PENGEMBANGAN PEMUTUAN BUAH MANGGIS
UNTUK EKSPOR SECARA NON DESTRUKTIF DENGAN
JARINGAN SYARAF TIRUAN
Sandra
SEKOLAH PASCASARJANA
INSTITUT PERTANIAN BOGOR
ii
PERNYATAAN MENGENAI DISERTASI DAN SUMBER INFORMASI
Dengan ini saya menyatakan bahwa disertasi yang berjudul: “Pengembangan Pemutuan Buah Manggis untuk Ekspor Secara Non Destruktif Dengan Jaringan Syaraf Tiruan” adalah benar merupakan hasil karya saya sendiri dengan arahan dari pembimbing dan belum diajukan dalam bentuk apapun kepada perguruan tinggi manapun. Semua sumber daya dan informasi yang digunakan telah dinyatakan secara jelas dan dapat diperiksa kebenarannya.
Bogor, Juni, 2007
Sandra
iii ABSTRAK
SANDRA. Pengembangan Pemutuan Buah Manggis untuk Ekspor Secara Non Destruktif dengan Jaringan Syaraf Tiruan. Dibimbing oleh HADI K.PURWADARIA, I WAYAN BUDIASTRA, SUROSO dan AMORANTO TRISNOBUDI.
Teknik pemutuan manggis untuk ekspor masih dilakukan secara manual terhadap mutu bagian luar buah saja. Hal ini menyebabkan mutu manggis untuk ekspor masih belum memuaskan konsumen karena ketidakseragaman dan adanya manggis yang rusak bagian dalam. Teknik manual sangat tergantung pada keadaan dan kondisi dari tenaga penyortir. Kelemahan evaluasi secara manual ini penyebabnya adalah faktor kelelahan manusia, keragaman visual dan perbedaan persepsi mutu buah.
Penelitian ini mempunyai tujuan membangun sistem kecerdasan buatan berbasis jaringan syaraf tiruan, untuk mekanisme sortasi dan pemutuan buah manggis segar secara non-destruktif dengan menggunakan JST. Parameter input yang digunakan adalah hasil dari pengolahan citra dan gelombang ultrasonik, pengolahan citra untuk mutu luar dan gelombang ultrasonik untuk mutu dalam. Sampel manggis yang digunakan dalam penelitian ini adalah buah manggis yang telah dipilah oleh tenaga penyortir berpengalaman kemudian diambil citranya dengan kamera CCD digital berwarna dengan perangkat penunjang video capture MATROX Meteor, dan diukur gelombang ultrasonik pada frekwensi 50kHz.. Keluaran dari citra digital dan ultrasonik yang mempunyai korelasi dengan mutu dijadikan input JST.
Hasil penelitian menunjukkan bahwa area, indek warna merah (r), indek warna biru (b), saturasi, intensitas, dan kecepatan gelombang ultrasonik mempunyai korelasi dengan kelas SNI manggis, sedangkan r, g, b, H, S, dan I mempunyai korelasi dengan sifat fisiko-kimia. Ketepatan pemutuan keutuhan kelopak dengan pengolahan citra adalah sebesar 100 %. Pemutuan berdasarkan diameter mempunyai ketepatan sebesar 94 %. Rata-rata kecepatan gelombang ultrasonik manggis rusak adalah 0.1402 mm/µs dan manggis tidak rusak adalah 0.1282 mm/ µs. Ketepatan pemutuan manggis dengan JST sebesar 95 % untuk kelas SNI dan 92 % untuk pendugaan rasio gula/asam.
iv ABSTRACT
SANDRA. Development of Non Destructive Grading For Export Mangosteen Using Neural Network. Under Supervision of HADI K.PURWADARIA, I WAYAN BUDIASTRA, SUROSO and AMORANTO TRISNOBUDI
Grading of mangosteen for export in Indonesia, so far, is done manually based on visual evaluation. The practices cause ununiform quality, since the inside defects of fruits are undetected. Human errors also occur frequently due to the fatigue of the workers. This research aimed to develop a non destructive grading system to evaluate mangosteen quality for export using neural network. Input data for neural network were parameters obtained from image processing and ultrasonic measurement which had strong relationships with quality characteristics of mangosteen. The results indicated that area, red color index (r), blue color index (b), hue, saturation, intensity, and the velocity of ultrasonic wave were correlated with the physico-chemical characteristics of mangosteen. The accuracy level in evaluation of calyx wholeness using image processing was 100 %. Grading of mangosteen based on diameter reached 94 % accuracy. The average of ultrasonic wave velocity for the defect mangosteen was 0.1402 mm/µs while for the wholesome mangosteen was 0.1282 mm/ µs. The accuracy level of neural network prediction for grading mangosteen quality was 95 %, and for the ratio of sugar/acid was 92 %.
v
© Hak cipta milik Institut Pertanian Bogor, tahun 2007
Hak cipta dilindungi
vi
PENGEMBANGAN PEMUTUAN BUAH MANGGIS
UNTUK EKSPOR SECARA NON DESTRUKTIF DENGAN
JARINGAN SYARAF TIRUAN
Sandra
Disertasi
sebagai salah satu syarat untuk memperoleh gelar Doktor pada
Program Studi Ilmu Keteknikan Pertanian
SEKOLAH PASCASARJANA INSTITUT PERTANIAN BOGOR
vii
Judul Disertasi : Pengembangan Pemutuan Buah Manggis Untuk Ekspor Secara Non Destruktif dengan Jaringan Syaraf Tiruan
Nama Mahasiswa : Sandra
Nomor Pokok : F 161020081/TEP
Disetujui
Komisi Pembimbing
Prof.Dr.Ir. Hadi K.Purwadaria, M.Sc. Dr.Ir I Wayan Budiastra, M.Agr.
Ketua Anggota
Dr. Ir. Suroso, M.Agr. Dr. Ir. Amoranto Trisnobudi.
Anggota Anggota
Diketahui
Ketua Program Studi Dekan Sekolah Pascasarjana IPB Ilmu Keteknikan Pertanian
Prof.Dr. Ir. Budi Indra Setiawan. M.Agr. Prof.Dr.Ir.Khairil Anwar Notodiputro, MS.
viii PRAKATA
Segala puji syukur penulis panjatkan kehadirat Allah SWT yang maha besar yang menguasai alam semesta ini, atas rahmat dan hidayah-Nya sehingga disertasi berjudul “Pengembangan Pemutuan Buah Manggis untuk Ekspor Secara Non Destruktif dengan Jaringan Syaraf Tiruan” ini dapat diselesaikan.
Ucapan terima kasih dan penghargaan yang setinggi-tingginya penulis haturkan kehadapan: Bapak Prof . Dr. Ir. Hadi Karya Purwadaria, MSc., Bapak. Dr. Ir. I Wayan Budiastra, MAgr., Bapak Dr. Ir. Suroso, MAgr., dan Bapak Dr. Ir. Amoranto Trisnobudi, yang telah meluangkan waktu, memberikan bimbingan dan dukungan yang tidak terhingga sehingga penulis dapat melewati tahapan studi S3.
Ucapan terima kasih juga penulis haturkan kehadapan: Bapak Prof. Dr.Ir. Budi Indra Setiawan, Magr. selaku ketua program studi Ilmu Keteknikan Pertanian, Sekolah Pascasarjana IPB yang telah banyak memberi masukan dalam ujian tertutup dan penyempurnaan disertasi ini, Bapak. Dr. Ir. I Dewa Made Subrata, Magr. selaku penguji luar pada ujian tertutup yang telah banyak memberi masukan kepada penulis. Penulis juga menghaturkan terimakasih kepada Bapak Dr. Ir. Sobir, MSi. Ketua Pusat Kajian Buah-buahan Tropika (PKBT) – IPB, dan Bapak Dr. Ir. Mohamad Reza Tirtawinata, MS. Kepala Divisi Pengembangan Proyek Khusus, Taman Wisata Mekarsari. yang telah berkenan menjadi penguji luar komisi pada ujian terbuka.
Penyelesaian Disertasi ini tidak lepas dari dukungan dan pengorbanan yang sangat besar dari istri dan ananda yang selalu memberikan semangat kepada penulis. Penulis menghaturkan terimakasih kepada ibunda yang selalu berdoa untuk penulis, juga seluruh keluarga yang telah banyak memberi perhatian kepada penulis.
Kepada pimpinan Universitas Andalas penulis sampaikan ucapan terima kasih atas ijin studi yang diberikan kepada penulis. Kepada seluruh dosen di TEP penulis ucapkan terima kasih karena telah banyak memberikan pengalaman belajar selama studi di IPB, juga teman-teman TEP dan semua pihak yang banyak memberikan dukungan kepada penulis. Harapan penulis semoga disertasi ini dapat bermanfaat. Amin.
ix
RIWAYAT HIDUP
Penulis dilahirkan di Batu Sangkar, pada 31 Desember 1963 sebagai anak pertama dari lima bersaudara pasangan.H.Munir (alm) dan Hj. Sariani. Pada Tahun 1989 penulis lulus sebagai Sarjana Pertanian pada Fakultas Pertanian Universitas Andalas Padang, Jurusan Teknologi Pertanian. Pada Tahun 1995 penulis melanjutkan studi pada Program Pascasarjana Universitas Brawijaya Program Studi Pasca Panen dan lulus pada Tahun 1998. Studi S3 pada Program Studi Ilmu Keteknikan Pertanian mulai ditempuh pada Tahun Ajaran 2002/2003 dengan Beasiswa pendidikan pascasarjana diperoleh dari Depdiknas.
