PENENTUAN TINGKAT KEMATANGAN BUAH NANAS
SEGAR SECARA NON-DESTRUKTIF DENGAN
METODE ULTRASONIK
WENDIANING PUTRI LUKETSI
SEKOLAH PASCASARJANA INSTITUT PERTANIAN BOGOR
PERNYATAAN MENGENAI TESIS DAN
SUMBER INFORMASI SERTA PELIMPAHAN HAK CIPTA
Dengan ini saya menyatakan bahwa tesis berjudul Penentuan Tingkat Kematangan Buah Nanas Segar secara Non-destruktif dengan Metode Ultrasonik 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.
RINGKASAN
WENDIANING PUTRI LUKETSI. Penentuan Tingkat Kematangan Buah Nanas Segar secara Non-destruktif dengan Metode Ultrasonik. Dibimbing oleh I WAYAN BUDIASTRA dan USMAN AHMAD.
Mutu buah nanas segar yang sesuai dengan harapan pasar atau konsumen telah diatur dalam standar nasional buah nanas pada SNI 3166: 2009. Kematangan sebagai salah satu parameter mutu buah nanas masih dievaluasi secara visual, sehingga hasilnya sangat beragam. Evaluasi kematangan nanas yang lebih akurat dan seragam diperoleh dengan bantuan instrumen pengukur mutu, namun pada umumnya bersifat destruktif atau merusak nanas. Oleh karena itu, perlu dikembangkan metoda evaluasi tingkat kematangan secara nondestruktif dan lebih akurat untuk nanas segar. Metode ultrasonik banyak digunakan untuk menentukan kualitas bahan pertanian, namun belum ada yang diaplikasikan pada buah nanas varietas Cayyene.
Secara umum, penelitian ini bertujuan mengkaji metoda ultrasonik untuk menentukan tingkat kematangan dan mutu internal nanas. Lebih khusus, bertujuan: (1) menentukan karakteristik transmisi gelombang ultrasonik (kecepatan, koefisien atenuasi) dan sifat fisikokimia nanas pada tiga tingkat kematangan, (2) mengkaji hubungan karakteristik transmisi gelombang ultrasonik dengan sifat fisikokimia nanas pada tiga tingkat kematangan, dan (3) mengelompokkan nanas berdasarkan tingkat kematangan menggunakan fungsi diskriminan dari karakteristik transmisi gelombang ultrasonik.
Buah nanas varietas Cayyene yang digunakan diperoleh dari daerah Subang, Jawa Barat dengan tiga tingkat kematangan, masing-masing sebanyak 35 buah. Tingkat kematangan yang pertama mempunyai kulit buah berwarna hijau merata, tingkat kematangan kedua mempunyai kulit 50% kuning dan 50% hijau, sedangkan tingkat kematangan ketiga kuning merata. Nanas yang baru dipanen diuji menggunakan sistem pengukuran gelombang ultrasonik dengan frekuensi 50 KHz untuk mengetahui kecepatan gelombang dan koefisien atenuasi. Kemudian dilakukan uji fisikokimia untuk mengetahui kekerasan, densitas, total padatan terlarut dan total asam pada buah.
Hasil penelitian menunjukkan kecepatan gelombang ultrasonik buah nanas pada tiga tingkat kematangan berbeda nyata, berkisar antara 173– 210 m/s. Sedangkan koefisien atenuasi berkisar antara 4.1 – 5.1 dB/m. Pada sifat fisikokimia, kekerasan semakin menurun seiring tingkat kematangannya, dari 50.04 N menjadi 34.01 N. Total padatan terlarut mengalami peningkatan, tingkat kematangan kedua sebesar 14.99 0Brix menjadi 16.94 0Brix, namun tingkat kematangan keempat mengalami penurunan menjadi 13.99 0Brix. Total asam mengalami penurunan pada tingkat kematangan kedua dari 0.62% menjadi 0.57%, mengalami peningkatan lagi sebesar 0.84%. Densitas buah meningkat seiring tingkat kematangan walapun perubahannya tidak signifikan.
diskriminan yang dihasilkan dapat digunakan untuk mengelompokkan nanas berdasarkan tingkat kematangannya.
SUMMARY
WENDIANING PUTRI LUKETSI. Non-destructive Determination of Ripeness Level for Fresh Pineapple Using Ultrasonic Method. Supervised by I WAYAN BUDIASTRA and USMAN AHMAD.
Quality of fresh pineapple with suitable to market or consumers expectation had been set in pineapple national standard on SNI 3166: 2009. Ripeness as one of quality parameters is still evaluated visually, so that the result is very diverse. More reliable result is obtained by the objective method using some instruments, but most of them belong to destructive method. Therefore, a nondestructive method for determination of ripeness level for fresh pineapple must be developed. Ultrasonic method had been widely used to determine the quality of agricultural materials, yet no one had tried to Cayyene pineapple varieties.
In general, the objective of this study was to examine the ultrasonic method for determining the level of pineapple ripeness and its internal quality. More specificaly, it aims to (1) determine the transmission characteristic of ultrasonic waves (velocity, attenuation coefficient) and physicochemical properties of pineapple at three levels of ripeness, (2) examine the relationship between characteristics of ultrasonic wave transmission with physicochemical properties at three levels of ripeness and, (3) classify pineapple based on its ripeness level using discriminant function of ultrasonic wave transmission characteristics.
Cayyene pineapple varieties were harvested from Subang regency, West Java province, at three levels of ripeness, 35 sample each. The first level ripeness had totally green skin, the second level ripeness had 50% of yellow skin and 50% of green skin, while the third level ripeness had totally yellow skin. Freshly harvested pineapple were tested using ultrasonic wave transmission on frequency of 50 Khz to determine the wave velocity and attenuation coeficient. Then physicochemicals test were done to determine firmness, density, total soluble solids and total acid in the fruit.
The results showed that the velocity of ultrasonic waves in pineapple at three levels of ripeness were significantly different, ranging between 173 m/s to 210 m/s. While the attenuation coefficient ranged from 4.1 dB/m to 5.1 dB/m. The physicochemical properties, firmness level decreased as the level of ripeness changes, from 50.04 N to 34.01 N. Total soluble solids increased, the second levels of ripeness was 14.99 0Brix becoming 16.94 0Brix, yet the fourth levels of
ripeness decreased to 13.99 0Brix. Total acid decreased in the second levels of ripeness from 0.62% to 0.57% increased again by 0.84%. Fruit density increased as the levels of ripeness, eventhough the change was not significant.
Based on the discriminant analysis of velocity and attenuation coefficient, it is produced three discriminant functions to classify three level ripeness of pineapples. The average accuracy of pineapple classification on three levels of ripeness were quite high (90.48%). So, these three functions obtained could be used in pineapple classification based on its ripeness levels.
© Hak Cipta Milik IPB, Tahun 2016
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 Teknologi Pascapanen
PENENTUAN TINGKAT KEMATANGAN BUAH NANAS
SEGAR SECARA NON-DESTRUKTIF DENGAN METODE
ULTRASONIK
SEKOLAH PASCASARJANA INSTITUT PERTANIAN BOGOR
BOGOR 2016
PRAKATA
Puji dan syukur penulis panjatkan kepada Allah subhanahu wa ta’ala atas segala karunia-Nya sehingga karya ilmiah ini berhasil diselesaikan. Tema yang dipilih dalam penelitian yang dilaksanakan sejak bulan Desember 2014 ini ialah aplikasi gelombang ultrasonik pada buah, dengan judul Penentuan Tingkat Kematangan Buah Nanas Segar secara Non-destruktif dengan Metode Ultrasonik. Terima kasih penulis ucapkan kepada Bapak Dr Ir I Wayan Budiastra, MAgr dan Bapak Dr Ir Usman Ahmad, MAgr selaku pembimbing yang telah memberi saran dan meluangkan waktunya untuk penulis, serta Bapak Dr Ir Y Aris Purwanto, MSc selaku penguji dalam ujian tesis dan Bapak Prof Dr Ir Sutrisno,MAgr dan Bapak Dr Ir Lilik Pujantoro E.N, MAgr yang telah banyak memberi masukan terhadap karya ilmiah ini. Penulis juga mengucapkan terima kasih kepada Ketua PS dan seluruh Dosen Teknologi Pascapanen, Ibu Rusmawati, Bapak Ahmad Mulyatullah, Bapak Sulyaden, dan Baskara dari Lab. TPPHP atas segala dukungan, layanan, dan bantuannya selama pelaksanaan kuliah dan penelitian. Ungkapan terima kasih juga disampaikan kepada suami tercinta mas Yogyantoro, kedua orang tua yang saya banggakan Bapak Ismadi dan ibu Anik Sumaryati, adik Cinca dan seluruh keluarga atas dukungan, semangat, kasih sayang, nasehat dan doa yang terus diberikan. Terima kasih kepada seluruh saudara-saudaraku TPP 2013 dan TMP 2013 atas segala doa, semangat, sharing ilmunya.
Semoga karya ilmiah ini bermanfaat.
