LAPOR AN AKHIR
KEGIATAN PENELITIAN UNGGULAN PERGURUAN TINGGI PROGRAM HIBAH DESENTRALISASI
TAHUN ANGGAR AN 2013
Penggunaan portable near-infrared spektrometer (NIRS) untuk menentukan kualitas sayuran lokal Indonesia
Tahun ke 2 dari rencana 2 tahun
Oleh :
Kus umiyati, SP., M. Agr., Ph.D NIDN 0022127301 Wawan Sutari, SP., MP. NIDN 0021027201 Prof. D r, Jajang Sauman Hamdani, Ir., MS. NIDN 0030106208
DIBIAYAI OLEH :
DANA DIPA UNIVERSITAS PADJADJAR AN No. 023.04.2/189726/2013
Tanggal 5 Desember 2012
LEMBAGA PENELITIAN DAN PENGABDIAN KEPADA MASYARAKAT UNIVERSITAS PADJADJARAN
Abstrak
Pendeteksian secara cepat untuk menilai kualitas secara non-destruksi yang juga dapat berguna untuk menyortir sayuran telah dilakukan oleh para peneliti selama beberapa tahun terakhir. Setelah penilaian kualitas, buah masih dapat dipasarkan, bahkan diekspor karena adanya keseragaman kualitas. Penelitian ini akan dilakukan dengan menggunakan komoditas sayuran lokal Indonesia, yaitu labu, pare, dan mentimun dengan menggunakan portablenear-infrared (NIR) spectrometer. Metoda penelitian yang akan digunakan adalah analisis data multivariasi. Data NIR diperoleh dengan menggunakan portable NIR (NirVana AG410, Integrated spectronics Pty, Ltd, Australia). Spektrum absorpsi ditransformasi dengan pra perlakuan turunan kedua menggunakan software ISIS (Integrated spectronics Pty, Ltd, Australia). Kemudian datanya dapat dianalisis juga dengan menggunakan software Multivariate Unscrambler (version 7.51, CAMO, Oslo, Norway) untuk membuat persamaan kalibrasi setiap parameter kualitas. Penelitian ini di lakukan di Laboratorium Hortikultura dan laboratorium Kultur Terkendali di Universitas Padjadjaran beserta mitra luar negeri Lab proses hasil pertanian, Universitas Ryukyus, Okinawa, Jepang, selama satu tahun, mulai Februari sampai Oktober 2012.
Hasil penelitian ini menunjukkan bahwa NIR spectrometer dengan panjang gelombang 600-1100nm dapat menilai kualitas kadar padatan terlarut, kandungan air, serta warna dari mentimun, pare, dan labu siam. Penelitian ini membuktikan bahwa penggunaan NIR dapat mengembangkan metoda penilaian kualitas secara cepat, akurat, dan non-destruksi untuk produk pertanian.
Kata kunci: portable near-infrared spectrometer, non-destruksi, mentimun, paria, dan labu
siam
Abstract
Speed scanning as a fast and non-destructive method to detect internal quality of the fruit, for example evaluation of total soluble solid content and moisture content, is needed for near-future research. The fruit that is scanned by non-destructive method is still marketable. Otherwise, speed scanning method actually means sorting and grading the fruit which is also needed to obtain a homogenous quality for trading, especially potential export product such as cucumber. Nowadays, speed scanning method for internal fruit quality can be predicted and sorted more correctly, objectively, and non-destructively uses
spectrometer measurement. The aim of this research was focused on analyzing the internal quality of Indonesian local vegetables (cucumber, bitter gourd, and chayote fruit) using portable NIR spectrometer.
