ABSTRAK
STUDI PENGGUNAAN UV-VIS SPECTROSCOPYDAN METODE SIMCA UNTUK IDENTIFIKASI KOPI FERMENTASI GHALKOFF
Oleh
RIO TRI SETIAWAN
Kopi Ghalkoff adalah kopi yang dihasilkan melalui proses pemupukan dan perlakuan dengan hanya menggunakan formula pupuk Ghaly organik saja, 100%
organik, tanpa tambahan pestisida dan pupuk kimia. Kopi Ghalkoff diolah menggunakan 100% biji kopi robusta lampung dari kebun binaan, dan diproses menggunakan teknologi fermentasi. Teknologi fermentasi Ghalkoff mampu menurunkan Caffeinesecara signifikan dengan normal. Penelitian ini bertujuan untuk mengidentifikasi tiga jenis kopi robusta berdasarkan jenis fermentasinya dengan menggunakan UV-Vis Spectroscopy dan metode soft independent modelling of class analogy (SIMCA).
Pengujian bubuk kopi dilakukan dengan ukuran 297 µm (mesh 50). Pada penelitian ini sampel yang digunakan yaitu 50 sampel kopi F0(non-fermentasi), 50 sampel kopi F2 (fermentasi 2 hari) dan 50 sampel kopi F4 (fermentasi 4 hari) dengan masing-masing sampel seberat 1 gram. Setiap 1 gram sampel kemudian
diekstraksi menggunakan 100 ml aquades dengan suhu 90-98 OC lalu disaring.
Selanjutnya dilakukan pengenceran menggunakan aquades dengan perbandingan 1:20 kemudian dimasukkan ke dalam kuvet ukuran 10 mm sebanyak 2 ml. Saat pengambilan spektra dilakukan pengulangan sebanyak 2 kali dari hasil ekstraksi yang didapat untuk setiap sampel dengan menggunakan spektrometer UV-Vis Genesis 10s pada panjang gelombang 190-1100 nm. Hasil klasifikasi yang didapat menunjukkan bahwa metode PCA dan SIMCA mampu membedakan kopi F0 (non-fermentasi), kopi F2 (fermentasi 2 hari), dan kopi F4 (fermentasi 4 hari).
Hasil analisis PCA terbaik dari beberapa tipe yang dilakukan yaitu tipe kombinasi SNV dan moving average 9 segmen dengan panjang gelombang 250-450 nm.
Pada spektra original didapatkan hasil analisis PCA yaitu sebesar 99% yang dapat menunjukkan nilai keragaman data yaitu di antaranya terdiri dari PC1
menunjukkan nilai sebesar 90% dan PC2 dengan nilai sebesar 9%. Pada pengembangan model kombinasi SNV dan moving average 9 segmen
menghasilkan nilai PC1 sebesar 83% dan PC2 15% dengan total keseluruhan nilai PC1 dan PC2 sebesar 98%. Pada spektra original hasil klasifikasi SIMCA mampu membedakan kopi F0(non-fermentasi) dengan kopi F2 (fermentasi 2 hari) dan kopi F2 (fermentasi 2 hari) dengan kopi F4 (fermentasi 4 hari) dengan nilai akurasi (AC) sebesar 100%, nilai sensitivitas (S) sebesar 100%, nilai spesifisitas (SP) sebesar 100%, dan false alarm rate sebesar 0%. Hasil klasifikasi SIMCA pada spektra original kopi F0 (non-fermentasi) dengan kopi F4 (fermentasi 4 hari) didapatkan nilai akurasi (AC) sebesar 87%, nilai sensitivitas (S) sebesar 100%, nilai spesifisitas (SP) sebesar 79%, dan false alarm rate sebesar 21%. Hasil klasifikasi SIMCA yang didapat setelah dilakukan pretreatment nilai pada spektra
kombinasi SNV dan moving average 9 segmen mampu membedakan atau
mengkelompokkan kopi F0 (non-fermentasi), kopi F2 (fermentasi 2 hari) dan kopi F4 (fermentasi 4 hari) ke dalam kelas yang ada dengan sangat baik. Nilai akurasi (AC) sebesar 100%, nilai sensitivitas (S) sebesar 100%, nilai spesifisitas (SP) sebesar 100%, dan nilai false alarm ratesebesar 0%. Model SIMCA diuji
menggunakan kurva receiver operating characteristic (ROC) dan diperoleh nilai area under curve (AUC). Pada spektra original hasil perhitungan nilai AUC kopi
F0 (non-fermentasi) dan kopi F2 (fermentasi 2 hari) bahwa tingkat nilai
sensitivitas dan spesifisitas menunjukkan nilai masing-masing 100% atau 1. Nilai AUC kopi F0 (non-fermentasi) dan kopi F4 (fermentasi 4 hari) bahwa tingkat nilai sensitivitas dan spesifisitas menunjukkan nilai pada level 10% dan 25% adalah 1.