DAFTAR ISI
DAFTAR TABEL xii
DAFTAR GAMBAR xii
DAFTAR LAMPIRAN xiii
PENDAHULUAN 1
Latar Belakang 1
Perumusan Masalah 1
Tujuan Penelitian 2
TINJAUAN PUSTAKA 2
Klasifikasi dan Morfologi Nanas 2
Fisiologi Pascapanen Nanas 2
Kriteria Panen Terkait dengan Karakter Fisiko-Kimia Buah Nanas 3
Kualitas Buah Nanas 5
Gelombang Ultrasonik 5
Transduser Ultrasonik 8
Penelitian Ultrasonik pada Komoditas Pertanian 9
Analisis Diskriminan 11
METODE 11
Waktu dan Tempat Penelitian 11
Bahan 11
Alat 12
Prosedur Penelitian 12
Prosedur Analisis Data 16
HASIL DAN PEMBAHASAN 16
Sifat Fisikokimia Buah Nanas Varietas Cayyene pada Tiga Tingkat
Kematangan 16
Karakteristik Transmisi Gelombang Ultrasonik Buah Nanas Varietas
Cayyene pada Tiga Tingkat Kematangan 20
Hubungan Karakterisik Transmisi Gelombang Ultrasonik dengan Sifat
Fisikokimia Buah Nanas Varietas Cayyene 23
Pengelompokan Tingkat Kematangan Buah Nanas Varietas Cayyene
berdasarkan Karakteristik Transmisi Gelombang Ultrasonik 29
SIMPULAN DAN SARAN 32
Simpulan 32
Saran 32
DAFTAR TABEL
1 Kriteria tingkat kematangan buah nanas (Pantastico et al. 1973) 4 2 Rata-rata nilai sifat fisikokimia buah nanas varietas Cayyene pada tiga
tingkat kematangan 17
3 Rata-rata nilai karakteristik transmisi gelombang ultrasonik buah nanas
varietas Cayyene pada tiga tingkat kematangan 21
4 Hasil uji kesamaan matriks kovarian 30
5 Hasil uji kesamaan vektor rataan 30
6 Faktor dominan yang membuat pembeda 30
7 Hasil pengelompokan sampel buah nanas pada tiga tingkat kematangan
berbeda menggunakan fungsi diskriminan 32
DAFTAR GAMBAR
1 Diagram alir proses penelitian 14
2 Blok diagram alat pengukuran gelombang ultrasonik 14 3 Grafik perubahan kekerasan buah nanas pada tiga tingkat kematangan 18 4 Grafik perubahan densitas buah nanas pada tiga tingkat kematangan 18 5 Grafik perubahan total padatan terlarut buah nanas pada tiga tingkat
kematangan 19
6 Grafik perubahan total asam buah nanas pada tiga tingkat kematangan 20 7 Hubungan kecepatan gelombang ultrasonik dengan kekerasan buah
nanas pada tiga tingkat kematangan 23
8 Hubungan kecepatan gelombang ultrasonik dengan densitas buah nanas
pada tiga tingkat kematangan 24
9 Hubungan kecepatan gelombang ultrasonik dengan total padatan terlarut
buah nanas pada tiga tingkat kematangan 24
10 Hubungan kecepatan gelombang ultrasonik dengan total asam buah
nanas pada tiga tingkat kematangan 25
11 Hubungan koefisien atenuasi dengan kekerasan buah nanas pada tiga
tingkat kematangan 25
12 Hubungan koefisien atenuasi dengan densitas nanas pada tiga tingkat
kematangan 26
13 Hubungan koefisien atenuasi dengan total padatan terlarut nanas pada
tiga tingkat kematangan 26
14 Hubungan koefisien atenuasi dengan total asam buah nanas pada tiga
tingkat kematangan 27
15 Grafik perubahan kekerasan berdasarkan kecepatan gelombang ultrasonik pada tiga tingkat kematangan buah nanas 27 16 Grafik perubahan kekerasan berdasarkan koefisien atenuasi pada tiga
tingkat kematangan buah nanas 28
17 Plot kuantil khi-kuadrat 29
DAFTAR LAMPIRAN
1 Data hasil pengukuran sifat akustik gelombang ultrasonik buah nanas
varietas Cayyene pada tiga tingkat kematangan 37
2 Data hasil pengukuran dan perhitungan sifat fisikokimia buah nanas
varietas Cayyene pada tiga tingkat kematangan 39
3 Karakteristik varietas nanas (Nakasone dan Paull, 1999) 42
PENDAHULUAN
Latar Belakang
Nanas (Ananas comosus L. Merr) merupakan salah satu buah tropis unggulan Indonesia yang diperdagangkan di pasar domestik maupun internasional. Varietas yang banyak dibudidayakan adalah Cayenne dan Queen. Standar nanas segar yang dibutuhkan oleh konsumen untuk dikonsumsi langsung, cenderung mengutamakan kualitasnya. Sedangkan untuk perusahaan pengolahan nanas, selain dari segi kualitas juga kuantitasnya. Kriteria umum dalam penilaian mutu (kualitas) nanas adalah berdasarkan tingkat kematangan buah saat dipanen, karena mutu buah sangat dipengaruhi oleh tingkat kematangan saat panen, selain itu juga daya simpan dan kandungan kimia atau zat gizi ikut berpengaruh. Mutu nanas yang dikehendaki berkaitan dengan ukuran atau dimensi buah, rasa daging buah manis dengan rasa asam yang sedikit, kandungan air banyak sehingga nanas akan lebih segar dan aroma khas nanas keluar yang menandakan kematangan.
Untuk menjaga kepuasan konsumen dan standar kualitas nanas segar yang sesuai dengan kualifikasi yang telah ditetapkan, BSN (2009) telah menyusun standar nasional (SNI 3166: 2009). Meskipun telah ada standar kualitas namun para pelaku usaha tidak melaksanakannya secara baik dan konsisten. Evaluasi mutu masih dilakukan secara subyektif berdasarkan warna, sehingga hasilnya sangat beragam.
Oleh karena itu, perlu dikembangkan suatu sistem evaluasi mutu secara nondestruktif nanas segar yang mampu melakukan pemeriksaan mutu bagian dalam buah, salah satunya dengan metode ultrasonik. Metode ultrasonik menjadi alternatif pilihan untuk menentukan mutu buah, karena mempunyai daya tembus melebihi metode NIR (Near Infra Red) yang hanya mampu menembus kedalaman 5 mm dari permukaan buah, biaya investasi lebih murah, dan buah yang diperiksa tidak berefek bagi kesehatan jika dikonsumsi dibanding teknik sinar X (Nasution 2006).
Penelitian ultrasonik untuk evaluasi mutu buah telah banyak dilakukan dan telah berhasil diuji coba beberapa peneliti. Namun penelitian ultrasonik untuk menentukan tingkat kematangan buah nanas belum pernah dilakukan.
Perumusan Masalah
2
Tujuan Penelitian
Oleh karena itu, penelitian ini untuk mengkaji metoda ultrasonik untuk menentukan tingkat kematangan dan mutu internal nanas. Secara khusus penelitian ini bertujuan (1) menentukan karakteristik transmisi gelombang ultrasonik (kecepatan, koefisien atenuasi) dan sifat fisikokimia nanas pada tiga tingkat kematangan, (2) mengkaji hubungan karakteristik transmisi gelombang ultrasonik dengan sifat fisikokimia nanas pada tiga tingkat kematangan, dan (3) mengelompokkan nenas berdasarkan tingkat kematangan menggunakan fungsi diskriminan karakteristik transmisi gelombang ultrasonik.
TINJAUAN PUSTAKA
Klasifikasi dan Morfologi Nanas
Nanas merupakan tanaman buah berupa semak yang memiliki nama ilmiah
Ananas comosus L. Merr) yang seringkali disebut sebagai raja dari segala buah
(The King of the Fruits), karena memiliki mahkota daun seperti mahkota raja. Tanaman ini berasal dari Brazil dan Paraguay. Untuk Indonesia, pertama kali ditemukan di Pulau Jawa tahun 1599. Nanas termasuk dalam divisio spermatophyta, sub-divisio angiospermae, kelas monokotiledoneae, ordo farinosae, dan termasuk dalam familia bromiliaceae.
Tanaman nanas termasuk famili Bromiliaceae, merupakan tanaman monokotil yang bersifat merumpun (bertunas anakan), dengan panjang batang yaitu 20-30 cm. Sedangkan tanaman nanas yang sudah dewasa memiliki panjang batang 30-35 cm, dengan diameter batang 6.7-7.5 cm (Nakasone dan Paul, 1998). Ditinjau dari segi morfologi, buah nanas merupakan kumpulan bakal buah yang masing-masing menempel pada batang (Soedibyo, 1992). Buah yang tampak merupakan gabungan dari buah-buah kecil yang berjumlah 100-200 buah yang ditutupi daun-daun kecil (leafy bract), yang dihubungkan dengan hati buah yaitu kelanjutan dari tangkai buah yang berserat. Buah umumnya mempunyai daging yang tebal, tidak berbiji dan penuh kelopak yang berdaging. Bagian buah yang dapat dimakan disebut rachis, yang menjadi besar dan tumbuh menjadi satu dengan sel telur dari bunga (Rahmadianto 2001).
Berdasarkan habitus tanaman, terutama bentuk daun dan buah dikenal 4 jenis varietas/ golongan nanas, yaitu Cayenne, Queen, Spanyol/Spanish, dan Abacaxi. Karakteristik dari masing varietas terdapat pada Lampiran 3.
