Penentuan pola peningkatan kekerasan kulit buah manggis selama penyimpanan dingin dengan metode NIR Spectroscopy
PENENTUAN POLA PENINGKATAN KEKERASAN
KULIT BUAH MANGGIS SELAMA PENYIMPANAN
DINGIN DENGAN METODE NIR SPECTROSCOPY
DWI DIAN NOVITA
SEKOLAH PASCASARJANA
INSTITUT PERTANIAN BOGOR
BOGOR
2011
PERNYATAAN MENGENAI TESIS DAN
SUMBER INFORMASI
Dengan ini saya menyatakan bahwa tesis Penentuan Pola Peningkatan
Kekerasan Kulit Buah Manggis selama Penyimpanan Dingin dengan Metode NIR
Spectroscopy adalah 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.
Bogor, Juni 2011
Dwi Dian Novita
NRP F153080021
ABSTRACT
DWI DIAN NOVITA. Determination the Pattern of Pericarp Hardening of
Mangosteen Fruit during Cold Storage using NIR Spectroscopy. Under direction
of USMAN AHMAD, SUTRISNO, and I WAYAN BUDIASTRA.
Pericarp hardening of mangosteen fruit has correlation with the decrease in
moisture content due to transpiration and respiration during storage. The change
of pericarp moisture content during storage may be determined nondestructively
using near infrared (NIR) spectroscopy. The objectives of this study were to build
calibration model of NIR reflectance to predict the moisture content of the
pericarp, and to determine the pattern of pericarp hardening based on change of
moisture content during storage using NIR reflectance. NIR reflectance spectra
were obtained from fruits stored at 8 ºC, 13 ºC, and room temperature.
Calibration were built using partial least squares (PLS) and artificial neural
network (ANN) models. Results of analysis indicated that pericarp moisture
content could be predicted well by NIR reflectance using the calibration model of
PLS for mangosteen stored at 8 ºC, 13 ºC, and room temperature. The pattern of
pericarp hardening based on change of moisture content also could be determined
using NIR reflectance for mangosteen stored at 13 ºC and room temperature.
Keywords: mangosteen fruit, pericarp hardening, moisture content,
NIR spectroscopy, PLS, ANN
RINGKASAN
DWI DIAN NOVITA. Penentuan Pola Peningkatan Kekerasan Kulit Buah
Manggis selama Penyimpanan Dingin dengan Metode NIR Spectroscopy.
Dibimbing oleh USMAN AHMAD, SUTRISNO, dan I WAYAN BUDIASTRA.
Pengerasan kulit merupakan indikator kerusakan pada penyimpanan buah
manggis yang berkaitan dengan kandungan air pada kulit buah. Selama
penyimpanan, buah manggis terus bertranspirasi dan berespirasi yang
menyebabkan kehilangan air pada kulit buah. Perubahan kadar air kulit pada
buah yang sama selama penyimpanan tidak bisa diketahui dengan metode
destruktif sebab setiap pengukuran menggunakan buah yang berbeda, namun hal
tersebut bisa dilakukan dengan metode nondestruktif menggunakan NIR
spectroscopy. Reflektan NIR dapat digunakan untuk memprediksi kadar air kulit
pada buah yang sama dari awal sampai akhir penyimpanan. Dengan demikian,
pola peningkatan kekerasan kulit buah manggis berdasarkan perubahan kadar air
selama penyimpanan dapat ditentukan menggunakan reflektan NIR. Penelitian ini
bertujuan untuk (1) mengembangkan model kalibrasi NIR untuk memprediksi
kadar air kulit buah manggis selama penyimpanan dengan metode PLS dan JST
dan (2) menentukan pola peningkatan kekerasan kulit buah manggis berdasarkan
perubahan kadar air selama penyimpanan menggunakan reflektan NIR.
Penelitian ini terdiri dari dua tahap. Pada penelitian tahap pertama, total
sampel yang digunakan berjumlah 304 buah manggis. Sebanyak 88 buah masingmasing disimpan pada 8 ºC dan 13 ºC selama 40 hari, dan sebanyak 128 buah
manggis disimpan pada suhu ruang (27 ºC) selama 22 hari. Pengukuran reflektan,
kadar air, dan kekerasan kulit buah dilakukan pada hari ke-0, 1, 2, 4, 8, 16, 24, 28,
32, 36, dan 40 penyimpanan pada 8 ºC dan 13 ºC, dan pada hari ke-0, 1, 2, 3, 4, 5,
6, 7, 8, 10, 12, 14, 16, 18, 20, dan 22 penyimpanan pada suhu ruang. Setiap
pengukuran menggunakan 8 ulangan. Pada penelitian tahap kedua, total sampel
yang digunakan berjumlah 30 buah manggis. Sebanyak 10 buah manggis masingmasing disimpan pada 8 ºC, 13 ºC selama 28 hari, dan pada suhu ruang selama 16
hari sebagai sampel monitoring. Reflektan diukur pada hari ke-0, 2, 4, 8, 16, 24
dan 28 pada penyimpanan dingin dan pada hari ke-0, 2, 4, 6, 8,10,12,14, dan 16
pada suhu ruang.