The vegetables fruits were all harvested at the different maturity stage. Then the fruits were analyzed in the Horticulture Laboratory, Padjadjaran University at 25oC. The research was conducted from Febuari to October 2012. The data acquisition was taken using portable near-infrared (NIR) spectrometer (NirVana AG410, Integrated Spectronics Pty, Ltd, Australia) and stored as absorbance spectra and pretreated by second-derivatives spectra. The method research was used multivariate analysis data using software ISIS (Integrated Spectronics Pty, Ltd, Australia). The results showed that NIR Spectroscopy with wavelength range of 600-1100 nm was able to estimate the internal qualities of cucumber, bitter gourd and chayote vegetables fruit for soluble solids content, moisture content, and color values by the developed PLS model for the cucumber.
Keywords: near infrared spectrometer, non-destruction, cucumber, bitter gourd, chayote.
PRAKATA
Syukur Alhamdulillah, atas rahmat dan berkah Allah SWT, penulis dapat menyelesaikan laporan kemajuan kegiatan penelitian unggulan perguruan tinggi program hibah desentralisasi ini tepat waktu.
Program penelitian bagi penulis merupakan kegiatan yang penting dalam upaya menerapkan ilmu pengetahuan dan pengalaman yang dimiliki oleh penulis dalam kiprahnya sebagai staf pendidik di Fakultas Pertanian Universitas Padjadjaran. Kegiatan ini adalah pengalaman dan pelajaran yang berharga bagi penulis dalam hal menambah wawasan, ilmu dan pengetahuan serta mengajarkan langsung penelitian pada teknisi maupun mahasiswa.
Pada kesempatan ini pula penulis ingin menyampaikan ucapan terima kasih banyak atas jasa, bantuan, dan dukungan yang telah diberikan sejak persiapan hingga penyelesaian laporan akhir akhir penelitian ini kepada:
1. LPPM Universitas Padjadjaran,
2. Fakultas Pertanian Universitas Padjadjaran,
3. Peneliti/ staf pengajar, teknisi/ laboran, beserta mahasiswa yang terkait dalam penelitian ini,
4. Staf Laboratorium Hortikultura, 5. Staf Kultur Terkendali,
6. Keluargaku tercinta.
7. Kepada semua yang tidak dapat saya sebutkan satu persatu.
Semoga laporan akhir ini memberikan manfaat pula bagi pembaca. Terima kasih.
Bandung,
November 2013
DAFTAR ISI
Lembar Identitas dan Pengesahan………...……… i
Abstrak (Bahasa Indonesia & Inggris)…………... ..………..………….. ii
Kata Pengantar ………...………… iii
Daftar Isi ………..………...……. iv Daftar Tabel ………...… v Daftar Gambar/Ilustrasi ……….………... vi BAB I PENDAHULUAN ……….. 1 1.1. Latar Belakang ………...……. 1 1.2. Permasalahan ………...……….. 2 1.3. Kerangka Pemikiran ………..…..………. 2 1.4. Hipotesis …………...………..…………. 4 BAB II TINJAUAN PUSTAKA …... 5
2.1. Tinjauan Pustaka ………...………..………. 5
BAB III TUJUAN DAN MANFAAT PEN ELITIAN ……….. 8
3.1. Tujuan Penelitian ……….……….…...…….. 8
3.2. Manfaat Penelitian ….……….……...………….. 8
BAB IV METODE PEN ELITIAN ………...…...……….. 9
4.1. Bahan dan Alat ……….……….…...…….. 9
4.2. Metode Penelitian ………….……..…...……….. . 9
4.3. Pelaksanaan Percobaan ……..………... 10
4.4. Analisis Data ……..………...………... 15
4.5. Desain Penelitian dan Tahapan Penelitian …...………... 17
BAB V HASIL YANG DICAPAI ………...……...………... 19
BAB VI SIMPULAN DAN SARAN ………...………...…….. 47
DAFTAR PUSTAKA ………...……… 48
LAMPIRAN ………...………. 49
Daftar Tabel
Tabel 1. Data sample Mentimun untuk kalibrasi ………... 24