x
ABSTRAK ... iii
DAFTAR TABEL... xii
DAFTAR GAMBAR ... xiii
DAFTAR LAMPIRAN... xv
PENDAHULUAN ... 1
Latar Belakang ... 1
Permasalahan ... 5
Tujuan Penelitian ... 7
Manfaat Penelitian ... 7
TINJAUAN PUSTAKA ... 8
Manggis... 8
Pasca Panen Manggis... 11
Fisiologi Buah Manggis ... 15
Teknik Pengolahan Citra... 17
Penggunaan Sifat Akuistik Untuk Evaluasi Kualitas Internal ... 19
Jaringan Syaraf Tiruan ... 24
METODE PENELITIAN... 26
Tempat Dan Waktu Penelitian ... 26
Bahan Dan Peralatan... 26
Prosedur Penelitian ... 27
Pengukuran Gelombang Ultrasonik ... 30
Pengambilan Citra ... 31
Pengukuran Sifat Fisikokimia... 36
Pengembangan Pemutuan Buah Manggis Dengan JST ... 38
HASIL DAN PEMBAHASAN... 46
Prasortasi Buah Manggis Berdasarkan Keutuhan Kelopak ... 46
Hubungan Indek Rgb Dengan Mutu Buah Manggis... 48
Hubungan Indek Rgb Dengan Sifat Fisikokimia Buah Manggis... 51
Sebaran Hsi Dengan Mutu Buah Manggis... 56
Hubungan Hsi Dengan Sifat Kimia Buah Manggis ... 59
Hubungan Fitur Tekstur Dengan Mutu Buah Manggis ... 60
Pemutuan Berdasarkan Ketuaan Buah Manggis... 63
Pemutuan Berdasarkan Area Citra Diambil Dari Atas ... 68
Pemutuan Berdasarkan Area Citra Diambil Dari Samping... 70
Hubungan Antara Sifat Fisikokimia Dengan Mutu Manggis ... 74
Pemutuan Bagian Dalam Buah Manggis ... 76
Hubungan Kecepatan Ultrasonik Dengan Sifat Kimia Manggis ... 78
xi SIMPULAN DAN SARAN
Simpulan ... 87
Saran ... 88
DAFTAR PUSTAKA ... 89
xii
1. Ekspor Manggis Indonesia 2000 – 2005... 2
2. Produksi Manggis Indonesia ………...………… 8
3. Luas Panen, Produktivitas Dan Produksi Manggis ………...……. 10
4. Persyaratan Mutu Manggis Segar ... 11
5. Karakteristik Buah Manggis... 16
6. Komposisi Zat Gizi Manggis (Per 100 G )... 18
7. Kriteria Mutu Bagian Dalam Manggis ... 27
8 Hasil Perhitungan Statistik Pada Data Luas Area Kelopak Manggis... 47
9 Tabel Perbandingan Antara Pemutuan Secara Manual Dengan Pemutuan Menggunakan Program Sortasi Pengolahan Citra... 47
10. Nilai Statistik Rgb Manggis Mutu Super, Mutu I Dan Manggis Tolakan... 50
11 Nilai Statistik HSI Pada Semua Mutu Manggis... 56
12 Nilai Statistik Tekstur Buah Manggis Mutu Ekspor Dan Buah Manggis Tolakan... 62
13 Perbandingan Antara Pemutuan Secara Manual Dengan Pemutuan Menggunakan Program Sortasi Pengolahan Citra... 65
14 Hubungan Antara Diameter Buah Manggis Dengan Area... 69
15 Perbandingan Pemutuan Secara Manual Dengan Pemutuan Pengolahan Citra Dari Atas... 70
16 Hubungan Antara Diameter Manggis Dengan Piksel (Area) (Citra Samping)... 71
17 Perbandingan Pemutuan Secara Manual Dengan Pemutuan Pengolahan Citra Dari Samping... 72
18 Hasil Perhitungan Statistik Kecepatan Gelombang Ultrasonik... 77
19 Keluaran JST Untuk Pemutuan Manggis... 80
20 Hasil Validasi Pemutuan Buah Manggis Dengan JST... 81
21 Keluaran JST Untuk Rasio Gula/Asam... 82
xiii
1. Roadmap Penelitian Utama Pengembangan Mesin Sortasi Dan Pemutuan
Buah Manggis Segar …………...………... 3
2. Buah Manggis Rusak Bagian Dalam ………... 6
3 Indeks Kematangan Buah Manggis ... 9
4 Bentuk Penjalaran Gelombang Pada Selang Waktu Tertentu ... 20
5 Elemen Volume Dalam Padatan Pada Keadaan Seimbang (Atas) Dan Pada Saat Dilalui Gelombang Akustik (Bawah)... 21
6 Arsitektur Jaringan Syaraf Tiruan ... 25
7 Kriteria Mutu Dalam Manggis... 28
8 Tahapan Pelaksanaan Penelitian... 29
9 Pemeriksaan Manggis Menggunakan Gelombang Ultrasonik... 29
10 Skema Perekaman Obyek Manggis Ke Dalam Citra Digital... 32
11 Hasil Thresholding... 34
12 Tahap Pemutuan Buah Manggis Dengan JST... 39
13 Struktur Model Jst I... 40
14 Struktur Model Jst Ii... 40
15 Arsitektur Jst Lapisan Jamak... 42
16 Thresholding Kelopak... 46
17 Sebaran Antara Jumlah Piksel Kelopak Utuh Dan Jumlah Kelopak Tolakan (Garis Mendatar Adalah Batas Luasan Untuk Masing-Masing Kelopak)... 47
18 Tampilan Program Penentuan Jumlah Kelopak ... 48
19 Sebaran Indek Warna Merah ( r) Pada Berbagai Tingkatan Mutu Manggis. 49 20 Sebaran Indek Warna Hijau (g) Pada Berbagai Tingkatan Mutu Manggis.. 49
21 Sebaran Indek Warna Biru ( b) Pada Berbagai Tingkatan Mutu Manggis.... 51
22 Hubungan r Dengan Sifat Fisikokimia Buah Manggis... 52
23 Hubungan g Dengan Sifat Fisikokimia Buah Manggis... 53
24 Hubungan b Dengan Sifat Fisikokimia Buah Manggis... 55
25 Sebaran Nilai Hue (H) Dengan Mutu Manggis... 57
26 Sebaran Nilai Saturasi (S) Dengan Mutu Manggis... 58
xiv
30 Sebaran Nilai Homogenitas Pada Berbagai Tingkat Mutu Buah Manggis... 61
31 Sebaran Entropi Pada Berbagai Tingkat Mutu Buah Manggis... 63
32 Sebaran Energi Pada Berbagai Tingkat Mutu Buah Manggis... 63
33 Pemutuan Manggis Di Tingkat Pengepul/Ekportir (Mutu Eksport”A”; Tolakan “B”)... 64
34 Tampilan Program Penentuan Tingkat Ketuaan... 65
35 Buah Manggis Salah Pendugaan Pengolahan Citra... 66
36 Hubungan Antara Diameter Manggis Dengan Jumlah Piksel... 67
37 Hubungan Antara Berat Manggis Dengan Jumlah Piksel... 67
38 Hubungan Antara Berat Manggis Dengan Diameter Manggis... 67
39 Hasil Thresholding Buah Manggis Citra Dari; (A) Atas, (B) Samping…. 68 40 Hubungan Diameter Dengan Pemutuan Secara Manual... 72
41 Hubungan Diameter Dengan Pemutuan Hasil Pengukuran... 73
42 Hubungan Jumlah Piksel Dengan Dengan Pemutuan Buah Manggis... 73
43 Sebaran Total Gula Pada Berbagai Tingkat Mutu Buah Manggis... 74
44 Sebaran Total Padatan Terlarut Pada Berbagai Tingkat Mutu Buah Manggis... 75
45 Sebaran Total Asam Pada Berbagai Tingkat Mutu Buah Manggis... 75
46 Sebaran Kekerasan Kulit Buah Pada Berbagai Tingkat Mutu Buah Manggis... 76
47 Hubungan Kecepatan Gelombang Ultrasonik Dengan Pemutuan Buah Manggis... 77
48 Hubungan Kecepatan Gelombang Ultrasonik Dengan Sifat Kimia Buah Manggis... 78
49 Struktur Jst Untuk Pemutuan Buah Manggis... 81
50 Struktur JST Untuk Pendugaan Rasio Gula/Asam... 83
51 Pemisah Obyek (Manggis) Dengan Latar Belakang... 85
52 Visualisai Sistem Pemutuan Manggis Dengan JST I... 85
xv
Halaman
1 Perbandingan Pemutuan Kelopak Manual Dengan Pemutuan
Menggunakan Program Sortasi Pengolahan Citra ... 97
2 Perbandingan Antara Pemutuan Secara Manual Dengan Pemutuan Menggunakan Program Sortasi Pengolahan Citra ... 98
3 Perbandingan Pemutuan Secara Manual Dengan Pemutuan Menggunakan Program Sortasi Pengolahan Citra Dari Atas ... 99
4 Pemutuan Manggis Secara Manual... 101
5 Perbandingan Pemutuan Secara Manual Dengan Pemutuan Menggunakan Program Sortasi Pengolahan Citra Dari Samping ... 103
6 Data Pelatihan Jst I ... 105
7 Hasil Pelatihan Jst Model I... 107
8 Pembobot Akhir JST Model I ... 109
9 Data Validasi Jst Model I ... 111
10 Hasil Validasi Jst Model I ... 112
11 Data Pelatihan Jst Model Ii ... 113
12 Pembobot Akhir Jst Jst Model Ii ... 114
13 Data Validasi Jst Model Ii ... 117
Latar belakang.
Manggis merupakan salah satu primadona ekspor buah-buahan segar, yang
menjadi andalan Indonesia untuk meningkat pendapatan devisa Negara, dan
memiliki pangsa pasar dan nilai ekonomis yang tinggi di luar negeri. Pasar buah
manggis masih mempunyai peluang yang besar ini ditunjukkan oleh permintaan
pasar yang masih relatif besar daripada penawarannya, hal ini berlaku untuk pasar
di dalam negeri maupun pasar ekspor. Kemudian tingginya nilai ekonominya
tercermin dari harga buah manggis yang relatif lebih tinggi apabila dibandingkan
dengan harga buah-buahan lainnya. (Direktorat Tanaman Buah Direktorat
Jenderal Bina Produksi Hortikultura, 2007). Harga buah manggis mungkin yang
termahal diantara jenis buah-buahan tropis yang lain, kebanyakan buah disantap
matang, jarang yang diproses lebih lanjut, mungkin karena adanya penurunan rasa
dan aroma (Ashari, 1995)
Manggis mempunyai peluang pasar yang cukup besar untuk ditingkatkan
ekspornya, karena tidak banyak pesaing-pesaing di dunia yang sudah
membudidayakan manggis dan bermain di pasar internasional, kecuali Thailand
dan Malaysia. Oleh karena itu apabila ingin meraih peluang tersebut, manggis
harus ditangani secara serius mulai dari budi daya, teknologi pasca panen sampai
pemasarannya dan yang penting harus dikerjakan secara perkebunan.
