal (2012), pengamatan secara fisik dengan subjektif pada buah-buahan dapat dilakukan
0
1000 1150 1300 1450 1600 1750 1900 2050 2200 2350 2500
Re
fle
kta
n
Panjang Gelombang (nm)
20
dengan beberapa cara, diantaranya adalah warna, bentuk, berat, ukuran, dan kekerasan. Sedangkan untuk sifat kimia yang diamati adalah keasaman (pH), dan padatan terlarut. Perubahan-perubahan ini akan dapat mempengaruhi mutu dari buah yang disimpan. Parameter mutu pada buah merupakan faktor yang sangat penting terutama untuk melihat kualitas suatu buah, sehingga dalam penelitian ini perlu dilakukan pengamatan mutu. Pengamatan mutu yang dilakukan antara lain perubahan, susut bobot, kekerasan, total padatan terlarut, keasaman, rasio gula asam, dan serat.
Susut Bobot
Kehilangan berat buah selama penyimpanan terutama disebabkan oleh kehilangan air. Disamping itu kehilangan air juga dapat menurunkan mutu dan menimbulkan kerusakan. Kehilangan berat atau susut bobot selama penyimpanan mangga pada penelitian ini dapat dilihat pada Gambar 10.
Gambar 10 Grafik perubahan susut bobot mangga Gedong Gincu selama penyimpanan pada berbagai umur petik.
Hasil pengamatan pada gambar 10 menunjukkan bahwa persentase susut bobot meningkat seiring dengan lamanya penyimpanan. Persentase susut bobot yang terbesar selama penyimpanan terdapat pada umur petik 115 HSBM. Hal ini disebabkan karena terjadi proses kehilangan air atau transpirasi serta respirasi yang lebih besar dibandingkan dengan umur petik 100 dan 110 HSBM. Menurut Zainal (2012), proses respirasi ini menyebabkan kelanjutan pematangan buah, sedangkan pada proses transpirasi akan terjadi penguapan air yang menyebabkan buah menjadi layu dan mengerut sehingga buah menjadi lebih lunak. dapat menyebabkan kehilangan air, menurunkan bobot, dan menurunkan penampilan. Transpirasi sangat dipengaruhi oleh faktor ekternal seperti suhu. Selain suhu, lama penyimpanan juga mempengaruhi susut bobot.
21
Kekerasan
Pengamatan parameter mutu lainnya pada penelitian ini adalah kekerasan. Perubahan kekerasan selama penyimpanan diukur berdasarkan ketahanan buah terhadap alat penekan pada rheometer. Rheometer ini diset dengan mode 20,
beben maksimum 10 kg, kedalamam penekan 10 mm, kecepatan penurunanbeban 60 mm/m dan diameter probe yang nomor 38 (2.5 mm) Pengamatan kekerasan
yang diukur dari tiga titik untuk masing-masing buah yang disimpan. Grafik perubahan kekerasan selama penyimapanan dapat dilihat pada Gambar 11.
Gambar 11 Perubahan kekerasan buah mangga buah mangga selama penyimpanan pada berbagai umur petik.
Perubahan kekerasan buah mangga menurun selama penyimpanan, dimana buah menjadi semakin lunak seiring dengan lamanya penyimpanan baik pada buah umur petik 100 HSBM, 110 HSBM dan 115 HSBM. Zainal (2012), menjadi lunaknya buah disebabkan oleh perombakan protopektin yang tak larut menjadi pektin yang larut atau hidrolisis pati atau lemak. pada buah-buahan terdapat dinding sel, dimana senyawa dinding sel terdiri dari atas selulosa, hemiselulosa, pektin, dan lignin. Terjadinya pengempukan buah atau pelunakan buah selama penyimpanan diakibatkan oleh degradasi hemiselulosa dan protopektin.
Proses pelunakan buah selama penyimpanan sangat cepat terjadi pada umur petik 115 HSBM karena pada proses respirasi mengakibatkan pecahnya karbohidrat menjadi senyawa-senyawa sederhana, dengan adanya pemecahan ksrbohidrat ini maka akan menyebabkan pecahnya jaringan pada buah sehingga menjdi lunak. sedangkan 100 HSBM dan 110 HSBM buah dalam kondisi proses pematangan yang membutuhkan waktu untuk matang, yang dimana semakin hari tingkat kekerasan juga semakin menurun berbeda dengan 115 HSBM dalam kondisi matang yang proses penurunan kekerasan buah lebih cepat karena kondisi kekerasannya lebih lunak. Hal ini terjai karena sebagian air pada buah mengalamipengupan sehingga kekerasan buah menurun. Menurut Amiarsi (2012), perubahan metabolisme mempengaruhi akan proses respirasi, pematangan, proses
22
penuaan, tekstur, dan warna. Selain itu, enzim juga memiliki pengaruh dalam terjadinya proses pelunakan.