Tabel 2. Data Paria Kultivar Hokian ...………. 32
DAFTAR GAMBAR
No. Gambar JUDUL Halaman
Gambar1. Pengambilan data near- infrared dengan alat spectrometer NIRVANA AG410 (Inspect, Australia)
………… 13
Gambar 2. Pengukuran warna dengan menggunakan metode CIE Lab
………… 13
Gambar 3. Alat ukur kekerasan buah Tensilon gauge mini(And Co., Japan)
………… 14
Gambar 4. Pengambilan sample (a) dan pengukuran kandungan air dengan menggunakan oven (b)
………… 14
Gambar 5. Alat pengukur kadar padatan terlarut (PR Atago-1, Japan)
………… 14
Gambar 6. Analysis multivariate data dengan Unscrambler program. ………… 15 Gambar 7. Alur penilaian kualitas dengan metoda NIRS ………… 18
Gambar 8. Sample timun ………… 19
Gambar 9. Scatter plot kekerasan buah pada mentimun ………… 20
Gambar 10. Scatter plot total padatan terlarut pada mentimun
………… 20
Gambar 11. Scatter plot kadar air pada mentimun ………… 21
Gambar 12. Scatter plot warna L* pada mentimun ………… 21
Gambar 13.
Gambar 14.
Gambar 15.
Gambar 16.
Scatter plot warna a* pada mentimun
Scatter plot warna b* pada mentimun
Scatter plot warna hue pada mentimun
Scatter plot warna chroma pada mentimun
………… ... ... ... 22 22 23 23 vi
BAB I PENDAHULUAN
1.1.Latar Belakang
Indonesia merupakan negara yang memiliki tanah yang sangat subur. Berbagai jenis tanaman dapat tumbuh dengan baik di Indonesia terutama untuk tanaman hortikultura seperti sayur-sayuran dan buah-buahan. Beberapa tanaman memiliki prospek yang sangat besar untuk dikembangkan mengingat kebutuhan pasar yang terus meningkat seiring dengan meningkatnya jumlah penduduk dan permintaan akan bahan makanan pun terus meningkat. Selain sebagai bahan makanan, beberapa tanaman pun memiliki manfaat yang baik bagi tubuh. Cukup banyak sayuran di Indonesia yang memiliki manfaat yang sangat positif bagi tubuh, dan juga dapat menyembuhkan berbagai macam penyakit.
Petani biasanya melihat berdasarkan perubahan warna buah atau perhitungan waktu setelah pembungaan atau penanamanuntuk menentukan waktu yang tepat untuk memanen sayuran berbuah,. Cara ini sangat sederhana namun subjyektif karena mudah dilakukan khususnya oleh pemanen yang berpengalaman. Bila dilakukan oleh pemanen yang kurang berpengalaman, mungkin saja tidak obyektif, memakan waktu, dan dapat menyebabkan terjadinya memar karena seringkali perlu meraba buah. Terutama pada sayuran berbuah buah yang warnanya sama sebelum dan setelah buah matang seperti labu, pare dan mentimun.
Cara konvensional tersebut juga sangat sulit menilai kualitas sayuran seperti kandungan air, kandungan padatan terlarut, kekerasan, dan warna buah karena sayuran harus didestruksi sehingga sayuran yang sudah diukur secara desruksi tersebut tidak layak untuk dipasarkan lagi. Metode non-destruksi untuk mengukur kualitas internal sehingga sampel yang sudah diukur masih layak untuk dipasarkan, telah menjadi penelitian yang sangat diperlukan di masa yang akan datang. Portable NIR dapat mendeteksi kandungan internal komoditas sayuran secara non-destruksi sehingga setelah penentuan kualitas masih layak dipasarkan.
Prospek penggunaan portable NIR mulai diperhitungkan sebagai metoda non-destruksi untuk mengukur kualitas sayuran.Penggunaan portable NIR ini diperlukan untuk menjamin keseragaman kualitas sayuran terutama untuk sayuran yang akan
