JURNAL ILMIAH MAHASISWA PERTANIAN E-ISSN: 2614-6053 P-ISSN: 2615-2878 Volume 4, Nomor 4, November 2019 www.jim.unsyiah.ac.id/JFP Jurnal Ilmiah Mahasiswa Pertanian, Volume 4, Nomor 4, November 2019 462 Prediksi Kadar Air dan Kafein Green Bean Kopi Menggunakan Near Infrared Spectroscopy (Prediction Moisture Content and Cafein Green Coffee Bean Using Near Infrared Spectroscopy) Murtahar 1 , Ratna 1 , Agus Arip Munawar * Program Studi Teknik Pertanian Fakultas Pertanian Universitas Syiah Kuala *Corresponding author: [email protected]Abstrak. Kopi (Coffea sp.) merupakan salah satu hasil komoditi unggulan perkebunan yang memiliki nilai ekonomis yang cukup tinggi dan sangat potensial diantara tanaman perkebunan lainnya di Indonesia. Menjadikan Indonesia sebagai eksportir kopi terbesar keempat di dunia yang diharuskan untuk menjaga kualitasnya. Untuk menjaga kualitas green bean kopi perlu diperhatikan beberapa karakteristik bahan diantaranya adalah kadar air dan kafein. Penentuan kadar air dan kafein green bean kopi dapat dilakukan dengan menggunakan NIRS (Near Infrared Spectroscopy) yang bersifat Non Destruktif Test (NDT). Tujuan dari penelitian ini adalah untuk mengaplikasikan Partial Least Square (PLS) dan Principle Component Regression (PCR) dalam menduga kadar air dan kafein dengan membandingkan data hasil uji laboratorium. Penelitian ini menggunakan data akuisisi spektrum green bean kopi lokal yang berjumlah 20 sampel serta data uji laboratorium kadar air dan kafein (Adnan,2013). Dengan analisa data spektrum menggunakan De-trending, Extended Multiplicative Scatter Correction (EMSC), dan Kombinasi. Hasil penelitian ini menunjukkan panjang gelombang kadar air berkisar 1400-1415 nm dan 1881-1910 nm serta panjang gelombang kafein berkisar 1920-1947 nm. EMSC sebagai pretreatment terbaik dalam prediksi kadar air dan kafein. Kata Kunci : Green Bean Kopi , Non Destruktif Test (NDT), Near Infra Red Spectroscopy. Abstract. Coffee (Coffea sp) is one of the main commodities of plantation which has high economic value and is very potential among other plantation crops in Indonesia. Making Indonesia the fourth largest coffee exporter in the world that is required to maintain its quality. To maintain the quality of green beans, coffee needs to be considered some of the characteristics of the material including water content and caffeine. Determination of water content and caffeine of green bean can be using NIRS ( Near Infrared Spectroscopy) which is Non Destructive Test (NDT). The purpose of this study was to apply Partial Least Square (PLS) and the Principle Component Regression (PCR) in estimating water and caffeine content by comparing laboratory test data. This study used data acquisition of the green bean spectrum of the local totaling 20 samples and test data laboratory water content and caffeine (Adnan,2013). With spectrum data analysis using De-trending, Extended Multiplicative Scatter Correction (EMSC), and Combination. The results of this studiy incate wavelengths of water content ranging from 1440-1450 nm and 1881-1919 nm and caffeine ranging from 1920-1947 nm. EMSC is the best pretreatment in predicting water and caffeine levels. Keywords : Green Bean, Non Destruktif Test (NDT), Near Infrared Spectroscopy. PENDAHULUAN Kopi (Coffea sp.) merupakan salah satu hasil komoditi unggulan perkebunan yang memiliki nilai ekonomis yang cukup tinggi dan sangat potensial diantara tanaman perkebunan lainnya di Indonesia. Kementan, 2015 menyatakan kopi diperdagangkan secara luas di dunia dan Indonesia tercatat sebagai penghasil kopi terbesar ketiga setelah Brazil dan Vietnam. dalam hal ekspor kopi, Indonesia adalah eksportir kopi terbesar keempat di dunia setelah Brazil, Vietnam, dan Kolombia. Salah satu karakteristik yang harus diperhatikan dalam penanganan pasca panen Green bean kopi adalah kadar air dan kafein. Penentuan kadar air Green bean kopi biasanya dilakukan dengan menggunakan metode termogravimetri yang membutuhkan waktu lama serta mahal dan merusak karakteristik fisik. Begitu juga dengan kafein, penentuan kandungan kafein yang akurat biasanya dilakukan dengan analisis) macam yaitu pengeringan,
10
Embed
Prediksi Kadar Air dan Kafein Green Bean Kopi Menggunakan ...