Total Padatan Terlarut
Pengamatan total padatan terlarut pada buah mangga diamati dengan menggunakan refraktometer. Jika sebagian besar padatan terlarut berupa gula maka hasil pembacaan dinyatakan sebagai derajat Brix. Buah mangga terdiri dari air, protein, lemak, dan karbohidrat. Karbohidrat terdiri dari pati, gula, dan pektin. Pada buah yang masih muda seperti apel, mangga, pisang mengandung banyak pati. Kandungan pati beberapa buah akan terus bertambah selama pendewasaan sel. Kandungan gula beberapa jenis buah-buahan klimaterik seperti mangga, kadang akan meningkat selama pendewasaan sel (Muchtadi et al. 2010). Banyak
macam gula yang terdapat pada buah-buahan, akan tetapi perubahan kandungan gula yang sesungguhnya hanya meliputi tiga macam gula yaitu glukosa, fruktosa, dan sukrosa.
Gambar 12 Perubahan total padatan terlarut buah mangga buah mangga selama penyimpanan pada berbagai umur petik.
Dari hasil pengamatan perubahan total padatan terlarut terlihat bahwa terjadi peningkatan total padatan terlarut selama penyimpanan. Peningkatan total padatan terlarut pada buah mangga selama penyimpanan cukup besar, akan tetapi peningkatan total padatan terlarut pada penyimpanan buah mangga 100 HSBM lebih lambat dibandingkan pada buah yang umur petik 110 dan 115 HSBM dapat dilihat pada Gambar 12. Pada penyimpanan buah mangga 100 HSBM jumlah total padatan terlarut pada hari ke-0 sebesar 16.82 °Brix meningkat menjadi 19.49°Brix hari ke 10 sedangkan mangga umur petik 115 HSBM yang memiliki total padatan terlarut yang besar dari hari ke-0 sebesar 18.10 °Brix menjadi 21.92°Brix pada hari ke-10. Perubahan total padatan terlarut ini juga dipengaruhi oleh lama simpan, karena selama penyimpanan kandungan gula naik dan dan kandungan asamnya turun.
23
Rasio Gula Asam
Mangga Gedong Gincu berbeda dengan jenis mangga lainnya dari segi kandungan rasio gula asam, dimiliki mangga jenis lainnya. Mangga Gedong Gincu yang disimpan dalam waktu lama dang matang maksimal memiliki rasa yang berbeda . Rasio gula asam meningkat selama penyimpanan karena kandungan gula naik dan dan kandungan asamnya turun. Rasa asam menjadi ciri utama dari mangga Gedong Gincu meskipun kandungan gulanya meningkat dalam proses pematangan rasa asam masih tetap terasa (Purwadaria 1995) dapat dilihat Gambar 13.
Gambar 13 Grafik perubahan rasio gula asam mangga Gedong Gincu selama penyimpanan.
Dari Gambar 13 rasio gula asam meningkat pada umur petik 115 HSBM yang dimana kondisi buahnya sudah matang yang memiliki nilai total padatan terlarut yang tinggi dan asam yang kecil dan memiliki rasa yang manis, berbeda dengan Umur Petik 100 HSBM yang rasio gula asamnya kecil karena kandungan asamnya yang cenderung tinggi dibanding kandungan gula yang cenderung memiliki rasa asam, dan umur petik 110 HSBM memiliki kandungan gula dan kandungan asam yang seimbang yang cenderung memiliki rasa manis asam.
Total Asam
24
kondisi matang dan umur petik 115 HSBM kondisi buah sudah matang sekali dan rasanya sudah manis, namun dalam proses penyimpanan dari mangga Gedong Gincu walaupun total asamnya menurun dan kandungan gulanya meningkat namun rasa asam masih terasa karena merupakan ciri khas dari mangga gedong itu sendiri (Purwadaria 1995).
Gambar 14 Grafik perubahan total asam mangga Gedong Gincu selama penyimpanan.
Padatan Non Terlarut
Mangga Gedong Gincu memiliki kandungan kimia meliputi vitamin, kadar air, total gula, pati,asam amino. Namun sebagian besar padatan terlarut berupa gula tidak sepenuh larut, sehingga adanya padatan terlarut tidak terurai menjadi gula sehingga menjadi padatan yang tidak larut (serat). Mangga yang sudah terlalu matang memiliki total padatan non terlarut (serat) yang tinggi dapat diliht pada Gambar 15.