Negara-negara tujuan utama ekspor buah manggis Indonesia adalah Taiwan, Hongkong,
Jepang, Singapura, Belanda, Perancis dan Arab Saudi. Ukuran buah manggis
untuk ekspor masing-masing negara berbeda, menurut petani/pengepul buah
manggis di Purwakarta negara-negara Eropa lebih suka yang berukuran besar dan
negara-negara timur tengah suka yang berukuran agak kecil.
Produksi manggis Indonesia dari tahun ke tahun mengalami peningkatan,
pada tahun 1990 produksi 357.54 ton, tahun 1994 produksi 2 687.41 ton, pada
tahun 2000 produksi manggis mencapai 26 400 ton dan meningkat tajam pada
tahun 2003 sebesar 79 073 ton dan produksi pada tahun 2005 sebesar 64 711 ton.
– 40 persen yang layak ekspor (Waruwu, et al, 1999). Hal ini disebabkan mutu
buah manggis yang dihasilkan kurang baik, sehingga tidak memenuhi syarat
untuk ekspor, maka pengembangan pemutuan manggis ekspor sangat diperlukan
untuk meningkatkan jumlah dan menjamin manggis yang layak ekspor.
Perkembangan ekspor manggis seperti pada Tabel 1.
Tabel 1. Ekspor manggis Indonesia 2000 – 2005
Tahun Volume (103 ton)
Nilai (US$ juta)
2000 7.18 5.89
2001 4.87 3.95
2002 6.51 6.99
2003 9.30 9.31
2004 3.04 3.03
2005 8.47 6.91
Sumber: Rusnas Buah 2006
Dewasa ini eksportir/pedagang pengepul mengumpulkan buah manggis
dari petani, kemudian buah manggis disortasi secara manual berdasarkan
pengalaman yang turun temurun, sortasi buah manggis yang dilakukan
berdasarkan tingkat ketuaan dan sortasi pemutuan. Sortasi ketuaan dan sortasi
pemutuan dengan cara manual ini sangat tergantung pada keadaan dan kondisi
dari tenaga penyortir, yang juga jadi permasalahan adalah perbedaan persepsi
masing-masing penyortir terhadap mutu buah, sehingga hasilnya kurang seragam
dan waktunya lama karena dilakukan lebih dari satu kali.
Sortasi berdasarkan tingkat ketuaan, dilakukan untuk menentukan lokasi
pemasaran dimana tingkat ketuaan tinggi pemasarannya hanya untuk daerah yang
dekat/lokal, sedangkan untuk ekspor digunakan buah manggis dengan tingkat
ketuaan yang masih rendah. Sedangkan untuk sortasi pemutuan berdasarkan
ukuran, disamping untuk memisahkan manggis yang tidak bisa diekspor juga
biasanya digunakan untuk menentukan negara tujuan ekspor, timur tengah untuk
buah yang berukuran kecil, sedangkan untuk negara lainnya yang berukuran
besar. Sortasi mutu bagian dalam manggis saat ini dilakukan secara destruktif
dengan jalan mengambil beberapa sampel kemudian dibelah. Pemutuan bagian
Tahun
0 1 2 3 Program Komputer
Ultrasonik
Program Komputer Citra digital
Sitem Evaluasi Ultrasonik
Sistem Evaluasi Citra Digital
Sistem Elektronik Mesin Sortasi Perangkat keras
Mesin Sortasi
Perangkat Lunak Mesin Sortasi
Model Kontrol
Integrasi Perangkat keras dan Perangkat
Lunak
Prototipe Mesin Sortasi Otomatis
Jaringan Syaraf Tiruan
Karakteristik Mutu Luar Karakteristik
Mutu Dalam Sistem Mekanik Mesin Sortasi
Sinergi Ultrasonik dan Citra digital
Modifikasi Rancangan
(gambogen) pada permukaan daging buah, daging buah berwarna bening dan
keras (transluscent) serta busuknya daging buah (decay).
Kajian tentang sortasi buah manggis dilakukan secara sinergis oleh
beberapa peneliti dengan beberapa fokus kajian yang tergabung dalam penelitian
hibah pasca yang berjudul Pengembangan Mesin Sortasi Manggis Otomatis
Berbasis Teknik Pemeriksaan Secara Non-destruktif dan Jaringan Syaraf Tiruan,
roadmap penelitian tercantum pada Gambar 1.
Keterangan: = Penelitian yang dilakukan
Gambar 1. Roadmap penelitian pengembangan mesin sortasi dan pemutuan buah manggis segar
Berdasarkan Gambar 1 terlihat bahwasanya terdapat beberapa tahapan
penelitian, masing-masing tahapan dilakukan oleh beberapa peneliti. Fokus kajian
dalam penelitian ini adalah menentukan karakteristik mutu luar dan mutu dalam
buah manggis, dengan jalan melakukan sistem evaluasi citra digital dengan
program komputer citra digital, sedangkan untuk evaluasi sistem ultrasonik
dilakukan oleh peneliti lain. Hasil dari sistem evaluasi citra digital ini dikaji lebih
dan citra digital menggunakan jaringan syaraf tiruan. Hasil sistem evaluasi ini
juga digunakan untuk menyusun perangkat keras mesin sortasi manggis yang
diteliti lebih mendalam oleh peneliti yang lainnya.
Kajian tentang mutu luar dan mutu dalam sangat penting dilakukan untuk
mendapatkan metode penanganan pasca panen yang lebih cepat dengan tingkat
kesalahan yang relatif rendah untuk mengganti metoda manual yang dilakukan
selama ini. Alasan pemilihan teknik pengolahan citra untuk pemutuan luar karena
kriteria dan persyaratan sortasi bisa dinilai secara visual, sedangkan untuk
menentukan mutu bagian dalam buah manggis menggunakan teknologi
gelombang ultrasonik. Metoda citra dan gelombang ultrasonik ini merupakan
metoda kualitatif secara non-destruktif (tanpa merusak bahan). Aplikasi teknik
pengolahan citra di bidang pertanian telah banyak dilakukan antara lain oleh
Chaerle dan Straeten (2001) menggunakan citra digital untuk memonitor
tumbuhan sehat, Quevedo (2002) menganalisa tekstur citra digital untuk melihat
keadaan permukaan dan struktur mikro dari sel kentang, Gay, Berruto dan
Piccarolo (2002) menggunakan citra untuk pemutuan buah, Jahns, Nielsen dan
Paul (2001) menganalisis atribut citra untuk pemutuan tomat.
Sedangkan gelombang ultrasonik telah digunakan untuk menentukan sifat
buah apel (Garret dan Furry 1992), pemeriksaan kekerasan buah alpukat
(Mizrach et al., 1998), kematangan buah tomat cherry (Trisnobudi 1998),
sedangkan Galili et al. (1993) untuk kekerasan buah alpokat,. Cheng dan Haugh
(1994) menerapkan ultrasonik moment untuk mendeteksi kerusakan dalam
pada kentang, Budiastra et al. (2002) melakukan pengukuran gelombang
ultrasonik pada manggis utuh serta Haryanto et al. (2001) untuk melihat
kematangan dan rusaknya buah durian.
Hubungan antara parameter mutu dengan kelompok mutu produk
pertanian biasanya sangat komplek, oleh sebab itu diperlukan suatu teknik
yang dapat menggambarkan hubungan tersebut secara baik seperti yang
dilakukan oleh otak manusia.
Jaringan syaraf tiruan (JST) merupakan sebuah struktur komputasi yang
dikembangkan dari proses sistem jaringan syaraf biologi di dalam otak. Pada
lapisan tersembunyi dan sebuah lapisan keluaran, unit komputasi yang paling
sederhana dalam setiap lapisan disebut node dan terhubung satu sama lain.
Keuntungan dari metode JST adalah dapat membangun fungsi non linier
dan hanya memerlukan data masukan dan keluaran tanpa mengetahui dengan jelas
proses dalam jaringan. Hal ini cocok diterapkan pada data citra dan data
ultrasonik. Turban et al. (2005) jaringan syaraf tiruan dapat dengan cepat
mengidentifikasi pola untuk menghasilkan arah tindakan yang direkomendasikan.,
sedangkan Pandjaitan (2007) mengemukakan jaringan syaraf tiruan merupakan
suatu sistem komputasi yang dibuat dari sejumlah elemen pemroses yang
sederhana dan saling diinterkoneksikan untuk memproses informasi melalui
masukan dari luar dan mampu merespon keadaan yang dinamis.
JST telah banyak diaplikasikan dalam bidang pertanian, karena jaringan
syaraf tiruan efektif untuk memecahkan berbagai permasalahan seperti
pengidentifikasian sampel (termasuk suara dan citra), klasifikasi, peramalan serta
pemecahan permasalahan kombinatorial, adaptif control dan multisensor data
fusion. Selain itu Jaringan syaraf tiruan mampu memecahkan permasalahan
dimana hubungan antara masukan dan keluaran tidak diketahui dengan jelas.
Penelitian yang pernah dilakukan seperti optimasi kontrol manajemen irigasi,
model sensor terhadap daging sapi, memprediksi kadar air tanah, prediksi
hubungan suhu dan kelembaban tanah tanpa perlu mengetahui konduktifitas
difusifitas panas bulk density.