This document is posted to help you gain knowledge. Please leave a comment to let me know what you think about it! Share it to your friends and learn new things together.
Volume 4, Nomor 4, November 2019 www.jim.unsyiah.ac.id/JFP
Jurnal Ilmiah Mahasiswa Pertanian, Volume 4, Nomor 4, November 2019 462
Prediksi Kadar Air dan Kafein Green Bean Kopi Menggunakan Near Infrared
Spectroscopy (Prediction Moisture Content and Cafein Green Coffee Bean Using Near
Infrared Spectroscopy) Murtahar1, Ratna1, Agus Arip Munawar*
Program Studi Teknik Pertanian Fakultas Pertanian Universitas Syiah Kuala *Corresponding author: [email protected]
Abstrak. Kopi (Coffea sp.) merupakan salah satu hasil komoditi unggulan perkebunan yang memiliki nilai
ekonomis yang cukup tinggi dan sangat potensial diantara tanaman perkebunan lainnya di Indonesia. Menjadikan
Indonesia sebagai eksportir kopi terbesar keempat di dunia yang diharuskan untuk menjaga kualitasnya. Untuk
menjaga kualitas green bean kopi perlu diperhatikan beberapa karakteristik bahan diantaranya adalah kadar air
dan kafein. Penentuan kadar air dan kafein green bean kopi dapat dilakukan dengan menggunakan NIRS (Near
Infrared Spectroscopy) yang bersifat Non Destruktif Test (NDT). Tujuan dari penelitian ini adalah untuk
mengaplikasikan Partial Least Square (PLS) dan Principle Component Regression (PCR) dalam menduga kadar
air dan kafein dengan membandingkan data hasil uji laboratorium. Penelitian ini menggunakan data akuisisi
spektrum green bean kopi lokal yang berjumlah 20 sampel serta data uji laboratorium kadar air dan kafein
(Adnan,2013). Dengan analisa data spektrum menggunakan De-trending, Extended Multiplicative Scatter
Correction (EMSC), dan Kombinasi. Hasil penelitian ini menunjukkan panjang gelombang kadar air berkisar
1400-1415 nm dan 1881-1910 nm serta panjang gelombang kafein berkisar 1920-1947 nm. EMSC sebagai
pretreatment terbaik dalam prediksi kadar air dan kafein.
Kata Kunci : Green Bean Kopi, Non Destruktif Test (NDT), Near Infra Red Spectroscopy.
Abstract. Coffee (Coffea sp) is one of the main commodities of plantation which has high economic value and is
very potential among other plantation crops in Indonesia. Making Indonesia the fourth largest coffee exporter in
the world that is required to maintain its quality. To maintain the quality of green beans, coffee needs to be
considered some of the characteristics of the material including water content and caffeine. Determination of water
content and caffeine of green bean can be using NIRS ( Near Infrared Spectroscopy) which is Non Destructive
Test (NDT). The purpose of this study was to apply Partial Least Square (PLS) and the Principle Component
Regression (PCR) in estimating water and caffeine content by comparing laboratory test data. This study used data
acquisition of the green bean spectrum of the local totaling 20 samples and test data laboratory water content and
caffeine (Adnan,2013). With spectrum data analysis using De-trending, Extended Multiplicative Scatter
Correction (EMSC), and Combination. The results of this studiy incate wavelengths of water content ranging from
1440-1450 nm and 1881-1919 nm and caffeine ranging from 1920-1947 nm. EMSC is the best pretreatment in
predicting water and caffeine levels.
Keywords : Green Bean, Non Destruktif Test (NDT), Near Infrared Spectroscopy.
PENDAHULUAN
Kopi (Coffea sp.) merupakan salah satu hasil komoditi unggulan perkebunan yang
memiliki nilai ekonomis yang cukup tinggi dan sangat potensial diantara tanaman perkebunan
lainnya di Indonesia. Kementan, 2015 menyatakan kopi diperdagangkan secara luas di dunia
dan Indonesia tercatat sebagai penghasil kopi terbesar ketiga setelah Brazil dan Vietnam. dalam hal ekspor kopi, Indonesia adalah eksportir kopi terbesar keempat di dunia setelah Brazil,
Vietnam, dan Kolombia.