Fisiologi Pascapanen Nanas
3 diartikan sebagai seluruh waktu yang diperlukan mulai dari pembentukan sel jaringan pada bakal buah, perkembangan sel sampai terjadinya perubahan kimia pada saat penyempurnaan bentuk morfologi buah. Pematangan dapat terjadi saat terjadi proses pembesaran buah yang umumnya terjadi pada saat buah masih menempel pada tanaman. Pemasakan umumnya terjadi saat pematangan terhenti dimana buah telah mencapai pertumbuhan dan mutu maksimum, perubahan yang terjadi pada tahap ini umumnya adalah perubahan kimia. Tahap selanjutnya adalah perubahan kimia dari pemasakan yang mengakibatkan buah layu sehingga disebut tahap pelayuan.
Ditinjau dari sifat fisiologisnya, buah nanas selepas panen masih melakukan aktivitas metabolisme utamanya yaitu respirasi dan transpirasi yang dapat menimbulkan perubahan-perubahan yang bersifat merugikan. Lebih lanjut Winarno (2002) menjelaskan bahwa respirasi merupakan proses metabolisme dengan cara menggunakan oksigen dalam pembakaran senyawa yang lebih kompleks, seperti pati, gula, protein, lemak dan asam organik sehingga menghasilkan molekul yang lebih sederhana yakni karbondioksida dan air serta energi dan molekul lain yang dapat digunakan oleh sel untuk reaksi sintesa.
Kriteria Panen Terkait dengan Karakter Fisiko-Kimia Buah Nanas
Rahmadianto 2001 menyatakan bahwa untuk menentukan saat panen yang tepat bagi buah nanas bergantung pada tujuan dan tuntutan penggunaan, seperti untuk konsumsi langsung, sebaiknya buah nanas dipetik pada tingkat 25% warna kulit buah sudah berwarna kuning. Untuk pemasaran lokal sebaiknya dipanen setelah matang penuh, sedangkan untuk tujuan ekspor nanas segar sebaiknya dipanen sebelum matang tapi telah cukup tua degan pertimbangan rasa dan aroma buah nanas. Kriteria panen dari suatu produk harus dapat diterima dan mudah dimengerti oleh petani selaku produsen dan pelaku-pelaku pascapanen.
Soedibyo 1992 menambahkan, buah nanas Subang yang berumur 18.5 minggu setelah pembungaan cocok untuk digunakan sebagai bahan baku industri. Sedangkan nanas yang baik untuk konsumsi segar adalah nanas yang berumur 20 minggu setelah pembungaan. Persyaratan nanas untuk dikonsumsi segar adalah nanas yang mempunya kandungan Total Padatan Terlarut (TSS) > 12%, TSS/asam 21-27, berat jenis 0.98 – 1.02, dan asam 0.5 – 0.6%.
Menurut Pantastico et al. (1973) warna buah nanas dapat digunakan sebagai penentu berbagai tingkat kematangan buah, untuk itu dibuatlah klasifikasi tingkat kematangan buah nanas berdasarkan warna kulit buah yang terdiri dari 7 tingkatan.
4
Tabel 1 Kriteria tingkat kematangan buah nanas (Pantastico et al. 1973) Klasifikasi buah Warna Kulit Buah Nanas
No.0 Semua mata hijau seluruhnya, tanpa tanda-tanda kuning
No.1 ≤ 20% mata jelas berwarna kuning
No.2 20% - 40% matanya jelas mulai berwarna kuning
No.3 55% - 65% dari mata-matanya jelas mulai berwarna kuning
No.4 65% - 90% dari matanya berwarna kuning penuh
No.5 ≤ 90% matanya berwarna kuning penuh, ≤ 20% berwarna jingga kemerah-merahan
No.6 20% - 100% mata-matanya berwarna jingga kemerah-merahan
No.7 Kulit berwarna pirang kemerah-merahan dan memperlihatkan tanda-tanda pembusukan
5
Kualitas Buah Nanas
Komponen kualitas buah meliputi penampakan, tekstur, rasa, nilai gizi, dan keamanan. Penampakan mencakup ukuran (besar, bobot), bentuk (diameter, keseragaman), intensitas dan keseragaman warna, kilap, kerusakan eksternal dan internal. Tekstur meliputi kekerasan, kelembutan, sukulensi, flavour dan mineral. Standar kualitas buah nanas untuk konsumsi meliputi kematangan, kekerasan, keseragaman ukuran dan bentuk - bentuk, bebas dari kerusakan, kelayuan, memar, dan keretakan.
Kandungan gizi, vitamin dan mineral dalam 100 g buah nanas sebagai berikut: air 86 g, kalori 218 kj, protein 0.5 g, lemak 0.2 g, karbohidrat 13.5 g, serat 0.5 g, dan abu 0.3 g. Kandungan mineralnya sebagai berikut: kalsium 18 mg, besi 0.3 mg, magnesium 12 mg, pospor 12 mg, kalium 98 mg dan Na 1 mg. Kandungan vitamin sebagai berikut: asam askorbat 10 mg, thiamin 0.09 mg, riboflavin 0.04 mg, niacin 0.24 mg dan vitamin A 5.3 IU (Nakasone dan Paull, 1999).
Selama proses pematangan, buah nanas mengalami peningkatan bobot kotor maupun bersih, total padatan terlarut pada daging buah, peningkatan jumlah asam-asam dan penurunan kandungan air. Penampakan dari luar yaitu terjadinya perubahan warna dimana klorofil terdegradasi dan meningkatnya pigmen karoten. Menurut Soedibyo (1992) kandungan air menurun sejalan dengan penurunan umur panen dan terjadinya peningkatan kandungan gula sebagai salah satu bagian padatan terlarut total.
Padatan terlarut total pada buah nanas didominasi oleh kandungan gula dan asam. Rasa pada buah nanas merupakan perpaduan antara gula dan asam. Gula yang terkandung dalam nanas yaitu glukosa 2.32%, fruktosa 1.42%, dan sukrosa 7.89%. Asam -asam yang terkandung dalam buah nanas adalah asam sitrat, asam malat, dan asam oksalat. Jenis asam yang paling dominan yakni asam sitrat 78% dari total asam. Keasaman buah dapat diukur dengan mengukur pH ekstrak buah atau dengan metode asam tertitrasi (Rahmadianto 2001).
Gelombang Ultrasonik
Gelombang terjadi apabila adanya suatu gangguan pada kesetimbangan dalam suatu sistem dan gelombang tersebut dapat merambat melalui suatu medium dimana setelah gangguan ini lewat keadaan medium akan kembali ke keadaan semula seperti sebelum gangguan itu datang. Gelombang seperti ini dinamakan gelombang mekanik seperti gelombang bunyi. Secara umum gelombang dibagi menjadi dua kategori yaitu gelombang mekanik dan gelombang elektromagnetik. Gelombang mekanik memerlukan suatu medium untuk merambat sedangkan gelombang yang tidak memerlukan medium untuk merambat disebut gelombang elektromagnetik. Contoh gelombang mekanik adalah gelombang pada tali dan gelombang akustik sedangkan contoh gelombang elektromagnetik adalah seperti gelombang radio, radiasi inframerah, sinar-X dan yang lainnya. Gelombang elektromagnetik dapat berjalan melalui ruang hampa.
6
terjadi apabila gerakan partikel pada medium adalah gerakan bolak-balik sepanjang arah yang sama dengan arah perjalanan gelombang. Gelombang memiliki beberapa sifat seperti dapat berinteraksi dengan dengan benda, jika gelombang datang pada sebuah benda maka gelombang tersebut dapat diabsorbs, direfleksikan, ditransmisikan atau direfraksikan.
Gelombang akustik seperti bunyi merupakan salah satu gelombang mekanik yang dapat merambat baik di dalam fluida maupun di dalam padatan. Di dalam fluida gelombangnya merupakan longitudinal sedangkan dalam padatan gelombangnya dapat berupa gelombang longitudinal dan gelombang transversal. Gelombang sinusoidal adalah jenis gelombang bunyi yang memiliki frekuensi, amplitudo dan panjang gelombang tertentu.
Manusia memiliki batas pendengaran pada frekuensi tertentu yaitu sekitar 20-20.000 Hz yang disebut dengan gelombang audiosonik. Frekuensi tersebut disebut audible range atau jangkauan yang dapat didengar oleh manusia. Selain itu ada juga yang disebut dengan gelombang ultrasonik yaitu gelombang dengan frekuensi di atas jangkauan dengar manusia (di atas 20 kHz) seperti magnet listrik, getaran Kristal piezo elektrik dan gelombang infrasonik dengan frekuensi gelombang di bawah jangkauan dengar manusia (dibawah 20 Hz) seperti getaran gempa,dan tanah longsor. Gelombang bunyi berjalan ke semua arah dari sumber bunyi dengan amplitudo tergantung pada arah dan jarak dari sumber.
Gelombang ultrasonik merupakan gelombang mekanik sehingga dalam perambatannya membutuhkan medium perantara. Gelombang ultrasonik tidak dapat merambat pada ruang hampa sehingga proses transmisi pada ruang hampa tidak pernah terjadi. Perambatan gelombang ultrasonik merupakan perambatan dari gelombang tekanan.