Permasalahan
Permasalahan utama pada buah-buahan musiman termasuk buah manggis
adalah proses matang buah tidak serentak hal ini disebabkan bunga manggis tidak
muncul sekaligus, disamping itu ukuran buah juga tidak seragam. Sehingga sortasi
dan grading atau pemutuan merupakan salah satu proses penanganan pasca panen
yang sangat penting. Menurut Akamine et al. (1993) bahwa Buah-buahan dan
sayur-sayuran mempunyai variasi mutu yang luas, yang disebabkan oleh faktor
genetik, lingkungan dan agronomi. Sortasi mutu diperlukan untuk mendapatkan
Saat ini proses pemutuan buah manggis ditingkat petani/pedagang pengepul
masih dilakukan secara manual, kelemahan pemutuan secara manual menurut
Budiastra (2002) adalah sering tidak sesuainya mutu bagian dalam dan bagian luar
buah, juga pemutuan buah-buahan segar secara manual cendrung tidak seragam.
Permasalahan penting lainnya adalah pemutuan bagian dalam dari buah
manggis. Mutu bagian dalam dari buah manggis merupakan hal penting karena
hal ini sering menyebabkan terjadinya klaim konsumen yang berujung penolakan
terhadap buah manggis waktu diekspor, karena ada buah manggis permukaan kulit
bagian luarnya mulus tetapi daging buahnya mengalami kerusakan seperti busuk,
daging buah bening atau daging buah ada getah kuningnya seperti Gambar 2.
Pemutuan bagian dalam yaitu memisahkan manggis yang bagus dengan manggis
yang rusak Jenis kerusakan buah manggis bagian dalam antara lain getah kuning
pada daging buah, daging buah bening, serta adanya daging buah yang busuk.
Gambar 2. Buah manggis rusak bagian dalam
Pemutuan bagian dalam buah manggis yang dilakukan saat ini adalah
secara destruktif dengan jalan mengambil beberapa sampel kemudian dibelah
untuk melihat keadaan bagian dalam buah manggis, sehingga ini tidak efektif
karena buah manggis yang dipasarkan bukanlah buah yang telah diperiksa/diuji
mutunya.
Penelitian ini mempunyai tujuan mengembangkan pemutuan manggis secara
non-destruktif dengan jaringan syaraf tiruan. Parameter yang digunakan adalah hasil
dari pengolahan citra dan kecepatan gelombang ultrasonik.
Tujuan yang lebih spesifik adalah:
1. Mencari hubungan sifat fisiko kimia buah manggis dengan parameter mutu
yang diukur dengan teknik citra digital dan gelombang ultrasonik
2. Menentukan parameter pemutuan dan sortasi buah manggis berdasarkan SNI
dengan teknik pengolahan citra digital dan teknik ultrasonik.
3. Merancang jaringan syaraf tiruan untuk pemutuan dan sortasi buah manggis.
4. Melakukan validasi rancangan jaringan syaraf tiruan untuk pemutuan
manggis.
Manfaat Penelitian
Manfaat yang diharapkan dari penelitian ini adalah sebagai berikut:
1. Hasil pemutuan buah manggis menjadi lebih terjamin.
Manggis
Manggis merupakan tanaman buah berupa pohon yang berasal dari hutan
tropis yang teduh di kawasan Asia Tenggara, yaitu hutan belantara Malaysia dan
Indonesia. Dari Asia Tenggara, tanaman ini menyebar ke daerah Amerika Tengah
dan daerah tropis lainnya seperti Srilanka, Malagasi, Karibia, Hawaii dan
Australia Utara. Manggis merupakan tanaman tropik basah, yang menyukai
lingkungan yang bersuhu tinggi dan kelembaban yang juga tinggi.(Ashari, 1995;
Verheij dan Coronel, 1997)
Tanaman manggis terdapat diseluruh propinsi di Indonesia. Manggis
tumbuh dan berkembang baik di daerah dengan ketinggian 4 meter sampai
800 meter di atas permukaan laut dan suhu 22 – 32 ºC (Ditjen Hortikultura
2003). Tipe iklim untuk manggis adalah tipe basah dengan curah hujan
antara 1500 – 3000 mm/th dan merata sepanjang tahun, suhu udara rata-rata
20 – 30 oC, pH tanah 5 – 7 (Ashari, 1995; Sunarjono, 2005)
Buah manggis merupakan buah tropis yang paling cocok dengan lidah
orang eropa. Di Indonesia selain untuk memenuhi kebutuhan buah dalam negeri
manggis juga diekspor ke negara lain. Produksi manggis Indonesia dari tahun ke
tahun terus meningkat. Hal ini terlihata dari produksi manggis di Indonesia dalam
kurun waktu 2000 – 2005 seperti pada Tabel 2.
Tabel 2.Produksi Manggis Indonesia
Tahun Produksi (ton)
2000 26 400
2001 25 812
2002 62 055
2003 79073 2004 62117 2005 64711 Sumber: BPS dan DirJen Bina Produksi Hortikutura, Deptan
Produksi manggis di Indonesia hampir merata disetiap propinsi, dan
musim panennya tidak sama antar satu daerah dengan daerah lainnya, artinya
produksi buah manggis dan luas panen di Indonesia berdasarkan propinsi dapat
dilihat pada Tabel 3.
Untuk tujuan ekspor tingkat kematangan buah manggis sangat perlu
diperhatikan. Ada tujuh tahap indeks kematangan buah manggis menurut Dirjen
Tanaman Buah, Indeks 0 Ciri : Warna buah kuning kehijauan, kulit buah masih
banyak mengandung getah dan buah belum siap dipetik. Indeks 1 Ciri: Warna
kulit buah hijau kekuningan, buah belum tua dan getah masih banyak. Isi buah
masih sulit dipisahkan dari daging. Buah belum siap dipanen. Indeks 2 Ciri:
Warna kulit buah kuning kemerahan dengan bercak merah hampir merata. Buah
hampir tua dan getah mulai berkurang. Isi buah masih sulit dipisahkan dari
daging. Indeks 3 Ciri :Warna kulit buah merah kecoklatan. Kulit buah masih
bergetah. Isi buah sudah dapat dipisahkan dari daging kulit. Buah disarankan
dapat dipetik untuk tujuan ekspor. Indeks 4 Ciri :Warna kulit buah merah
keunguan. Kulit buah masih sedikit bergetah. Isi buah sudah dapat dipisahkan dari
daging kulit dan buah dapat dikonsumsi. Indeks 5 Ciri :Warna kulit buah ungu
kemerahan. Buah mulai masak dan siap dikonsumsi. Getah telah hilang dan isi
buah mudah dilepaskan. Buah lebih sesuai untuk pasar domestik Indeks 6 Ciri
:Warna kulit buah unggu kehitaman. Buah sudah masak. Buah sesuai untuk pasar
domestik dan siap saji (Gambar 3).
Buah manggis yang direkomendasikan untuk ekspor adalah indek 2 dan
indek 3, ini sama dengan yang dilakukan oleh petani Thailand. Sedangkan di
Malaysia tingkat kematangan dibagi 6 yaitu: peringkat indeks warna 0: hijau
dengan sedikit kemerahan, indeks warna 1: merah kekuningan, indeks warna 2:
merah, indeks warna 3: coklat kemerahan, indeks warna 4: merah keungguan,
indeks warna 5 : unggu tua.
Tabel 3. Luas Panen, Produktivitas dan Produksi Manggis
M A N G G I S
No. Propinsi Luas panen. Produktivitas Produksi
(Ha) (Ton/Ha) (Ton)
1. Nanggroe Aceh D. 226 4,68 1.058
2. Sum. Utara 657 11,40 7.489
3. Sum. Barat 890 9,83 8.746
4. R i a u 619 4,32 2.672
5. J a m b i 464 9,23 4.285
6. Sum. Selatan 289 13,96 4.033
7. Bengkulu 88 5,77 508
8. Lampung 123 5,06 622
9. Bangka Belitung 359 3,23 1.161
SUMATERA 3.715 8,23 30.574
10. DKI Jakarta - - -
11. Jabar 2.601 10,75 27.967
12. Jateng 550 5,60 3.078
13. D.I. Yogya 263 8,20 2.157
14. Jatim 671 7,57 5.080
15. Banten 625 6,70 4.189
J A W A 4.710 9,02 42.471
16. B a l i 303 6,19 1.877
17. N.T.B. 80 2,53 202
18. N. T. T 0,1 10,00 1
BALI & N. T. 383 5,43 2.080
19. Kal. Barat 108 6,09 658
20. Kal. Tengah 110 5,95 654
21. Kal. Selatan 39 9,87 385
22. Kal. Timur 31 8,13 252
KALIMANTAN 288 6,77 1.949
23. Sul. Utara 92 9,95 915
24. Sul. Tengah 36 5,00 180
25. Sul. Selatan 35 6,86 240
26. Sul. Tenggara - - -
27. Gorontalo 37 2,78 103
SULAWESI 200 7,19 1.438
28. Maluku - - -
29. Maluku Utara 57 9,82 560
30. Papua 1 1,00 1
MALUKU & PAPUA 58 9,67 561
LUAR JAWA 4.644 7,88 36.602
INDONESIA 9.354 8,45 79.073
Standar mutu buah manggis tercantum dalam Standar Nasional Indonesia
SNI 01-3211-1992, terdiri dari 3 jenis mutu, yaitu mutu super, mutu I, mutu II,
dengan persyaratan seperti Tabel 4.