Salah satu karakteristik yang harus diperhatikan dalam penanganan pasca panen
Green bean kopi adalah kadar air dan kafein. Penentuan kadar air Green bean kopi biasanya
dilakukan dengan menggunakan metode termogravimetri yang membutuhkan waktu lama
serta mahal dan merusak karakteristik fisik. Begitu juga dengan kafein, penentuan kandungan
kafein yang akurat biasanya dilakukan dengan analisis) macam yaitu pengeringan,
Volume 4, Nomor 4, November 2019 www.jim.unsyiah.ac.id/JFP
Jurnal Ilmiah Mahasiswa Pertanian, Volume 4, Nomor 4, November 2019 464
HASIL DAN PEMBAHASAN
Fitur Spektrum Green Bean Kopi
Spektrum gelombang yang terdiri dari 1557 data dengan beberapa puncak dan
lembah didapatkan dari penelitian sebelumnya dengan menggunakan Termonikoles Antaris
yang menghasilkan data pantulan (reflektan) radiasi NIR dengan panjang gelombang 1000 –
2500 nm. Blanco dan Villarroya (2002), mengemukakan bahwa adanya puncak dan lembah
spektra NIR disebabkan karena adanya pengaruh dari kandungan kimia di dalam suatu bahan.
berikut ini merupakan gambar spektrum reflektan raw (awal) Green Bean Kopi.
Gambar 1. Spektrum Reflektan Raw (Awal) NIR pada 20 Sampel Green Bean Kopi
Pada gambar 1 spektrum reflektan raw (awal) NIR pada 20 sampel green bean kopi
terlihat bahwa seluruh sampel green bean kopi mempunyai bentuk spektrum yang sama dengan
tingkat reflektan yang berbeda. Menurut Cen dan He (2007), puncak dan lembah pada spektrum
NIR green bean kopi terhadap kandungan kadar air berada dikisaran panjang gelombang 1400-
1500 nm dan 1800-2000 nm. Selanjutnya, Haitratun et al. (2017) menemukan panjang gelombang kafein pada kopi berkisar pada 1410-1490 nm dan 1888-1988 nm. Pada kurva
spektrum reflektan raw green bean kopi (gambar 5) masih terdapat noise (guncangan) yang
dapat mempengaruhi model prediksi. Maka, perlu diberikan perlakuan (data pre-treatment)
pada regresi kalibrasi pendugaan kadar air dan kafein green bean kopi.
Analisa Data Outlier
Data outlier atau data pencilan merupakan suatu data yang berbeda dengan data-data
lainnya. Data outlier dideteksi menggunakan Principal Component Analysis (PCA) dan
Hotteling T2 ellipse. Data yang tergolong kedalam data pencilan adalah data yang berada di luar
garis elipse dan berdekatan dengan garis tengah dan pana analisa ini tidak terdapat data pencilan
seperti gambar dibawah ini.
Gambar 2. Analisa Data Outlier dengan Metode PCA dan Hotteling T2 Ellipse
Volume 4, Nomor 4, November 2019 www.jim.unsyiah.ac.id/JFP
Jurnal Ilmiah Mahasiswa Pertanian, Volume 4, Nomor 4, November 2019 470
Tabel 4. Parameter Statistik Hasil Prediksi Kadar kafein Green Bean Kopi
Perlakuan Latent
Variable R2 r RMSEC (%) RPD
Non
Pretreatment
8 0,5864 0,7657 0,4783 1,59
De-trending 8 0,5521 0,7430 0,4065 1,53
EMSC 8 0,6502 0,8063 0,3592 1,73
EMSC&DT 8 0,6502 0,8063 0,3592 1,73
KESIMPULAN DAN SARAN
Kesimpulan
Berdasarkan data hasil penelitian dan pembahasan untuk prediksi kadar air dan
kafeein green bean kopi maka dapat diambil kesimpulan sebagai berikut: 1. Panjang gelombang optimum kadar air green bean kopi pada kisaran 1400-1415 nm dan
1881-1910 nm. Serta panjang gelombang optimum kafein green bean kopi pada kisaran
1920-1947 nm
2. Metode PLS dan PCR dapat memprediksi kadar air dan kafein green bean kopi
dikarenakan menggunakan kombinasi linier untuk menduga variabel bebas (data
akuisisi NIR) dan variabel terikat (data uji laboratorium).
3. Extended Multiplicative Scatter Correction merupakan pretreatment terbaik dalam
memperbaiki spektrum green bean kopi.
Saran
Adapun saran yang dapat diberikan berdasarkan penelitian ini ialah sebaiknya pada
penelitian lanjutan diperbanyak data penelitian agar dapat dilakukan tahapan validasi.