Gelombang ultrasonik memiliki prinsip yang sama dengan gelombang mekanik lainnya sehingga proses pembiasan, pemantulan, polarisasi atau yang lainnya tetap terjadi. Proses pemantulan dan pembiasan pada gelombang ultarsonik bisa terjadi bila melewati medium yang indeks biasnya berbeda. Pada proses tersebut akan terjadi pengurangan intensitas gelombang yang menandakan adanya pengurangan energi dari gelombang tersebut. Ditinjau dari sudutnya, pembiasan memiliki sudut bias 00 sampai 900 sementara pemantulan memiliki
sudut bias 900 sampai 1800 atau sudut pantul sebesar 00 sampai 900. Pemantulan dan pembiasan yang kompleks akan terjadi pada medium fluida, hal ini terjadi karena pada medium padat gelombang yang terjadi bukan saja gelombang longitudinal tapi ada kemungkinan terdapat juga gelombang transversal.
Selain proses pembiasan dan proses pemantulan, proses lainnya adalah proses penyerapan atau absorpsi. Proses penyerapan pada gelombang sering terjadi pada medium padat yang ditandai dengan adanya penurunan amplitudo gelombang. Besaran yang menyatakan konstanta absorpsi dikenal dengan koefisien absorpsi. Koefisien absorpsi dipengaruhi oleh konsentrasi medium yang dilalui gelombang tersebut. Besarnya penyerapan yang terjadi tergantung pada karakteristik fisik dari medium yang dilaluinya.
7 Penerapan gelombang ultrasonik adalah dengan mengamati sifat akustik gelombang ultrasonik yang merambat dalam suatu medium. Sifat yang diukur meliputi kecepatan gelombang dan koefisien atenuasi atau koefisien penyerapan energi. Untuk pengukuran bahan pertanian biasanya digunakan gelombang dengan intensitas yang rendah sekitar 1-10 MHz sehingga tidak merusak bahan pertanian tersebut. Gooberman (1968) menyatakan gelombang ultrasonik akan merambat lebih baik pada medium padat dibandingkan pada medium cair atau gas.
Rejo (2002) menyatakan bahwa sifat gelombang ultrasonik sangat banyak, namun sifat akustik yang dapat menentukan sifat fisiko-kimia bahan pertanian yaitu kecepatan gelombang dan koefisiean atenuasi. Hal ini dikarenakan kedua sifat tersebut tergantung pada sifat atau keadaan dari medium yang dilaluinya. Gelombang ultrasonik merupakan gelombang mekanik sehingga membutuhkan medium dalam perambatannya, dimana medium perantara gelombang ultrasonik berupa padatan, cairan, gas, dan semi padat-cair.
Koefisien atenuasi
Koefisien atenuasi (α) merupakan besaran yang menggambarkan besarnya energi yang hilang atau diabsorbsi karena gelombang ultrasonik melewati medium tertentu karena ada peristiwa refleksi dan transmisi gelombang. Besarnya energi yang hilang tergantung pada jenis medium yang dilaluinya sehingga analisis gelombang berdasarkan peristiwa absorbsi dapat menghasilkan informasi sifat-sifat bahan, seperti densitas, elastisitas, dan viskositas. Pada buah-buahan berbiji misalnya pada mangga, penggunaan prinsip koefisien atenuasi diterapkan dalam pengukuran gelombang ultrasonik karena terlihat jelas menggambarkan hubungan antara koefisien atenuasi dengan keadaan buah daripada menggunakan prinsip kecepatan gelombang (Mizrach et al., 1997).
Koefisien atenuasi merupakan perbandingan antara intensitas awal pada jarak x di dalam medium (Ix) dan intensitas mula-mula yaitu sebelum memasuki
medium (I0) menurut Persamaan 1 (Cracknell 1980).
�
�= −
1���
���0 ...(1)Intensitas yang dimiliki gelombang ultrasonik berbanding lurus dengan amplitudo tegangan sinyal listrik yang dideteksi. Oleh karena itu, ukuran atenuasipun biasa dinyatakan dalam bentuk perbandingan tekanan amplitudo setelah melewati jarak x di dalam suatu medium (Ax) dan sebelum memasuki
medium (A0) seperti pada Persamaan 2. Dimana
α
I = 2α
p.�
�= −
�ln
��� ...(2)Satuan koefisien atenuasi dalam hal ini adalah Neper per meter. Satuan lain dari koefisien atenuasi adalah desibel. Sehingga ada kesetaraan antara satuan Neper per meter dengan desibel, yaitu 1 Neper = 8.686 dB.
8
gelombang dan dicatat nilai maksimum dan nilai minimum gelombang. Untuk data jarak (x) antara transmitter dan receiver digunakan data diameter buah yang diukur. Pengukuran atenuasi dilakukan dengan melihat penurunan amplitudo dari gelombang ultrasonik setelah melewati nanas (Ax). Amplitudo dapat dilihat
sebagai fungsi dari jarak yang ditempuh. Penghitungan atenuasi dilakukan dengan menggunakan Persamaan 2.
Kecepatan gelombang
Kecepatan gelombang (Vb) pada medium padat merupakan fungsi rapat
massa (ρ), modulus Young (E), dan Perbandingan Poisson (υ). Garret et al (1992)
mengukur kecepatan gelombang dalam apel dengan menurunkan Persamaan 3. Vb=√Eρ ...(3)
Menurut Gooberman (1968), besarnya kecepatan longitudinal (VL)
tergantung pada rapat massa, modulus Young, dan rasio Poisson seperti pada Persamaan 4.
VL= √ρ (1+υ)(1E (1-υ) -2υ)...(4)
Penghitungan kecepatan gelombang ultrasonik (CL) pada penelitian ini
dilakukan dengan mencari waktu tempuh (t). Waktu tempuh dapat dihitung dengan mengetahui selisih pulsa listrik dari transmitter dan receiver. Waktu tempuh diperoleh ketika gelombang ditembakkan oleh transmitter hingga memasuki buah. Setelah waktu tempuh diperoleh, kecepatan gelombang dapat dihitung dengan mengetahui dimensi buah (L) atau jarak transmitter ke receiver ketika dilewati gelombang ultrasonik. Penghitungan kecepatan gelombang ultrasonik dilakukan dengan menggunakan Persamaan 5.
�
�=
���...(5)Pengukuran nilai kecepatan gelombang ultrasonik di udara dilakukan dengan mengkalibrasi nilai kecepatan gelombang yang sebenarnya sehingga diperoleh nilai konstanta (c). Nilai kecepatan gelombang ultrasonik di udara adalah 340 m/s. Dengan adanya nilai konstanta (c) maka bisa dihitung nilai kecepatan gelombang ultrasonik pada nanas (V) dengan Persamaan 6.
� = CL × �...(6)
Transduser Ultrasonik
9 mengeluarkan gelombang ultrasonik dengan frekuensi di atas 20 kHz. Besarnya gelombang ultrasonik yang dapat dibangkitkan tergantung pada jenis transdusernya. Sebagai contoh transduser 40 kHz akan membangkitkan gelombang ultrasonik dengan frekuensi 40 kHz. Transduser akan aktif jika diberi sinyal sebesar 40 kHz . Pada penelitian ini digunakan gelombang ultrasonik dengan frekuensi sebesar 50 kHz, hal tersebut dikarenakan transduser yang digunakan adalah t ransduser dengan frekuensi 50 kHz.. Transduser terdiri dari dua jenis yaitu transduser pengirim (transmitter) Tx dan transduser penerima (receiver) Rx.
Transduser ultrasonik terbuat dari material piezoelectric yaitu terbuat dari bahan quartz (SiO3) dan Barium titanat (BaTiO3) yang akan menghasilkan medan listrik pada saat material berubah bentuk atau dimensinya sebagai akibat dari gaya mekanik. Hal tersebut sering disebut efek piezoelektrik.
Bahan piezoelektik yang digunakan pada transduser ultrasonik mengubah sinyal listrik menjadi getaran mekanik dan mengubah kembali getaran mekanik menjadi energi istrik. Elemen aktif dari transduser adalah inti transduser yang mengubah energi listrik menjadi energi suara dan sebaliknya mengubah energi suara menjadi energi listrik. Elemen aktif pada transduser biasanya adalah sebuah material terpolarisasi. Material terpolarisasi adalah beberapa bagian molekul bermuatan positif dan sebagian lagi bermuatan negatif dengan elektroda yang menempel pada dua sisi yang berlawanan. Pada saat medan listrik melewati material, molekul yang terpolarisasi akan menyesuaikan dengan medan listrik sehingga menghasilkan dipole yang terinduksi dengan molekul. Penyesuaian molekul akan menyebabkan perubahan dimensi pada material.
Komponen utama pada transduser ultrasonik adalah elemen aktif, backing,
dan wear plate. Elemen aktif terbuat dari bahan piezo atau ferroelectric yang
mengubah energi listrik yang dihasilkan oleh pembangkit pulsa menjadi energi ultrasonik. Backing mempunyai penguatan yang tinggi. Material yang mempunyai kerapatan yang sangat tinggi digunakan untuk mengontrol getaran dari transduser dengan menyerap radiasi energi dari bagian belakang elemen. Wear plate berfungsi untuk melindungi bagian elemen aktif serta sebagai medium yang kontak langsung dengan material yang akan diuji.
Penelitian Ultrasonik pada Komoditas Pertanian
Penelitian ultrasonik untuk evaluasi mutu buah telah banyak dilakukan. Beberapa penelitian mengkaji gelombang ultrasonik dalam penentuan tingkat kematangan buah, deteksi adanya lalat buah dan banyak penelitian lainnya. Teknik menggunakan gelombang ultrasonik telah berhasil diuji coba 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., 1997). Galili et al. (1993) untuk menentukan kematangan alpukat dan Mizrach et al. (1989) juga telah mengujinya pada beberapa sayuran dan buah subtropika.