Pada level 0,1% diperoleh nilai AUC sebesar 0, pada level 0,5% diperoleh nilai AUC sebesar 0, pada level 1% diperoleh nilai AUC sebesar 50,25 dan pada level 5% diperoleh nilai AUC sebesar 89,5. Nilai AUC kopi F2 (fermentasi 2 hari) dan kopi F4 (fermentasi 4 hari) bahwa tingkat nilai sensitivitas dan spesifisitas
menunjukkan nilai masing-masing 100% atau 1. Pada spektra kombinasi SNV dan moving average 9 segmen hasil perhitungan nilai AUC kopi F0 (non-fermentasi)
dan kopi F2 (fermentasi 2 hari), kopi F0 (non-fermentasi) dan kopi F4 (fermentasi 4 hari), kopi F2 (fermentasi 2 hari) dan kopi F4 (fermentasi 4 hari) bahwa tingkat nilai sensitivitas dan spesifisitas menunjukkan nilai masing-masing 100% atau 1 ( sangat baik).
Kata Kunci : Kopi F0 (non-fermentasi), kopi F2 (fermentasi 2 hari), kopi F4 (fermentasi 4 hari), UV-Vis spectroscopy, Soft Independent
Modelling of Class Analogy (SIMCA), Receiver Operating Characteristic (ROC).
ABSTRACT
STUDY OF USE OF UV-VIS SPECTROSCOPY AND SIMCA METHOD FOR IDENTIFICATION OF GHALKOFF FERMENTATION COFFEE
By
RIO TRI SETIAWAN
Ghalkoff coffee is coffee produced through the process of fertilization and treatment using only an organic Ghaly fertilizer formula, 100% organic, without the addition of pesticides and chemical fertilizers. Ghalkoff coffee is processed using 100% Robusta coffee beans from the built plantation, and processed using fermentation technology. Ghalkoff fermentation technology can significantly reduce Caffeine normally. This study aims to identify three types of robusta coffee based on the type of fermentation using UV-Vis Spectroscopy and the method of soft independent modeling of class analogy (SIMCA).
Coffee powder testing is done with a size of 297 µm (mesh 50). In this study the samples used were 50 samples of F0 coffee (non-fermented), 50 samples of F2 coffee (2 days fermentation) and 50 samples of F4 coffee (4 days fermentation) with each sample weighing 1 gram. Every 1 gram of the sample is then extracted using 100 ml of distilled water at a temperature of 90-98 OC and then filtered.
Then dilution is done using 1:1 ratio of distilled water and then put into a 10 mm
size cuvette as much as 2 ml. When taking the spectra, it was repeated twice as much as the extraction results obtained for each sample using a UV-Vis Genesis 10s spectrometer at a wavelength of 190-1100 nm. The classification results obtained show that the PCA and SIMCA methods are able to distinguish between F0 coffee (non-fermented), F2 coffee (2 days fermentation), and F4 coffee (4 days fermentation). The results of the best PCA analysis of several types performed are the combination of SNV and 9 segment moving average with a wavelength of 250-450 nm.
In the original spectra obtained by PCA analysis that is equal to 99% which can show the value of the diversity of data, which consists of PC1 showing a value of 90% and PC2 with a value of 9%. In the development of a combination of SNV models and 9 segment moving averages produce PC1 values of 83% and PC2 15% with a total overall value of PC1 and PC2 of 98%. In the original spectra SIMCA classification results are able to distinguish F0 coffee (non-fermented) with F2 coffee (2 days fermentation) and F2 coffee (2 days fermentation) with F4 coffee (4 days fermentation) with an accuracy value (AC) of 100%, the value sensitivity (S) of 100%, specificity (SP) of 100%, and false alarm rate of 0%.
SIMCA classification results on the original spectra of F0 coffee (non-fermented) with F4 coffee (4 days fermentation) obtained an accuracy value (AC) of 87%, a sensitivity value (S) of 100%, a specificity value (SP) of 79%, and false alarm rate of 21%. The SIMCA classification results obtained after pretreatment values on the SNV combination spectra and 9 segment moving averages are able to
differentiate or group F0 coffee (non-fermented), F2 coffee (2 day fermentation) and F4 coffee (4 day fermentation) into existing classes very well. The accuracy
value (AC) is 100%, the sensitivity value (S) is 100%, the specificity value (SP) is 100%, and the false alarm rate is 0%. The SIMCA model was tested using a receiver operating characteristic (ROC) curve and an area under curve (AUC) value was obtained. In the original spectra, the results of the calculation of the AUC value of F0 coffee (non-fermented) and F2 coffee (2-day fermentation) show that the sensitivity and specificity levels indicate values of 100% or 1. AUC value of F0 coffee (non-fermented) and F4 coffee, respectively. (4 days
fermentation) that the level of sensitivity and specificity indicates the value at the level of 10% and 25% is 1. At the 0.1% level an AUC value of 0 is obtained, at the 0.5% level an AUC value of 0 is obtained, at level 1 % obtained AUC value of 50.25 and at the level of 5% obtained AUC value of 89.5. AUC value of F2 coffee (2 days fermentation) and F4 coffee (4 days fermentation) that the level of
sensitivity and specificity indicate the value of each 100% or 1. In the SNV
combination spectra and 9 segment moving averages the results of AUC coffee F0 values calculation (non fermented) and F2 coffee (2 days fermentation), F0 coffee (non-fermented) and F4 coffee (4 days fermentation), F2 coffee (2 days
fermentation) and F4 coffee (4 days fermentation) that indicate the level of sensitivity and specificity each value is 100% or 1 (very good).
Keywords: F0 coffee (non-fermented), F2 coffee (2 days fermentation), F4 coffee (4 days fermentation), UV-Vis spectroscopy, Soft Independent
Modeling of Class Analogy (SIMCA), Receiver Operating Characteristic (ROC).