Tabel 4. Persyaratan mutu manggis segar
Persyaratan Jenis Uji
Mutu Super Mutu I Mutu II
Keseragaman Seragam Seragam Seragam
Diameter >65 mm 55-65 mm <55 mm
Tingkat Kesegaran Segar Segar Segar
Warna Kulit Hijau kemerahan s/d merah muda mengkilat
Hijau kemerahan s/d merah muda mengkilat
Hijau mengkilat Buah cacat atau busuk
(jumlah/jumlah) 0% 0% 0%
Tangkai dan atau
kelopak utuh Utuh Utuh
Kadar kotoran (b/b) 0% 0% 0%
Serangga hidup dan
atau mati Tidak ada Tidak ada Tidak ada Warna daging buah putih bersih khas
manggis
putih bersih khas manggis
putih bersih khas manggis Sumber : Dewan Standar Nasional (1992)
Buah manggis memiliki rasa manis, asam berpadu dengan sedikit sepat
dan segar serta aroma yang khas (Sjaifullah, 1998; Kader, 2002), manggis
merupakan salah satu komoditas buah eksotik karena memiliki cita rasa yang
eksotik dan keindahan kulit buah dan daging buah yang berwarna putih bersih,
yang tidak dimiliki oleh komoditas buah-buahan eksotik lainnya (Direktorat
Tanaman Buah, Dirjen Bina Produksi Hortikultura, 2007)
Pasca panen manggis
Definisi panen buah manggis menurut SPO Direktorat Tanaman Buah
adalah memetikan buah manggis yang siap panen atau sudah mencapai tingkat
kematangan optimal sesuai persyaratan yang telah ditentukan. Pemanenan buah
manggis dilakukan dengan cara memetik/memotong pangkal tangkai buah dengan
alat bantu pisau tajam. Untuk mencapai buah di tempat yang tinggi dapat
keranjang di ujungnya. Pemanjatan seringkali diperlukan karena manggis adalah
pohon hutan yang umurnya dapat lebih dari 25 tahun. Buah dikumpulkan di dalam
wadah dan ditempatkan di lokasi yang teduh dan nyaman (Ditjen Tanaman
Pangan dan Hortikultura, 2007).
Apabila buah telah matang, kulit buah berubah menjadi hitam kemerahan,
kelopak bunganya tetap menempel pada bagian dasar buah (Ashari, 1995). Saat
panen yang baik apabila kira-kira 25% dari permukaan kulit buah sudah berwarna
ungu. Pemetikan buah dilakukan dengan mengikutsertakan tangkai buah, supaya
dapat bertahan lebih lama (Ditjen Tanaman Pangan dan Hortikultura, 2007). Ciri
buah manggis sudah siap dipanen adalah kulit buah berwarna ungu
kemerah-merahan. Buah manggis mulai dapat dipanen setelah berumur 104 hari sejak
bunga mekar (SBM) (Pusat Penelitian & Pengembangan Hortikultura, 2007).
Untuk memetik buah biasanya digunakan songgol bambu (sosog) yang diberi
keranjang di atasnya, dan dipetik hati-hati agar tidak luka kulitnya (Ashari 1995).
Tingkat kematangan sangat berpengaruh terhadap mutu dan daya simpan
manggis. Buah dipanen setelah berumur 104 hari sejak bunga mekar (SBM).
Umur panen dan ciri fisik manggis siap panen dapat dilihat berikut ini : a) Panen
104 hari: warna kulit hijau bintik ungu; berat 80-130 gram; diameter 55-60 mm.
b) Panen 106 hari: warna kulit ungu merah 10-25%; berat 80-130 gram; diameter
55-60 mm. c) Panen 108 hari: warna kulit ungu merah 25-50%; berat 80-130
gram; diameter 55-60 mm. d) Panen 110 hari: warna kulit ungu merah 50-75%;
berat 80-130 gram; diameter 55-60 mm. e) Panen 114 hari: warna kulit ungu
merah; berat 80-130 gram; diameter 55-65 mm. Untuk konsumsi lokal, buah
dipetik pada umur 114 SBM sedangkan untuk ekspor pada umur 104-108 SBM.
Buah manggis yang diterima setelah panen langsung dicuci dalam bak
dan pencuci dan selanjutnya dinaikkan ke dalam brush washer dan diikuti
pembilasan dengan spray washer. Dengan demikian akan diperoleh buah manggis
yang benar-benar bersih (Ditjen Tanaman Pangan dan Hortikultura, 2007).
Buah yang baik kemudian dikelompokkan atas dasar ukuran, mutu super
yaitu diameter buah 6,5 cm; mutu I yaitu diameter buah 5,5-6,5 cm; mutu II yaitu
diameter buah 5,5 cm. Untuk perdagangan internasional, mutu buah ditentukan
65 gr sedangkan pasaran Jepang minimum 80 gr. Buah manggis yang dipetik
dengan mengikutsertakan tangkainya, pada suhu kamar, buah yang sehat dapat
tetap baik sampai 2-3 minggu setelah panen.
Tempatkan buah yang baik dengan yang rusak dan yang busuk dalam
wadah yang berbeda. Lakukan penyortiran berdasarkan ukuran buah hasil
pengelompokan dari Balai Penelitian Pohon Buah-buahan Solok yaitu besar,
sedang dan kecil (Kantor Deputi Menegristek Bidang Pendayagunaan dan
Pemasyarakatan Ilmu Pengetahuan dan Teknologi).
Prosedur pelaksanaan sortasi buah manggis menurut SPO yang
dikeluarkan Direktorat Tanaman Buah adalah: a. Pilih kulit buah yang berwarna
hijau keunguan merahan dan mulus. b. Pilih buah yang sepalnya masih lengkap
dan berwarna hijau segar. c. Buah yang terseleksi diletakkan di keranjang yang
beralas kertas koran. d. Pilih tangkai buah yang masih berwarna hijau segar dan
tidak keriput. e. Pilih tekstur buah yang tidak keras, disarankan buah yang berkulit
agak lunak. f. Lakukan pencatatan kegiatan sortasi pada kartu kendali sortasi.
Tujuan dilakukan penggolongan mutu buah menurut Satuhu (2004)
adalah untuk mendapatkan buah yang mempunyai keseragaman baik dalam
ukuran maupun kualitas dan memudahkan informasi pasar
Prosedur pelaksanaan pemutuan adalah a. Mengelompokkan buah manggis
berdasarkan diameter, ukuran, bentuk buah dan tingkat kematangan manggis. b.
Lakukan pengukuran buah manggis dengan cara melingkarkan buah dengan ibu
jari telunjuk orang dewasa yang diletakkan pada buah manggis. Apabila terdapat
selisih jarak 2-3 jari orang dewasa tersebut buah baik untuk ekspor. c. Buah
ditimbang dan dipisahkan sesuai klasnya. Grade kualitas buah manggis
berdasarkan beratnya adalah sebagai berikut.
Standar produksi buah manggis yang dikeluarkan Deputi Menegristek
Bidang Pendayagunaan dan Pemasyarakatan Ilmu Pengetahuan dan Teknologi,
meliputi diskripsi,klasifikasi dan standar mutu, cara pengambilan contoh, cara uji,
syarat penandaan, cara pengemasan.
Diskripsi. Standar mutu buah manggis tercantum dalam Standar Nasional
Klasifikasi dan Standar Mutu, tediri dari 3 jenis mutu, yaitu mutu super,
mutu I, mutu II.dengan prasyarat seperti Tabel 4. Untuk pengklasifikasian
dilakukan pengujian diantaranya adalah: a) Penentuan ukur diameter Ukur setiap
panjang garis tengah yang tegak lurus pada tinggi buah manggis segar dari seluruh
contoh uji dengan menggunakan alat pengukur diameter yang sesuai. Pisahkan
sesuai dengan ketentuan penggolongan yang dinyatakan dalam standar yaitu>65
mm; 55–65 mm; <55 mm. b) Penentuan buah cacat dan atau busuk pada buah
manggis segar. Hitung jumlah seluruh contoh uji buah segar, amati satu persatu
dari buah yang bersangkutan dari secara visual dan organoleptik serta pisahkan
buah yang cacat/busuk sesuai dengan jenis cacat dan batasan busuk sebagai
berikut: 1. Buah cacat cuaca dan mekanis yang rusak memar, luka pada kulit dan
daging buah akibat tekanan, benturan dan getaran. 2. Buah cacat fisiologis yaitu
buah yang tingkat kematangannya sudah berlanjut. 3. Buah cacat fisiologis yaitu
buah yang tingkat kematangannya sudah berlanjut 4. Buah cacat karena hama dan
penyakit yaitu buah yang sudah tercemar oleh serangga dan pathogen perusak. 5.
Buah dinyatakan busuk apabila daging/kulit buah telah terlihat pembusukan yang
dapat diidentifikasikan secara visual. c) Penentuan kadar kotoran Timbang seluruh
contoh uji buah manggis segar, amati secara visual adanya kotoran yaitu semua
bahan bukan buah manggis segar seperti tanah, bahan tanaman yang nampak
menempel pada buah manggis segar/berada pada kemasan yang tampak secara
visual. Pisahkan kotoran yang terdapat pada buah manggis segar dan kemasan,
seperti tanah, potongan daun/benda lain yang termasuk kotoran yang menempel
pada buah manggis segar dan timbanglah. d) Penentuan kesegaran. Hitung jumlah
seluruh contoh uji buah manggis segar, amati satu persatu buah segar secara visual
dan pisahkan buah yang dinyatakan tidak segar yaitu dengan memperhatikan
kondisi kulit buah. Hitung jumlah satuan buah yang dinilai kurang segar dan
hitung pula presentase jumlah satuan buah yang dinilai kurang segar terhadap
jumlah seluruh contoh uji. e) Penentuan adanya serangga hidup atau mati Amati
secara visual adanya serangga hidup dan mati pada buah dan kemasan.
Pengambilan Contoh. Suatu partai/lot buah manggis segar terdiri dari
maksimum 1 000 kemasan. Contoh diambil secara acak dari jumlah kemasan
yang diambil 5. b) Jumlah kemasan dalam partai/lot 6–100: contoh yang diambil
7. c) Jumlah kemasan dalam partai/lot 101–300: contoh yang diambil 9. d) Jumlah
kemasan dalam partai/lot 301–500: contoh yang diambil 10. e) Jumlah kemasan
dalam partai/lot 501–1000 : contoh yang diambil semua.
Dari setiap kemasan yang dipilih secara acak diambil sekurang-kurangnya
3 kg kemudian dicampur. Untuk kemasan dengan berat kurang dari 3 bungkus
harus diambil contoh sekurang-kurangnya dari dua kemasan. Dari jumlah buah
yang terkumpul kemudian secara acak contoh sekurang-kurangnya 3 kg untuk
diuji. Petugas pengambil contoh harus yang memenuhi persyarat, yaitu orang
yang telah berpengalaman/telah dilatih terlebih dahulu dan mempunyai ikatan
dengan suatu badan hukum.