10
kecepatan longitudinal pada tomat yang dihubungkan dengan tingkat kematangannya. Modulus Young dan perbandingan Poisson 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.
Budiastra et al. (1998) juga melakukan pengujian pada mutu buah-buahan tropik (manggis utuh dan durian utuh) dengan beberapa frekuensi yang terpancar dari transduser yaitu 1 MHz, 500 KHz, dan 50 KHz. Penelitian menunjukkan bahwa pada frekuensi lebih besar dari 50 KHz dapat digunakan untuk menentukan sifat gelombang ultrasonik buah manggis.
Selanjutnya Rejo et al. (2002) melakukan penelitian dengan menggunakan durian untuk menentukan kematangan buah dengan bantuan neural network dan hasil penelitian sifat karakteristik durian menujukkan bahwa sifat fisiko-kimia durian seperti masa jenis, kekerasan dan sifat akustik mengalami penurunan dengan meningkatnya ketuaan dan kematangan buah durian. Sedangkan total padatan terlarut, kadar air, dan total gula mengalami peningkatan dengan meningkatnya ketuaan dan kematangan buah durian. Namun total asam mengalami peningkatan sampai durian matang dan kemudian menurun hingga lewat matang.
Haryanto (2002) melaporkan bahwa sifat akustik dapat membedakan tingkat ketuaan durian. Frekuensi gelombang ultrasonik yang digunakan sebesar 50 KHz. Dari penelitian disimpulkan bahwa sifat akustik yaitu kecepatan gelombang dan atenuasi dapat digunakan untuk membedakan antara durian muda dan durian tua, dan dari beberapa parameter ternyata sifat akustik berhubungan lebih erat dengan tingkat kekerasan. Atenuasi yang diperoleh sebesar 3.1 – 5.2 dB/mm sedangkan kecepatan gelombangnya 501 – 422 m/s. Zerro Moment Power (Mo) akan menurun sejalan dengan bertambahnya kematangan dan rusaknya buah durian.
Juansah (2006) membuat rancang bangun sistem pengukuran gelombang ultrasonik untuk penetuan mutu manggis. Frekuensi gelombang ultrasonik yang digunakan sebesar 50 KHz. Dari hasil penelitian disimpulkan pengukuran sifat akustik terutama kecepatan dan atenuasi memiliki kontribusi yang sejalan. Meningkatnya kekerasan buah menyebabkan semakin rendahnya kecepatan gelombang ultrasonik, sedangkan peningkatan total padatan terlarut sejalan dengan peningkatan kecepatan gelombang. Kecepatan gelombang yang diperoleh sebesar 1125 – 1350 m/s. Buah manggis yang telah matang memiliki kekerasan yang rendah, total padatan terlarut yang tinggi dan atenuasi yang rendah. Atenuasi yang diperoleh sebesar 1.04 - 1.13dB/m.
Nasution (2006) melakukan pengembangan sistem evaluasi manggis dengan gelombang ultrasonik. Sistem pengukuran karakteristik gelombang ultrasonik pada manggis dirakit untuk menentukan tingkat ketuaan dan total gula pada frekuensi 50 kHz, sedangkan time base yang sesuai untuk berbagai tingkat
ketuaan dan kematangan buah manggis adalah 400μs/div. Berdasarkan hasil
penelitian diketahui bahwa kecepatan rambat gelombang memiliki hubungan korelasi dengan sifat fisik berupa tingkat kekerasan dan sifat kimia buah yang meliputi total gula dan total padatan terlarut. kecepatan menurun dengan bertambahnya tingkat ketuaan maupun total padatan terlarut.
11 ultrasonik yang digunakan sebesar 50 KHz. Hasilnya yaitu kecepatan gelombang berkorelasi positif dengan kekerasan dan total asam sedangkan untuk total gula berkorelasi negatif. Bila dilihat dari umur panen maka kecepatan gelombang ultrasonik akan menurun dengan meningkatnya umur panen sementara itu koefisien atenuasi ikut meningkat. Atenuasi yang diperoleh sebesar 501.27 –
540.44 dB/m sedangkan kecepatan gelombangnya 614-680 m/s.
Analisis Diskriminan
Analisis diskriminan merupakan teknik multivariat yang berkaitan dengan pemisahan objek dalam kelompok yang berbeda dan mengalokasikan objek tersebut ke dalam suatu kelompok yang telah ditetapkan sebelumnya (Kurniasari et al. 2014). Pengelompokan dengan analisis diskriminan ini terjadi karena adapengaruh satu atau lebih variabel lain yang merupakan variabel independen. Kombinasi linier dari variabel-variabel ini akan membentuk suatu fungsidiskriminan (Hair et al. 1998). Analisis diskriminan bertujuan mengklasifikasikan suatu individu atau observasi ke dalam kelompok yang salingbebas dan menyeluruh berdasarkan sejumlah variabel penjelas (Mattjik dan Sumertajaya 2011). Ada dua asumsi utama yang harus dipenuhi pada analisis diskriminan ini,yaitu: (1) Sejumlah pvariabel penjelas harus terdistribusi normal multivariat, (2) Matriks varian-kovarian variabel penjelas berukuran p x ppada keduakelompok harus sama.
Model dasar analisis diskriminan dilambangkan dengan d. Model analisisdiskriminan merupakan sebuah persamaan yang menunjukkan suatu kombinasi linier dari berbagai variabel independen yang ditunjukkan pada Persamaan 7.
d = b0 + b1x1 + b2x2 + b3x3+ …… + bnxn (7)
dimana: d= skor diskriminan
b = koefisien diskriminan atau bobot (0, 1, 2, ..., n) x= prediktor atau variabel independen (1, 2, 3, ..., n)
METODE
Waktu dan Tempat Penelitian
Penelitian dilakukan di Laboratorium Teknik Pengolahan Pangan dan Hasil Pertanian (TPPHP) Departemen TMB Fateta IPB. Penelitian ini dilakukan selama 6 bulan dari Desember 2014 hingga Juni 2015.
Bahan
12
dengan ciri warna kulit hijau seluruhnya tanpa tanda-tanda kuning, ke-2 dengan ciri 50% - 60% warna kulit jelas mulai berwarna kuning, dan kematangan ke-4 dengan ciri seluruh warna kulit kuning merata menurut persepsi petani. Masing-masing tingkat kematangan menggunakan 35 sampel, dengan total sampel 105 buah. Beberapa bahan kimia juga digunakan dalam penelitian ini, seperti aquadest, larutan NaOH 0.1 N, dan indikator PP (phenolphthalein). Selain itu juga digunakan air untuk pengukuran densitas buah.
Alat
Alat yang digunakan, yaitu alat uji ultrasonik rancangan Budiastra et al. (1998), terdiri atas transduser pemancar (transmitter) dan transduser penerima (receiver) gelombang ultrasonik berujung lancip tipe Krautkramer Ko 5S 56126-568 dengan frekuensi 50 kHz dengan bahan piezoelektrik, dudukan sampel,
digital oscilloscope tipe ETC M621, ultrasonik tester, dan personal computer.
Transduser yang digunakan berbentuk silinder berujung kerucut, dengan diameter 2.95 cm dan panjang 7.5 cm. Pengukuran sifat fisikokimia menggunakan portable digital refractometer Atago PR 201 (AOAC 1994), rheometer model CR 300 DX-L, pisau, jangka sorong, timbangan digital merek Mettler, set alat titrasi uji total asam (AOAC 1995), erlenmeyer, tabung reaksi, dan bejana (wadah).
.
Prosedur Penelitian
Pada penelitian penentuan tingkat kematangan buah nanas segar dengan menggunakan gelombang ultrasonik dilakukan dalam beberapa tahap yaitu 1) persiapan sampel penelitian, 2) pengukuran karakteristik transmisi gelombang ultrasonik (kecepatan gelombang dan koefisien atenuasi) pada nanas dengan tiga tingkat kematangan yang berbeda, 3) pengukuran sifat fisikokimia (densitas, kekerasan, total padatan terlarut, dan total asam) buah nanas pada tiga tingkat kematangan berbeda, 4) pengolahan dan analisis data, 5) pengelompokkan buah nanas berdasarkan karakteristik transmisi gelombang ultrasonik.
Persiapan Sampel Penelitian
Buah nanas dipanen dengan selang 2 minggu pada setiap tingkat kematangannya. Pemanenan pertama pada tingkat kematangan pertama, dua minggu kemudian pemanenan pada tingkat kematangan kedua, dan pemanenan terakhir pada buah nanas kematangan ketiga. Setelah dipanen, selanjutnya dilakukan sortasi untuk memisahkan buah cacat dan buah yang utuh. Kemudian buah dibersihkan dari kotoran dan bagian yang tidak digunakan, dapat berupa tanah, batang yang panjang maupun kotoran yang menempel pada permukaan buah. Dari kebun petani, buah dikemas dengan posisi berdiri atau vertikal dengan mahkota di atas kemudian buah nanas ditransportasikan menuju Lab. TPPHP dan dilakukan pengukuran karakteristik gelombang ultrasonik dan sifat fisikokimia.