Dari Gambar 15 mennjelaskan bahaya mangga umur petik 115 HSBM memilik kandungan total padatan non terlarut (serat) yang banyak dan selama penyimpanan kandungan total padatan non terlarut (serat) meningkat karena buahnya sudah sangat matang. Dan mangga umur petik 110 memiliki serat yang cukup tinggi karena pada umur petik ini mangga mulai mengalami pelunakan. Namun pada mangga umur petik 100 HSBM memilik total padatan non terlarut (serat) yang sedikit, karena kondisi buah masih dalam proses pematangan dan tingkat kekerasannya pun masih tinggi, tetapi selama proses penyimpanan terjadi perubahan fisik sehingga. Mangga Gedong Gincu yang disimpan dalam waktu lama dan mencapai matang maksimal kandungan total padatan non terlarut (serat) lebih tinggi. Kandungan seratnya ada dua yaitu serat halus (diertary fiber) yang
merupakan serat pangan dan serat kasar (crude fiber).
25
Gambar 15 Perubahan tingkat kandungan total padatan non terlarut (serat) mangga Gedong Gincu selama penyimpanan.
Kandungan total padatan non terlarut (serat) meningkat disebabkan oleh sifat total padatan non terlarut (serat) berupa serat kasar (crude fiber) yang tidak
dapat menyerap air atau tidak dapat dihidrolisis oleh bahan kimia. Kandungan total padatan non terlarut (serat) berasal dari dinding sel yang terdiri dari selulosa, hemiselulosa, dan pektin yang terdapat pada sayuran atau buahan. Monosakarida (glukosa dan fruktosa) yang terdapat pada bahan akan membentuk polisakarida pada rantai polimer dengan ikatan glikolisit. Polisakarida nantinya membentuk gelatin atau perekat (pembentuk ikatan), sehingga butiran yang terbentuk akan menjadi granula dan pada permukaan akan terbentuk kandungan total padatan non terlarut (serat). Kandungan total padatan non terlarut (serat) ini berfungsi sebagai penguat tekstur atau memberikan bentuk atau struktur tanaman. (Behera et al.
2009). Menurut Amiarsi (2012), perubahan metabolisme mempengaruhi akan proses respirasi, pematangan, proses penuaan, tekstur, dan warna. Selain itu, enzim juga memiliki pengaruh dalam terjadinya proses pelunakan.
Kalibrasi dan Validasi Data Spektrum NIR Terhadap Mutu Mangga Gedong Gincu Menggunakan Metoda PLS
Model kalibrasi merupakan hubungan antara data reflektan NIR dan data kimia mangga Gedong Gincu. Model kalibrasi yang baik ditentukan dengan parameter seperti SEC, SEP, bias, perbedaan antara SEC dengan SEP, koefisien korelasi antara nilai aktual dengan prediksi, jumlah faktor atau variabel laten dan sebagainya (Lammertyn et al. 2000). Kalibrasi dilakukan menggunakan metode
PLS dengan pra pengolahan data dan jumlah faktor PLS optimum yang diaplikasikan pada spektrum NIR (Andasuryani et al. 2013). Jumlah faktor
26
pengolahan data dan jumlah faktor PLS optimum. Nilai faktor PLS yang tinggi dapat mengurangi kemampuan untuk memprediksi karena gangguan spektra.
Susut bobot menandakan kehilangan air akibat terjadinya metabolisme pada mangga selama penyimpanan. Hasil kalibradi dan validasi susut bobot dengan beberapa pra pengolahan data untuk memprediksi susut bobot mangga Gedong Gincu selama penyimpanan dapat dilihat pada tabel 2. Hasil kalibrasi yang terbaik dipilih pra pengolahan data dengan kombinasi (sa3, n01) Gambar 16 pra pengolahan data ini memberikan hasil terbaik karena memiliki niali parameter dengan nilai r > 90, dan nilai RPD 2.5-3 atau lebih menunjukkan akurasi hasil prediksi yang baik (Williams 2001; Nicolai et al 2007).
Tabel 2 Hasil kalibrasi dan validasi prediksi susut bobot mangga Gedong Gincu berdasarkan nilai reflektan
Gambar 16 Hasil kalibrasi dan validasi prediksi susut bobot dengan pra pengolahan data kombinasi antara (sa3,n01).