Pengemasan. Buah manggis segar dikemas dengan kotak karton
baru/keranjang plastik yang kokoh, baik, bersih dan kering, berventilasi, dengan
berat bersih setiap kemasan sebesar 2 kg untuk kemasan karton dan 10 kg untuk
kemasan keranjang plastik. Dan juga digunakan kemasan yang berat berdasarkan
kesepakatan antara penjual dan pembeli.
Penyimpanan Pada ruangan dengan temperatur 4-6 derajat C buah dapat
tetap segar selama 40 hari sedangkan pada 9-12 derajat C tahan sampai 33 hari.
Sedangkan menurut Kader (2002) buah manggis bila diletakkan pada suhu 13±
1°C ( 56± 2 ° F), potensial penyimpanan = 2-4 minggu, tergantung pada cultivar
dan tingkat kematangan.
Fisiologi Buah Manggis
Buah manggis termasuk kedalam golongan klimaterik, (Sjaifullah, 1996;
Kader, 2002), buah klimaterik walau sudah dipanen masih melakukan aktifitas
metabolisme salah satunya proses respirasi, dengan demikian proses pematangan
buah akan tetap berlanjut setelah dipetik dari pohon (Muchtadi dan Sugiyono,
1992; Winarno dan Aman, 1981). Pada proses respirasi terdapat 3 fase yaitu 1)
perombakan polisakarida menjadi gula-gula sederhana, 2) oksidasi gula-gula
asam-asam organik lainnya menjadi karbondioksida, air dan energi (Muchtadi dan
Sugiyono, 1992)
Tanaman manggis mulai berbuah sekitar 15 tahun setelah ditanam.
Tanaman ini mulai berbunga sekitar 2-3 bulan sebelum musim kemarau dan buah
matang 4-5 bulan kemudian. Buah manggis berbentuk bulat, sewaktu muda
warnanya hijau muda dan setelah tua berwarna ungu merah kehitaman. Buah
manggis biasanya dipanen setelah matang dipohon (Daryono dan Sosrodiharjo,
1986). Kelopak bunganya sebanyak empat teratur/tersusun berpasangan (Ashari
1995). Sedangkan menurut Dirjen tanaman buah (2002) makin masak buah maka
getah makin berkurang, untuk indeks kematangan 0 dan 1 kulit buah banyak
mengandung getah, indeks kematangan 2, 3 dan 4 getah mulai berkurang, indeks
kematangan 5 dan 6 getah sudah hilang. indek mutu buah manggis adalah ukuran
buah, bentuk, warna, dan kebebasan dari cacat ( kulit retak dan cacat, noda getah,
kerusakan oleh serangga) (Kader, 2002). Karakteristik buah manggis secara
[image:31.612.145.445.414.519.2]umum terlihat pada Tabel 5.
Tabel 5 : Karakteristik buah manggis.
No.
1. Bentuk Bulat
2. Rasa Manis keasaman
3. Warna kulit Merah Maron
4. Warna daging buah Putih
5. Bentuk biji Gepeng
6. Sifat buah Kenyal, mudah dibuka
Sumber : Direktorat Tanaman Buah, DirjJen Bina Produksi Hortikultura, Deptan
Balai Penelitian Pohon Buah-buahan Solok merekomendasikan tiga klon
manggis, yaitu: 1) Kelompok besar: panjang daun>20 cm; lebar>10 cm; ketebalan
kulit buah>9 mm; diameter buah>6,5 cm; berat buah>140 gram; buah tiap tandan
1 butir. 2) Kelompok sedang: panjang daun 17-20 cm; lebar 8,5-10 cm; ketebalan
kulit buah 6-9 mm; diameter buah 5,5-6,5 cm; berat buah 70-140 gram; buah tiap
tandan 1-2 butir. 3) Kelompok kecil: panjang daun<17 cm; lebar<8,5 cm;
ketebalan kulit buah<6 mm; diameter buah<5,5, cm; berat buah<70 gram; buah
Kandungan daging buah kira-kira sepertiga dari keseluruhan buah (Ashari,
1995). Manggis tidak memiliki biji sejati, dalam arti biji itu terbentuk dari sel-sel
bagian dalam dinding daun buah, kadang-kadang mangarah ke poliembrioni
(Verheij dan Coronel, 1997)
Buah manggis yang dipanen pada 114 hsbm menurut Suyanti et al. (1997)
mempunyai kandungan total padatan terlarut dan asam paling tinggi. Pemanenan
yang terbaik adalah dengan menggunakan tangan. Sedangkan di Thailand
pemanenan dilakukan oleh anak kecil dengan cara memanjat pohon, di Malaysia
pemanenan dilakukan dengan menggunakan galah bambu berujung bentuk “V”
yang dapat memgang sebutir buah manggis (Verheij dan Coronel, 1998). Ukuran
buah yang dipanen pada tingkat ketuaan 104, 106, 108, 110 dan 114 hari sesudah
bunga mekar (hsbm) tidak berbeda nyata, baik dalam ukuran berat maupun
diameter. (Suyanti et al., 1999).
Total padatan terlarut buah manggis menurut Kader (2002), berkisar dari
17 sampai 20% dan kadar keasaman titrasi dari 0.7 sampai 0.8% ( pH= 4.5 sampai
5.0). Kadar gula dan rasio gula/asam dan vitamin C daging buah manggis makin
tinggi dengan makin tuanya buah, akan tetapi kadar asamnya mencapai nilai
tertinggi pada saat buah berwarna 25% ungu dan akan turun setelah itu (Daryono
dan Sosrodihajo, 1986), komposisi nilai gizi manggis dapat dilihat pada Tabel 6.
Temperatur optimum buah manggis menurut Kader (2002) adalah 13± 1°C
( 56 ± 2°F), penyimpanan yang potensial 2-4 minggu, tergantung pada cultivar
dan tingkat kematangan. Kelembaban relatif 90-95%, laju respirasi 6-10 ml CO2/
kg·jam pada 20°C ( 68°F), tingkat produksi etilen 3-30 µ l C2H4/ kg·jam pada
20°C ( 68°F).
Teknik Pengolahan Citra
Teknik pengolahan citra menurut Jain et al. (1995) adalah suatu teknologi
yang dikembangkan untuk mendapatkan informasi dari citra digital atau image
dengan cara memodifikasi bagian dari image yang diperlukan sehingga
menghasilkan image yang lain yang lebih informatif. Sedangkan Achmad dan
imitasi dari suatu obyek atau benda. Suatu citra benda/obyek melalui suatu
pengolahan citra digital menghasilkan citra digital yang baru
Munculnya suatu warna, baik dalam kehidupan sehari-hari maupun dalam
pengolahan citra menurut Ahmad (2005) tergantung pada tiga faktor: 1) sifat
pantulan spektrum dari permukaan, 2) kandungan spektrum dari cahaya yang
menyinari dan 3) respon spektrum dari sensor dalam peralatan sistem visual, yang
merupakan kepekaan mata pada sistem visual manusia, dan kepekaan kamera dari
[image:33.612.137.430.280.510.2]sistem visual buatan.
Tabel 6. Komposisi zat gizi manggis (per 100 g)
Kandungan Jumlah Kalori Air Padatan terlarut Protein Lemak Karbohidrat Serat Abu Kalsium Fosfor Besi Natrium Kalium Vitamin B1 Vitamin B2
Niacin (Vitamin B3) Vitamin C
63.0 kcal 83.0% 15 - 19%
0.6 g 0.6 g 15.6 g 5.1 g 0.1 g 8.0 mg 12.0 mg 0.8 mg 7.0 mg 45.0 mg 0.03 mg 0.03 mg 0.3 mg 4.2 mg
Sumber : Daftar Komposisi Makanan - Departemen Kesehatan, tahun 2003.
Menurut Ahmad (2005), pengolahan warna pada citra didasarkan kepada
spektrum cahaya yang dapat dilihat oleh mata manusia, dengan menggunakan tiga
pusat stimulus warna yaitu merah, hijau, dan biru, ini menjadi dasar untuk
mengklasifikasi warna yaitu dengan menggunakan model warna red, green, blue
(R,G,B). Pada tingkat R,G,B pola bit angka dikomposisikan dari tiga nilai yang
berkaitan dengan tingkat intensitas warna: satu untuk merah, satu untuk hijau dan
satu untuk biru, masing-masing dari 0 sampai 255, untuk menentukan warna
Pengolahan citra merupakan metode baru yang menjanjikan. Teknologi ini
tidak hanya menjadikan otomatis proses penilaian atribut mutu pangan tetapi juga
meningkatkan objektivitas dan konsistensi hasil pengukuran (Gao and Tan, 1996).
McFarlane et al. (1997), menggunakan citra digital untuk memangkas
anggur dengan melakukan segmen image yaitu thresholding , size-filtering untuk
menghilangkan noise. Cabang yang akan dipotong di kasih kawat sebagai batas
pemotongan. Ketepatannya mencapai 95%.
Teknik pengolahan citra digital untuk melihat laju memar pada buah salak
telah dilakukan oleh Ahmad et al. (2001), terlihat bahwa perkembangan memar
pada permukaan buah salak yang disimpan pada suhu 10 ˚C mencapai 10%
sesudah 108 jam, 12.5% pada 180 jam dan 25% pada 192 jam. Sedangkan
Cahyadi (2001) mengembangkan program citra digital untuk menduga ketuaan
buah manggis berdasarkan warna, tetapi belum dihubungkan dengan tingkat
kematangan buah dan pemutuan buah manggis.
Citra digital digunakan untuk menggrade buah apel “Jonagold” oleh
Leemans dan Destain (2004) dengan langkah yang pertama mengambil citra,
membuat latar belakang yang kontras. Memberikan cahaya yang seragam. Hasil
yang didapat untuk klasifikasi 100 buah apel 73% dapat diklasifikasi dengan
benar, setengah dari kesalahan adalah klasifikasi apel lunak, dan setengah lagi
cacat seperti warna kekuningan.
Yam dan Papadakis (2004) menggunakan citra digital, untuk melihat
distribusi rata-rata warna pada permukaan makanan (kaitan dengan L*, a* dan b*)
pengolahan warna menggunakan Photoshop, sedangkan Ni dan Guansekaran
(2003) mengukur panjang irisan keju dengan citra digital mempunyai akurasi 95%
dan untuk membedakan objek yang overlap atau yang berhimpitan ketika
potongan keju dituangkan dari kemasan, mempunyai akurasi 99%.