Pengukuran Karakteristik Transmisi Gelombang Ultrasonik
13 udara. Pada pengukuran dalam medium udara ditinjau profil penjalaran amplitudo gelombang ultrasonik sebagai fungsi jarak. Nilai kecepatan dan koefisien atenuasi gelombang ultrasonik pada medium udara digunakan sebagai bahan analisis dalam pengolahan data selanjutnya. Sedangkan pengukuran dengan kondisi terdapat buah nanas, transduser langsung menyentuh bagian permukaan kulit buah.
Pengukuran karakteristik gelombang ultrasonik, dilakukan dengan cara menyalakan oscilloscope dan ultrasonic tester. Nanas yang telah dibersihkan diletakkan pada dudukan buah. Gelombang ultrasonik ditransmisikan ke buah pada bagian pangkal, tengah, dan ujung buah, dilakukan dua kali. Untuk mengetahui dimensi panjang buah maka di bawah dudukan buah diletakkan mistar.
Dari ultrasonik tester signal gelombang ultrasonik dikuatkan dan dikirim yang menuju ke transmitter. Pada transmitter energi listrik dari gelombang ultrasonik diubah menjadi getaran mekanik dalam bentuk energi suara. Transmitter akan membangkitkan dan mengeluarkan signal gelombang ultrasonik dengan frekuensi 50 KHz, kemudian energi akan ditransmisikan melalui daging buah. Energi yang telah melewati daging buah kemudian akan diterima oleh receiver. Receiver berfungsi mengubah energi mekanik menjadi energi listrik yang kemudian diteruskan menuju ultrasonik tester. Pada ultrasonik tester, energi dari gelombang ultrasonik dikuatkan kembali, kemudian diteruskan menuju
digital oscilloscope. Oscilloscope berfungsi mengubah data analog menjadi data
digital yang kemudian akan ditampilkan pada layar komputer. Data yang didapatkan dan ditampilkan berupa data amplitudo dan waktu dalam bentuk microsoft excell, yang kemudian digunakan untuk perhitungan data kecepatan gelombang dan atenuasi. Pengaturan digital oscilloscope selama pengambilan data
sweep yang digunakan 1 : 8, data sampel setiap pengukuran sebanyak 4096, time
base 800 μs/ div, dengan sampling rate yang digunakan untuk pengukuran sebesar
14
Gambar 1 Diagram alir proses penelitian
Gambar 2 Blok diagram alat pengukuran gelombang ultrasonik Hubungan antar
parameter
Pendugaan sifat fisiko-kimia buah nanas
Seles ai
Mulai
Buah Nanas
Pengukuran gelombang
ultrasonik Berat dan volume
Kekerasan
Total padatan terlarut (TPT) Total asam (TA)
Kecepatan (v) dan atenuasi (α)
Data densitas
Data kekerasan Data TPT
15
Perhitungan kecepatan gelombang ultrasonik
Penghitungan kecepatan gelombang ultrasonik dilakukan dengan mencari waktu tempuh. Waktu tempuh dapat dihitung dengan mengetahui selisih pulsa listrik dari rangkaian pengirim dan rangkaian penerima. Waktu tempuh diperoleh ketika gelombang ditransmisikan oleh transmitter hingga memasuki buah. Setelah waktu tempuh diperoleh, kecepatan gelombang dapat dihitung dengan mengetahui dimensi buah atau jarak transmitter ke receiver ketika dilewati gelombang ultrasonik.
Pengukuran koefisien atenuasi
Koefisien atenuasi (α) merupakan besaran yang menggambarkan energi yang hilang atau diabsorbsi karena gelombang ultrasonik melewati medium tertentu karena ada refleksi dan transmisi gelombang. Perhitungan koefisien atenuasi dilakukan dengan beberapa langkah yaitu data hasil keluaran oscilloscope diubah menjadi grafik gelombang dan dicatat nilai maksimum dan nilai minimum gelombang. Untuk data jarak antara transmitter dan receiver digunakan data diameter buah yang diukur. Pengukuran atenuasi dilakukan dengan melihat penurunan amplitudo dari gelombang ultrasonik setelah melewati nanas.
Pengukuran sifat fisikokimia
Nanas yang masih utuh setelah dilakukan pengukuran karakteristik transmisi gelombang ultrasonik, selanjutnya diukur sifat fisikokimianya (kekerasan, densitas, total padatan terlarut, dan total asam). Masing-masing pengukuran dijelaskan sebagai berikut.
Kekerasan
Perhitungan kekerasan buah nanas diukur menggunakan alat rheometer. Alat disetting pada kondisi mode: 20; R/H (hold): 10.00 mm; P/T (Press): 60 mm/m; Rep.1: 1 x 60h; Max 10 kg. Menggunakan probe nomor 38 (Φ = 5 mm). Pengukuran dilakukan di area pangkal, tengah, dan ujung nanas, dilakukan sebanyak dua kali.
Densitas
16
Total Asam (TA)
Total asam diukur dengan cara titrasi sesuai AOAC 1995. Penentuan total asam dilakukan dengan menimbang daging buah 10 g dan dihancurkan menggunakan mortar. Kemudian ditambahkan 100 ml aquadest kemudian dihomogenisasi dengan menggunakan blender. Larutan yang telah dihomogenkan lalu disaring dengan kertas saring. Penetapan sampel dilakukan dengan mengambil 20 ml filtrat kemudian dititrasi menggunakan NaOH 0.1 N dengan indikator phenolphthalein (PP) hingga terbentuk warna merah muda. Hasil yang diperoleh dihitung sebagai persen total asam, menggunakan persamaan berikut.
Total Asam % = ml NaOH ×N×Fp×MrMg contoh ×100% ...(8) dimana: N = formalitas NaOH 0.1 N
Fp = faktor pengenceran (Fp = 100/20) Mr = massa molar NaOH (40)
Mg contoh =1000 mg
Total Padatan Terlarut
Total padatan terlarut diukur menggunakan refractometer digital sesuai dengan metode AOAC 1994, dimana nanas dihaluskan terlebih dahulu dengan cara ditumbuk, kemudian diambil sarinya sebagai sampel pengujian. Selanjutnya sampel diletakkan di atas obyek gelas yang terdapat pada refractometer, hingga nilai total padatan terlarut (TPT) dapat dilihat secara langsung pada display, skala pembacaan dalam satuan 0brix. Pengukuran pada tiga bagian buah nanas, yaitu
pangkal, tengah dan ujung.
Prosedur Analisis Data
Data pengukuran gelombang ultrasonik (kecepatan, koefisien atenuasi) dan sifat fisikokimia nanas dianalisis dengan analisa varians (ANOVA), uji beda nyata (DUNCAN) pada taraf uji 5%. Hubungan antara karakteristik transmisi gelombang ultrasonik dengan sifat fisikokimia dianalisis dengan regresi linear menggunakan software Minitab Release 14. Kemudian dilakukan analisis diskriminan untuk mengelompokkan data hasil pengukuran pada masing-masing tingkat kematangan buah nanas.
HASIL DAN PEMBAHASAN
Sifat Fisikokimia Buah Nanas Varietas Cayyene pada Tiga Tingkat Kematangan
17 bahwa terjadi perubahan-perubahan dalam susunannya. Beberapa perubahan yang terjadi selama proses pematangan nanas dijelaskan pada hasil yang didapatkan dari data pengujian destruktif (kekerasan, total padatan terlarut, total asam, dan densitas).
Tabel 2 Rata-rata nilai sifat fisikokimia buah nanas varietas Cayyene pada tiga tingkat kematangan
Angka-angka pada kolom yang sama yang diikuti oleh huruf yang sama tidak berbeda nyata pada taraf uji 5%
Pengujian dan pengukuran pada sifat fisikokimia buah nanas didapatkan hasil rata-rata seperti yang tertera pada Lampiran 2, dan kemudian dilakukan uji beda nyata pada ketiga tingkat kematangan buah nanas. Hasil uji beda nyata seperti tersaji pada Tabel 3 menunjukkan bahwa pengujian dan pengukuran pada kekerasan terdapat beda nyata yang signifikan antar ketiga tingkat kematangan, total padatan terlarut dan total asam beda nyatanya bervariasi pada setiap tingkat kematangan. Sedangkan pada densitas tidak berbeda nyata pada ketiga tingkat kematangan.
Kekerasan
18
Gambar 3 Grafik perubahan kekerasan buah nanas pada tiga tingkat kematangan
Densitas
Hasil uji beda nyata pada taraf kepercayaan 5% menunjukkan densitas buah nanas pada ketiga tingkat kematangan tidak berbeda nyata (Tabel 2). Densitas buah nanas terus meningkat seiring tingkat kematangan buah. Densitas pada tingkat kematangan 0, 2 dan 4 berturut-turut sebesar (976.50 ± 101.16) kg/m3, (981.07 ± 60.23) kg/m3 dan (1010.70 ± 117.46) kg/m3.
Gambar 4 Grafik perubahan densitas buah nanas pada tiga tingkat kematangan
Total Padatan Terlarut (TPT)
Tingkat perkembangan buah berdasarkan perubahan biokimia yang dapat dibedakan dengan jelas, diurutkan sebagai stadium pramatang dan matang. Kebanyakan zat yang dikandung misalnya zat pati, gula total, dan gula non-pereduksi menurut kecenderungan pada tingkat pramatang. Pada saat buah mencapai tingkat awal kematangan, kandungan gula totalnya bertambah, gula non-pereduksi berkurang, sedangkan kandungan zat patinya tetap (Pantastico 1973). Dalam fase akhir kematangan, sukrosa dan gula total kurang lebih tetap. Buah menyimpan karbohidrat sebagai persediaan energi.
Penentuan sifat kimia buah nanas dilakukan dengan metode destruktif. Pengambilan sampel pada pengujian TPT pada area yang ditempelkannya probe
19 transmiter alat ultrasonik. Hasil data pengujian pada keseluruhan sampel buah nanas terlampir pada Lampiran 2. Hasil uji beda nyata total padatan terlarut pada ketiga tingkat kematangan menunjukkan hasil yang bervariasi. Untuk tingkat kematangan 0 dan 4 menunjukkan hasil yang tidak berbeda nyata, sedangkan tingkat kematangan ke-2 berbeda nyata terhadap lainnya. Nilai rata-rata total padatan terlarut pada buah nanas menunjukkan kenaikan TPT pada tingkat kematangan ke-0 sebesar 14.99 ± 1.89 0Brix menjadi 16.94 ± 1.37 0Brix pada tingkat kematangan ke-2, hal ini dikarenakan adanya peningkatan kandungan gula totalnya akibat perombakan karbohidrat (pati) menjadi gula-gula sederhana. Pada saat kandungan pati menurun, kandungan sukrosa akan meningkat dan dipecah menjadi glukosa dan fruktosa. Gula sederhana sederhana inilah yang merupakan padatan terlarut bila dideteksi oleh refraktometer yang mewakili derajat rasa manis pada buah.
Namun TPT mengalami penurunan pada tingkat kematangan ke-4 menjadi 13.99 ± 1.26 0Brix. Penurunan nilai TPT dapat diakibatkan adanya awal dari fase matang ke fase pembusukan, dimana proses biokimia pada fase ini akan menyebabkan kandungan karbohidrat dan gula berubah. Penurunan TPT pada buah nanas juga menunjukkan penurunan mutu buah nanas. Respirasi pada buah nanas akan tetap berlangsung sehingga akan menyebabkan penurunan mutu yang diiringi dengan berkurangnya kadar gula pada buah. Pada saat respirasi terjadi pemecahan oksidatif bahan-bahan yang kompleks, diantaranya karbohidrat, lemak dan protein. Apabila nanas sudah mencapai akhir kematangan, maka kandungan total gulanya akan mencapai tahap maksimum dan tetap, kemudian akan berkurang ketika nanas mengalami penurunan mutu atau mengalami kerusakan pada jaringannya.
Gambar 5 Grafik perubahan total padatan terlarut buah nanas pada tiga tingkat kematangan
Total Asam (TA)
Total asam pada pengujian buah nanas mengalami peningkatan pada tingkat kematangan ke 4 yang pada mulanya mengalami penurunan dari tingkat kematangan 0 ke tingkat kematangan 2. Data hasil pengujian titrasi kemudian dilakukan uji beda nyata menunjukkan hasil yang tidak berbeda nyata pada tingkat kematangan 0 dan 2, sementara terdapat beda nyata pada tingkat kematangan
20
4. Rata-rata nilai total asam pada tingkat kematangan 0, 2 dan 4 berturut-turut yaitu (0.62 ± 0.08)%, (0.57 ± 0.10)%, dan (0.84 ± 0.11)%. Kandungan asam organik yang terdapat pada buah nanas yang terbesar yaitu asam sitrat sebesar ± 87% (C6H8O7) dan asam malat (C4H4O4) sebesar ± 13%. Selain itu sejumlah kecil kandungan asam lainnya juga terdapat di dalam nanas antara lain asam askorbat (C6H8O6), asam isokapronik, asam akrilat, asam n-valerianik, dan asam quinik. Selama fase ripening pada umumnya kadar asam organik turun akibat proses oksidasi aerob selama fase ripening atau oleh proses biosintesa gula sederhana (glukosa). Widjanarko (2012), asam organik dalam cairan sel dipakai sebagai bahan baku energi, selama siklus TCA (Tricarboxylic Acid), oleh karena itu kadarnya menurun. Kecuali pada buah pisang dan nanas, kandungan asam organik tertinggi pada saat ripening. Fase ripening merupakan fase khusus pada buah yang peristiwanya dimulai pada tahap akhir pematangan dan menjadi tahap awal kelayuan. Oleh karena itu, total asam pada tingkat kematangan ke-4 mengalami peningkatan dibandingkan tingkat kematangan 0 dan 2.
Gambar 6 Grafik perubahan total asam buah nanas pada tiga tingkat kematangan
Karakteristik Transmisi Gelombang Ultrasonik Buah Nanas Varietas Cayyene pada Tiga Tingkat Kematangan
Karakteristik transmisi gelombang ultrasonik yang digunakan yaitu kecepatan gelombang dan koefisien atenuasi. Kedua parameter tersebut umum digunakan untuk mengetahui karakteristik gelombang ultrasonik pada penelitian produk pertanian, karena kedua sifat tersebut bergantung pada medium yang dilaluinya. Hasil pengukuran dan perhitungan pada kecepatan transmisi gelombang ultrasonik dan koefisien atenuasi pada tiga tingkat kematangan dengan sampel sebanyak 105 nanas menghasilkan nilai rata-rata seperti yang tersaji pada Lampiran 1. Uji beda nyata yang telah dilakukan dari kedua parameter tersebut, didapatkan hasil adanya beda nyata secara signifikan kecepatan gelombang ultrasonik pada ketiga tingkat kematangan buah. Namun untuk koefisien atenuasi hanya pada tingkat kematangan ke-4 yang menunjukkan perbedaan yang signifikan dibandingkan dengan kedua tingkat kematangan lainnya (Tabel 2).
21 Tabel 3 Rata-rata nilai karakteristik transmisi gelombang ultrasonik buah nanas
varietas Cayyene pada tiga tingkat kematangan Sifat akustik Tingkat
Angka-angka pada kolom yang sama yang diikuti oleh huruf yang sama tidak berbeda nyata pada taraf uji 5%
Rata-rata besar kecepatan gelombang ultrasonik semakin menurun seiring dengan meningkatnya tingkat kematangan buah. Kecepatan gelombang ultrasonik pada tingkat kematangan pertama, kedua dan ketiga sebesar 210 m/s, 185 m/s, dan 173 m/s. Kecepatan transmisi gelombang pada nanas lebih rendah dari buah naga merah 614 – 680 m/s (Djamila 2010), manggis 1125 – 1350 m/s (Juansah 2006), durian matang 515.8 – 626.2 m/s (Waluyo 2006), dan alpukat matang 200 – 350 m/s (Self et al. 1994). Namun lebih tinggi dari kecepatan jeruk Navel 130 – 240 m/s (Camarena 2006) dan apel 118 – 180 m/s (Kim et al. 2008).
Kecepatan gelombang ultrasonik sangat dipengaruhi oleh kekerasan dan densitas suatu medium. Menurunnya kecepatan gelombang seiring kematangan buah dapat dijelaskan semakin lunaknya daging buah (pada buah yang lebih matang) bahan penyusun dalam buah sudah tidak kompak lagi. Pada buah matang, komposisi padatan sudah semakin berkurang sementara komposisi kadar air dalam daging buah meningkat, sehingga energi gelombang ultrasonik yang ditransmisikan melalui daging buah semakin sulit menembus yang menyebabkan kecepatan transmisi gelombang semakin menurun. Gooberman (1968), kecepatan transmisi gelombang ultrasonik akan lebih mudah pada medium padatan dibandingkan medium lain (gas maupun cairan). Sehingga pada buah yang memiliki kadar air tinggi dan rongga-rongga udara yang besar, kecepatan transmisi gelombang ultrasonik akan semakin lemah. Selain itu, Garret et al (1972) telah mengukur kecepatan gelombang ultrasonik pada apel dengan menggunakan fungsi rapat massa (ρ), Modulus Young (E), dan Perbandingan
Poisson (υ). Persamaan tersebut secara teoritis menjelaskan bahwa kecepatan
gelombang ultrasonik dipengaruhi oleh sifat karakteristik fisik yang terdapat pada buah, seperti rapat massa ( densitas) dan Modulus Young (kekerasan).
22
Hasil seperti yang tersaji pada Tabel 2 menunjukkan bahwa koefisien atenuasi akan semakin meningkat dengan semakin bertambahnya kematangan buah nanas. Hal ini sesuai dengan penelitian yang telah dilakukan sebelumnya. Koefisien atenuasi pada tingkat kematangan pertama, kedua dan ketiga sebesar 4.1 dB/m, 4.3 dB/m, dan 5.1 dB/m. Koefisien atenuasi pada buah naga merah super (Djamila 2010) sebesar 501.27 – 540.44 dB/m, manggis (Juansah 2006) sebesar 1.04 – 1.13 dB/m, dan durian matang (Waluyo 2006) sebesar 0.82 – 3.75 dB/m. Kim et al. (2008) juga melakukan pengamatan pada kematangan apel dan mendapatkan nilai atenuasi pada frekuensi yang sama, dan terus meningkat 1200 – 1500 dB/m seiring kematangannya. Hasil ini sesuai dengan Mizrach et al. (1991) yang telah melakukan penelitian pada buah melon dengan atenuasi yang diperoleh 2600 – 7100 dB/mm, serta Mizrach (2000), Flitsanov et al. (2000) dan Gaete-Garreton et al. (2005) melakukan penelitian pada buah alpukat.