Penggunaan Sifat akustik untuk Evaluasi Kualitas Internal
Gelombang adalah suatu gejala terjadinya penjalaran suatu gangguan
ke keadaan semula, seperti sebelum gangguan itu datang. Gelombang ini dapat
dipandang sebagai gelombang perpindahan, gelombang volume, gelombang rapat
massa atau gelombang tekanan. Bila gelombang dipandang sebagai gelombang
tekanan, maka gelombang itu disebut gelombang akustik (Trisnobudi,2000).
Medium yang dilewati gelombang memiliki elastisitas dan kerapatan tertentu
sehingga fenomena gangguan yang sedikit akan mengembalikan medium itu ke
keadaan semula. Teknik yang mengganggu medium tertentu untuk mengetahui
suatu fenomena fisika dikenal dengan teknik perturbasi. Gelombang dapat
diperlihatkan dalam suatu grafik antara posisi dan waktu seperti gelombang
sinusoidal atau pulsa tertentu. Contoh bentuk gelombang diperlihatkan dalam
[image:35.612.153.445.320.440.2]gambar di bawah ini.
Gambar 4 Bentuk penjalaran gelombang pada selang waktu tertentu
Berdasarkan frekuensinya gelombang akustik terbagi atas tiga jenis yaitu
infrasonik, sonik, dan ultrasonik. Gelombang infrasonik memiliki frekuensi di
bawah 20 Hz. Gelombang sonik memiliki batasan frekuensi antara 20 hz sampai
20 khz. Gelombang ultrasonik memiliki frekuensi di atas 20 kHz. Batas atas
frekuensi gelombang ini masih belum dapat ditentukan.
Gelombang ultrasonik adalah gelombang suara dengan frekuensi di atas 20
kHz. Gelombang ini tidak akan mengakibatkan perubahan apa pun terhadap media
yang telah dilewatinya. Gelombang ultrasonik dibangkitkan oleh energi listrik dari
generator sinyal. Energi ini akan diberi penguat lalu disalurkan ke dalam
transduser. Oleh transduser energi listrik akan diubah menjadi gelombang
ultrasonik yang kemudian diarahkan sehingga melalui media. Dari media ∆t
X
gelombang akan diterima oleh transduser penerima lalu diubah kembali menjadi
energi listrik. Energi listrik akan diperkuat kembali oleh rangkaian penguat dan
kemudian sebagai langkah terakhir akan diperlihatkan oleh alat antar muka.
Gelombang akustik (ultrasonik) merupakan gelombang mekanik.
Sifat-sifat dari perambatan gelombang mekanik ini dipengaruhi oleh Sifat-sifat-Sifat-sifat elastis
dari medium yang dilaluinya. Sedangkan keelastisan bahan dapat ditentukan dari
besaran Young modulus bahan tersebut. Bila besaran gangguan berupa
perpindahan partikel-partikel di dalam medium maka akan terjadi perubahan rapat
massa karena massa dari medium yang dilalui tersebut adalah tetap.
Diumpamakan suatu gelombang menjalar ke satu arah pada suatu medium
padatan berbentuk batang yang mempunyai luas penampang A dengan Young
[image:36.612.144.407.338.538.2]modulus Y dan rapat massa ρ (Gambar 5).
Gambar 5 Elemen volume dalam padatan pada keadaan setimbang (atas) dan pada saat dilalui gelombang akustik (bawah).
Dengan memandang sebuah elemen volume setebal ∆x yang terletak
sejauh x dari salah satu ujung batang. Pada saat terjadi gelombang maka elemen
volume ini akan mengalami deformasi sehingga kedua permukaannya berpindah
tempat dengan jarak yang berbeda. Deformasi ini terjadi karena adanya tegangan
Dari hukum Hooke akan diperoleh
Dari persamaan gerak Newton akan diperoleh
Sehingga kecepatan rambat gelombang akustik di dalam padatan adalah:
Penggunaan kecepatan gelombang ultrasonik untuk menentukan mutu
hasil pertanian seperti cacat bagian dalam pada kentang dan kematangan buah
telah dilakukan, serta pada penentuan mutu buah durian (Haryanto et al., 2001).
Menurut Trisnobudi (1998) gelombang elastik tergantung dari jenis
medium yang dilaluinya dan gelombang elastik tidak mungkin terjadi di dalam
ruang hampa, karena gelombang ini memerlukan partikel untuk menjalar.
Karena partikel yang bergetar maka perlu diketahui frekuensinya. Di samping
kecepatan gelombang, parameter ultrasonik lain adalah atenuasi. Atenuasi adalah
besaran yang menggambarkan kehilangan suatu energi karena gelombang (3)
(4) (1)
(2)
(5)
ultrasonik melewati medium tertentu. Besarnya energi yang hilang atau
diabsorbsi medium bergantung pada jenis mediumnya (Cracknell, 1980).
Aplikasi teknologi gelombang ultrasonik pada komoditas pertanian telah
berhasil dilakukan oleh Garret dan Furry (1992) bahwa pada buah yang tidak
berbiji seperti apel dapat ditentukan sifatnya dengan mengukur kecepatan
gelombangnya. Sedangkan pada buah-buahan berbiji seperti mangga, biasanya
tidak ada hubungan yang jelas antara keadaan buah dengan kecepatan sehingga
perlu dilakukan pengukuran atenuasinya (Mizrach et al., 1989). Sedangkan
Trisnobudi (1998) melaporkan hasil pengukuran kecepatan gelombang
longitudinal pada tomat yang dihubungkan dengan tingkat kematangannya.
Modulus Young dan perbandingan Poison adalah modulus elastis yang
merupakan sifat kekenyalan yang akan menentukan kekerasan buah. Sedangkan
kekerasan buah merupakan salah satu parameter yang dapat digunakan untuk
menentukan kematangannya.
Amplitudo dan transmisi gelombang 50 kHz digunakan oleh Galili et al.
(1993) pada buah alpokat dan mendapatkan hubungan kuadratik antara amplitudo
dan kekerasan alpokat, sedangkan Mirach et al. (1998) menggunakan atenuasi
dari transmisi gelombang ultrasonik 50 kHz pada mangga dan memperoleh
hubungan linier antara atenuasi dan kekerasan. Sedangkan Cheng dan Haugh
(1994) menerapkan zero moment dari spektrum power gelombang 250 kHz
untuk mendeteksi kerusakan dalam pada kentang dan menemukan bahwa zero
moment power(Mo) dari kentang rusak lebih kecil dari Mo kentang
bagus.
Howell dan Lacey (1995) menggunakan gelombang ultrasonik untuk
melihat konsentrasi tepung beras dengan menggunakan berbagai frekuensi, 500
kHz, 1 MHz, 2 MHz, pada frekuensi 500 kHz dan 1 MHz makin tinggi
konsentrasi tepung output akuistik makin menurun, sedangkan menggunakan
frekuensi 2 MHz output akuistiknya hampir tetap. Budiastra et al. (1998)
melakukan pengukuran gelombang ultrasonik pada sejumlah buah-buahan tropik
(manggis utuh dan durian utuh) dengan menggunakan tiga tranduser dengan
frekuensi 1 MHz, 500 kHz, dan 50 kHz. Penelitian menunjukkan bahwa pada
buah-buahan tersebut sangat besar sehingga gelombang ultrasonik tidak dapat
menembus buah sedangkan frekuensi 50 kHz dapat digunakan untuk
menentukan sifat gelombang ultrasonik buah manggis.
Dari hasil penelitian Haryanto et al. (2001) sifat akustik, Mo akan
menurun sejalan dengan bertambahnya kematangan dan rusaknya buah
durian seperti dengan mengklasifikasi buah durian matang, setengah matang,
belum matang, matang rusak, belum matang rusak menghasilkan masing-masing
2.14; 2.32; 8.95; 0.81 dan 1.35. Prinsip yang sama dan uji tidak merusak
ultrasonik ini dapat dimanfaatkan di bidang pertanian, misalnya untuk
menentukan sifat-sifat buah-buahan dan sayuran. Sifat-sifat yang diinginkan
diketahui dari buah-buahan antara lain adalah kandungan gula, keasaman, dan
kekerasan (firmness).
Jaringan Syaraf Tiruan
Perkembangan jaringan syaraf tiruan (JST) sudah lama berkembang
dimulai oleh Rosenblatt pada tahun 1957 yaitu pengenalan hurup cetak namun
mempunyai kelemahan tidak dapat mengenali karakter kompleks, peka terhadap
perbedaan skala pergeseran, dan distorsi.
Sedangkan menurut Patterson (1996) JST adalah model sistem komputasi
yang bekerja seperti sistem syaraf biologis pada saat berhubungan dengan 'dunia
luar'. Nama jaringan syaraf tiruan merupakan terjemahan dari "artificial neural
network", maksud dari jaringan syaraf tiruan adalah membuat model sistem
komputasi yang dapat menirukan cara kerja jaringan syaraf biologis. Salah satu
model jaringan syaraf tiruan adalah JST lapisan jamak yang terdiri dari tiga
lapisan yaitu lapisan input/masukan, lapisan tersembunyi dan lapisan keluaran
(Gambar 6).
Pada saat ini JST telah banyak digunakan sebagai prosesor penghitung
untuk beberapa bidang seperti pengenalan pola (perkataan, pengenalan citra),
klasifikasi, kompresi data, modeling dan pendugaan. Penerapan di bidang
pertanian baru dimulai sekitar tahun 1980-an. Nakano (1997) mengaplikasikan
JST untuk sortasi apel berdasarkan warna, Horiuchi et al. (2004) menggunakan
Susanto et al. (2000) menerapkan JST untuk sortasi mangga gedong berdasarkan
konsentrasi sukrosa dan asam malat buah yang diukur dengan NIR. Penerapan JST
dengan input komponen utama memprediksi asam malat dengan RMSEP
(root mean square errors predicting) adalah 0.1170 sampai 0.2034 %
sedangkan RMSEP penentuan sukrosa antara 0.133.