Atenuasi merupakan besaran yang menggambarkan kehilangan suatu energi karena gelombang melewati medium tertentu, sehingga energi gelombang akan berkurang. Cheeke (2002) menjelaskan energi akustik gelombang yang hilang diubah menjadi energi molekular internal bahan. Secara umum kehilangan energi karena disebabkan absorbsi oleh medium yang dilewati gelombang dan peristiwa-peristiwa gelombang pada bidang batas medium. Trisnobudi (2006) menjelaskan bahwa atenuasi tergantung pada jenis medium yang dilaluinya. Pada medium gas atenuasinya besar, pada cairan atenuasinya sedang dan pada padatan atenuasinya kecil. Koefisien atenuasi dipengaruhi oleh konsentrasi medium yang dilalui gelombang tersebut. Pada buah-buahan yang memiliki komposisi gas atau rongga dan kandungan airnya lebih besar, maka nilai atenuasi rata-ratanya akan semakin tinggi pula. Semakin bertambahnya tingkat kematangan buah maka pembentukan komponen buah akan semakin kompleks sehingga lebih banyak terjadi peristiwa gelombang seperti pembiasan dan pemantulan pada batas antara medium yang berbeda. Dengan demikian semakin banyak energi yang tidak dapat diteruskan sehingga koefisien atenuasi semakin meningkat.
23
Hubungan Karakterisik Transmisi Gelombang Ultrasonik dengan Sifat Fisikokimia Buah Nanas Varietas Cayyene
Karakteristik transmisi gelombang ultrasonik yang diuji yaitu kecepatan gelombang ultrasonik dan koefisien atenuasi. Sedangkan sifat fisikokimianya yaitu kekerasan, densitas, total padatan terlarut dan total asam. Dari pengukuran nondestruktif dengan metode ultrasonik dan pengukuran sifat fisikokimia dengan metode destruktif selanjutnya dicari hubungan untuk mengetahui seberapa besar hubungan yang terjadi antara keduanya.
Hubungan Kecepatan Gelombang Ultrasonik dengan Kekerasan Buah Nanas Varietas Cayyene
Kecepatan gelombang ultrasonik memiliki hubungan dengan kekerasan namun tidak terlalu tinggi. Hal ini karena adanya variasi data tinggi sehingga menyebabkan antar tingkat kematangan buah nanas tidak terlihat begitu jelas. Dari regresi yang dilakukan, terbentuk persamaan linear dengan nilai koefisien korelasi sebesar r= 0.686 yang diperoleh dari 105 data pengukuran kecepatan gelombang ultrasonik dengan kekerasan.
Gambar 7 Hubungan kecepatan gelombang ultrasonik dengan kekerasan buah nanas pada tiga tingkat kematangan
Hubungan Kecepatan Gelombang Ultrasonik dengan Densitas Buah Nanas Varietas Cayyene
Kecepatan gelombang ultrasonik dengan densitas menghasilkan persamaan polinomial orde 2. Variasi data yang didapatkan sangat tinggi dan tidak terbentuk tren hubungan antara kecepatan gelombang ultrasonik dengan densitas buah nanas, sehingga perbedaan densitas antar tingkat kematangan buah tidak terpisah dengan jelas. Tingkat korelasi antara keduanya tidak ada atau tidak saling mempengaruhi
24
jika dilihat dari nilai koefisien korelasi yang didapatkan sangat kecil r= 0.221.
Gambar 8 Hubungan kecepatan gelombang ultrasonik dengan densitas buah nanas pada tiga tingkat kematangan
Hubungan Kecepatan Gelombang Ultrasonik dengan Total Padatan Terlarut Buah Nanas Varietas Cayyene
Tidak ada hubungan kecepatan gelombang ultrasonik dengan total padatan terlarut. Hal ini sesuai dengan penelitian selanjutnya yang menunjukkan bahwa tidak adanya hubungan langsung antara gelombang ultrasonik dengan sifat kimia (total padatan terlarut) pada buah. Koefisien korelasi yang dihasilkan sangat rendah, sehingga persaman polinomial tidak bisa digunakan untuk menduga hubungan antara keduanya.
Gambar 9 Hubungan kecepatan gelombang ultrasonik dengan total padatan terlarut buah nanas pada tiga tingkat kematangan
Hubungan Kecepatan Gelombang Ultrasonik dengan Total Asam Buah Nanas Varietas Cayyene
Hubungan kecepatan gelombang ultrasonik dengan total asam menghasilkan persamaan polinomial orde 2 dengan tingkat yang rendah (r= 0.542). Persebaran data yang didapatkan membentuk tren garis polinomial namun persebaran datanya
25 tidak homogen atau variasi data tinggi sehingga untuk membedakan total asam berdasarkan kecepatan gelombang ultrasonik pada masing-masing tingkat kematangan tidak begitu jelas.
Gambar 10 Hubungan kecepatan gelombang ultrasonik dengan total asam buah nanas pada tiga tingkat kematangan
Hubungan Koefisien Atenuasi dengan Kekerasan Buah Nanas Varietas Cayyene
Ada hubungan antara koefisien atenuasi dengan kekerasan buah nanas namun tidak terlalu tinggi. Tren yang terbentuk menghasilkan persamaan regresi linear dengan nilai koefisien korelasi yang didapatkan sebesar r= 0.686. Variasi data yang dihasilkan tinggi sehingga menyebabkan antar tingkat kematangan buah nanas tidak terlihat begitu jelas.
Gambar 11 Hubungan koefisien atenuasi dengan kekerasan buah nanas pada tiga tingkat kematangan
Hubungan Koefisien Atenuasi dengan Densitas Buah Nanas Varietas Cayyene
26
adanya hubungan antara keduanya. Variasi data yang didapatkan juga sangat besar sehingga persamaan yang dihasilkan tidak bisa digunakan untuk menduga hubungan diantara keduanya karena tidak dapat memprediksi densitas antar tingkat kematangan dengan jelas.
Gambar 12 Hubungan koefisien atenuasi dengan densitas nanas pada tiga tingkat kematangan
Hubungan Koefisien Atenuasi dengan Total Padatan Terlarut Buah Nanas Varietas Cayyene
Tidak ada hubungan koefisien atenuasi dengan total padatan terlarut buah nanas. Koefisien korelasi yang dihasilkan r = 0.444 yang menunjukkan tidak adanya hubungan antara keduanya, sehingga persamaan yang dihasilkan tidak bisa digunakan untuk menduga hubungan diantara keduanya.
Gambar 13 Hubungan koefisien atenuasi dengan total padatan terlarut nanas pada tiga tingkat kematangan
Hubungan Koefisien Atenuasi dengan Total Asam Buah Nanas Varietas Cayyene
27 bahwa ada hubungan antara koefisien atenuasi dengan total asam buah nanas pada tiga tingkat kematangan, namun terdapat variasi data yang tinggi sehingga perbedaan total asam berdasarkan nilai koefisien atenuasi tidak jelas antar tiga tingkat kematangan.
Gambar 14 Hubungan koefisien atenuasi dengan total asam buah nanas pada tiga tingkat kematangan
Dilihat dari koefisien korelasi yang dihasilkan, maka hubungan yang paling kuat yaitu antara kecepatan gelombang ultrasonik dan koefisien atenuasi dengan kekerasan buah nanas karena nilai koefisien korelasi yang dihasilkan paling tinggi. (ada hubungan secara langsung antara pengukuran gel.us dengan sifat fisik bahan misalnya pada perubahan kekerasan buah).
Gambar 15 Grafik perubahan kekerasan berdasarkan kecepatan gelombang ultrasonik pada tiga tingkat kematangan buah nanas
28
Gambar 16 Grafik perubahan kekerasan berdasarkan koefisien atenuasi pada tiga tingkat kematangan buah nanas
Semakin tinggi nilai kekerasan buah maka kecepatan gelombang ultrasonik juga akan semakin tinggi (Gambar 15), hal ini dikarenakan hubungan antara keduanya berkorelasi positif. Namun sebaliknya pada koefisien atenuasi, jika kekerasan buah semakin tinggi akan semakin menurun atau dapat diartikan bahwa semakin matang buah nanas (kekerasannya menurun) maka koefisien atenuasinya semakin meningkat dengan kata lain tingkat kehilangan energinya semakin besar (Gambar 16). Buah semakin matang maka kandungan airnya juga semakin banyak. Buah juga akan mengalami perubahan tekstur yang awalnya padat dan rapat menjadi lunak dan komposisi zat cairnya meningkat. Dengan adanya perubahan struktur medium (tekstur) maka gelombang yang merambat melewati medium tersebut secara tidak langsung akan melewati 2 medium yang berbeda dalam satu media (buah). Buah nanas yang matang selain mempunyai padatan (serat-serat pada daging buah yang masih bergumpal) juga mengandung air yang tinggi. Gelombang yang merambat melewati medium tersebut dengan kecepatan tertentu akan bertumbukan dengan partikel atau molekul penyusun dari kedua medium pada daging buah nanas. Semakin banyak tumbukan maka energi gelombang yang melewati medium akan banyak yang hilang. Kehilangan energi ini juga dapat disebabkan daya serap medium (air) yang besar terhadap energi gelombang yang melewati medium tersebut.