Lapisan input Lapisan tersembunyi Lapisan output
Gambar 6. Arsitektur jaringan syaraf tiruan
JST juga digunakan untuk mengevaluasi kandungan gula buah jeruk oleh
Kondo (1995) dengan hasil koefisien determinasi 0.872, sedangkan Gordon et al.
(1998) menggunakan JST untuk mendeteksi adanya jamur pada jagung, serta
menggabungkannya dengan photo infrared spectroscopy untuk mendiagnosa
infeksi pada biji jagung secara otomatis. Suharyanto (1997) menerangkan di dalam
sistem JST meliputi basis data, optimasi, model sistem dan fungsi optimasi.
Proses kerja JST yaitu pembelajaran dan penyempurnaan proses penghitungan
untuk menghasilkan bentuk respon yang konsisten sesuai dengan hubungan set
data masukan dan keluaran yang ada. Penerapan konsep JST dalam
mengklasifikasikan data-data hasil pengeboran Hasil Uji Survey hidro-geologi
menggunakan 3 variabel (resistivity, SP, dan sinar Gamma). 6 data input maka
akan diperoleh 18 node input.
Y1
Yn X1
X2
Tempat dan waktu Penelitian
Penelitian dilakukan di Laboratorium Teknik Pengolahan Pangan dan Hasil
Pertanian (TPPHP), Departemen Teknik Pertanian, Fakultas Teknologi Pertanian,
Institut Pertanian Bogor, dan Laboratorium Teknik Fisika, Fakultas Teknologi
Industri ITB, Bandung. Waktu penelitian mulai dari bulan Agustus 2004 sampai
bulan November 2006.
Bahan dan Peralatan
Bahan yang digunakan dalam penelitian ini adalah manggis dengan berbagai
tingkatan mutu berdasarkan SNI 01-3211-1992. Manggis diperoleh dari Kelompok
tani Warga Mukti, Blok Pasir Astana Kampung Gandasoli, Desa Babakan,
Kecamatan Wanayasa, Kabupaten Purwakarta, Jawa Barat, sebagai pemasok manggis
untuk ekspor. Disamping bahan buah manggis juga digunakan bahan-bahan kimia
yang digunakan untuk manganalisa sifat kimia buah manggis.
Alat yang digunakan untuk pengolahan citra adalah kamera CCD digital
berwarna VED model OC-305 D dengan jarak 23.5 cm dan resolusi 256X192 piksel
dan seperangkat komputer dengan processor 133 Mhz yang dilengkapi dengan video
capture MATROX Meteor dan Mil-Lite ver 3.1 sebagai fungsi pustaka untuk
penulisan program, 4 buah lampu TL 7 watt, kain berwarna hitam sebagai penutup
agar cahaya dari luar tidak dapat masuk, timbangan digital untuk mengukur berat
buah, jangka sorong untuk mengukur diameter, rheometer untuk mengukur kekerasan
dan refraktometer untuk mengukur total padatan terlarut. Sedangkan alat yang
digunakan untuk mengukur sifat akustik adalah sistem pengukuran sifat
gelombang ultrasonik yang terdiri dari: 1). Ultrasonic Tester, yang terdiri dari
komponen Timing Circuit, Pulse Generator, Pulse Amplifier, dan Voltage
Amplifier; 2).Transducer Pemancar dan Penerima Gelombang Ultrasonik yang
transducer tersebut sama berdiameter 2 mm pada ujungnya dan berdiameter 29
mm pada bagian pangkalnya. 3). Digital Oscilloscope; Tipe yang digunakan
adalah ETC M621, dimana dapat mengukur gelombang menggunakan dua kanal
independen dengan resolusi 8 bit dengan sensitivitas 5 Volt per divisi (V/div) hingga
10 mV/div. 4). Dudukan kedua transducer dapat digerakkan maju dan mundur
untuk dapat menyesuaikan ukuran sampel buah manggis. Sedangkan dudukan
sampel dapat dinaik turunkan agar saat pengukuran ujung kedua transducer tepat
berada pada garis tengah buah manggis.
Prosedur Penelitian
Sampel manggis yang digunakan terlebih dahulu disortasi oleh tenaga
penyortir. Sortasi buah manggis dilakukan berdasarkan ukuran dan warna. Untuk
sortasi berdasarkan ukuran, penyortir melingkari buah manggis dengan ibu jari dan
telunjuk, pemutuan berdasarkan ukuran ini dikelompokkan menjadi tiga yaitu
manggis mutu super, mutu I dan manggis tolakan (rejek), dimana manggis mutu
super dan mutu I merupakan manggis kualitas ekspor. Adapun sortasi warna adalah
untuk menetukan tingkat ketuaan, yaitu dengan melihat warna permukaan kulit.
Pemutuan berdasarkan warna ini dikelompokkan menjadi dua yaitu manggis untuk
ekspor dan manggis tolakan, manggis untuk ekspor mempunyai indek kematangan
dua dan tiga, dengan warna kulit buah kuning kemerahan dengan bercak merah
hampir merata sampai warna kulit buah merah, selain indek dua dan tiga termasuk
manggis tolakan.
Buah manggis yang termasuk kedalam mutu super adalah buah manggis yang
memenuhi persyaratan ketuaan untuk mutu ekspor dan persyaratan diameter mutu
super, buah manggis mutu I adalah buah manggis yang memenuhi persyaratan
ketuaan untuk mutu ekspor dan persyarat diameter mutu I, sedangkan manggis
Daging buah manggis normal
Daging buah manggis yang mempunyai getah kuning
Daging buah manggis yang berwarna bening dan keras
Daging buah manggis yang busuk
Pemutuan bagian dalam manggis dibagi menjadi dua bagian yaitu: manggis
rusak dan manggis tidak rusak, dengan kriteria seperti pada Tabel 7 dan Gambar 7.
Sampel manggis yang sudah dikelompokkan berdasarkan diameter/ukuran,
bentuk buah dan tingkat ketuaan, kemudian dilakukan pengukuran gelombang
ultrasonik, pengambilan citra buah, dan pengukuran sifat fisiko kimia. Tahapan
[image:43.612.94.496.239.763.2]penelitian seperti Gambar 8.
Tabel 7. Kriteria mutu bagian dalam manggis
Pemutuan buah manggis Kriteria
Tidak rusak
• Tidak ada getah kuning
• Berwarna putih bersih dan lunak
• Tidak ada kebusukan
Rusak
• Ada getah kuning (gamboges)
• Warna bening dan keras (transluscent)
• Ada kebusukan (decay)
Gambar 8. Tahapan pelaksanaan penelitian
Area
Fitur Warna RGB, HSI
Fitur Tekstur
Pengukuran Gelombang Ultrasonik
Pengambilan citra dengan kamera
Pengukuran Sifat Fisiko Kimia
Kecepatan Gelombang
Ultrasonik
Sampel Manggis
Berat
Diameter
Kekerasan
Total padatan terlarut
Kadar gula
Total asam
Pengembangan Pemutuan manggis dengan JST
Menetukan hubungan dari citra dan ultrasonik dengan fisiko kimia
Validasi
Selesai
Model 1 Klasifikasi Mutu berdasarkan SNI
Osiloskop Digital Sampel Manggis
Transduser
pengirim Transduser penerima
Ultrasonic Tester
R T
Personal Computer
Pengukuran gelombang ultrasonik
Peralatan pengukuran gelombang ultrasonik seperti peralatan yang dirancang
dan dibangun oleh Budiastra et al. (1997). Sebelum melakukan pengukuran
gelombang ultrasonik, osiloskop digital dan ultrasonik tester harus diset terlebih
dahulu agar sinyal yang dihasilkan dapat ditampilkan di monitor, kemudian
penentuan letak posisi sampel yang sesuai, dan penentuan titik perambatan
gelombang ultrasonik yang baik, serta penentuan besarnya frekuensi pembangkit
gelombang yang cocok terhadap sifat fisik buah manggis.
Gelombang ultrasonik dirambatkan ke buah manggis, yang dikirim dari
ultrasonik tester melalui transmitter T dan diterima oleh receiver R. Kemudian sinyal
yang diterima R ini didigitasi dan data disimpan dalam hardisk komputer. Sinyal yang
disimpan berupa hubungan antara amplitudo dan waktu. Secara skematis proses
pemeriksaan buah manggis dengan menggunakan gelombang ultrasonik dapat dilihat pada
Gambar 9.
R m
t
x
v
∆
=
Kecepatan rambat gelombang ultrasonik tergantung dari sifat elastis dari
medium yang dilaluinya. Asumsi yang digunakan dalam menentukan nilai ∆t dari
persamaan kecepatan rambat gelombang ultrasonik adalah besarnya waktu sejak
terbentuk hingga terjadinya perubahan nyata dari bentuk sinyal. Persamaan kecepatan
rambat gelombang ultrasonik pada buah manggis adalah sebagai berikut:
(7)
dimana:
v = kecepatan rambat gelombang ultrasonik (m/s)
xm = diameter buah manggis (mm)
∆tR = waktu rambat gelombang ultrasonik (s).
Pengambilan Citra
Sebelum pengambilan citra buah manggis harus diatur: sistem pencahayaan
yaitu dengan mengatur berapa jaraknya lampu dengan buah manggis/obyek, jarak
kamera CCD yang tepat dengan obyek, dan penentuan warna latar belakang dengan
cara menukar-nukar warna latar belakang, hal ini sangat berguna dalam pemisahan
obyek dengan latar belakang, kemudian dicari jarak yang cocok antara kamera
dengan manggis.
Program pengolahan citra dibangun untuk dapat melakukan pengambilan citra
dan menyimpan dalam format .tif. Pengolahan citra dilakukan secara real time
meliputi perhitungan luas, indeks RGB, HSI dan 4 komponen tekstur.
Sebagai perangkat lunak digunakan program pengolahan citra (image
processing) dalam bahasa C dengan kompiler microsoft visual C, yang merupakan
pengembangan dari program image processing yang tersedia di Laboratorium Teknik
Pengolahan Pangan dan Hasil Pertanian (TPPHP). Fateta IPB Bogor.
Citra