Hasil penelitian menunjukkan bahwa lama penyimpanan optimum buah
manggis pada 13 ºC dan 8 ºC adalah selama 28 hari dan pada suhu ruang selama
16 hari. Kadar air kulit buah menurun selama penyimpanan sedangkan kekerasan
kulit buah menurun di awal dan meningkat di akhir penyimpanan pada ketiga
suhu penyimpanan. Model kalibrasi dikembangkan berdasarkan korelasi data
reflektan NIR dan data kadar air kulit buah hasil pengukuran dengan metode
oven. Total data yang digunakan adalah 165, 168, dan 306 data pada
penyimpanan 8 ºC, 13 ºC, dan suhu ruang. Sebanyak 2/3 bagian dati total data
untuk kalibrasi dan 1/3 bagian untuk validasi. Hasil kalibrasi dan validasi PLS
menunjukkan nilai r sebesar 0,758-0,882 artinya ada korelasi antara kadar air kulit
buah dengan reflektan NIR pada ketiga suhu penyimpanan. Selisih nilai RMSEC
dan RMSEP sebesar 0,09-0,39% dan nilai CV
KULIT BUAH MANGGIS SELAMA PENYIMPANAN
DINGIN DENGAN METODE NIR SPECTROSCOPY
DWI DIAN NOVITA
SEKOLAH PASCASARJANA
INSTITUT PERTANIAN BOGOR
BOGOR
2011
PERNYATAAN MENGENAI TESIS DAN
SUMBER INFORMASI
Dengan ini saya menyatakan bahwa tesis Penentuan Pola Peningkatan
Kekerasan Kulit Buah Manggis selama Penyimpanan Dingin dengan Metode NIR
Spectroscopy adalah 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.
Bogor, Juni 2011
Dwi Dian Novita
NRP F153080021
ABSTRACT
DWI DIAN NOVITA. Determination the Pattern of Pericarp Hardening of
Mangosteen Fruit during Cold Storage using NIR Spectroscopy. Under direction
of USMAN AHMAD, SUTRISNO, and I WAYAN BUDIASTRA.
Pericarp hardening of mangosteen fruit has correlation with the decrease in
moisture content due to transpiration and respiration during storage. The change
of pericarp moisture content during storage may be determined nondestructively
using near infrared (NIR) spectroscopy. The objectives of this study were to build
calibration model of NIR reflectance to predict the moisture content of the
pericarp, and to determine the pattern of pericarp hardening based on change of
moisture content during storage using NIR reflectance. NIR reflectance spectra
were obtained from fruits stored at 8 ºC, 13 ºC, and room temperature.
Calibration were built using partial least squares (PLS) and artificial neural
network (ANN) models. Results of analysis indicated that pericarp moisture
content could be predicted well by NIR reflectance using the calibration model of
PLS for mangosteen stored at 8 ºC, 13 ºC, and room temperature. The pattern of
pericarp hardening based on change of moisture content also could be determined
using NIR reflectance for mangosteen stored at 13 ºC and room temperature.
Keywords: mangosteen fruit, pericarp hardening, moisture content,
NIR spectroscopy, PLS, ANN
RINGKASAN
DWI DIAN NOVITA. Penentuan Pola Peningkatan Kekerasan Kulit Buah
Manggis selama Penyimpanan Dingin dengan Metode NIR Spectroscopy.
Dibimbing oleh USMAN AHMAD, SUTRISNO, dan I WAYAN BUDIASTRA.
Pengerasan kulit merupakan indikator kerusakan pada penyimpanan buah
manggis yang berkaitan dengan kandungan air pada kulit buah. Selama
penyimpanan, buah manggis terus bertranspirasi dan berespirasi yang
menyebabkan kehilangan air pada kulit buah. Perubahan kadar air kulit pada
buah yang sama selama penyimpanan tidak bisa diketahui dengan metode
destruktif sebab setiap pengukuran menggunakan buah yang berbeda, namun hal
tersebut bisa dilakukan dengan metode nondestruktif menggunakan NIR
spectroscopy. Reflektan NIR dapat digunakan untuk memprediksi kadar air kulit
pada buah yang sama dari awal sampai akhir penyimpanan. Dengan demikian,
pola peningkatan kekerasan kulit buah manggis berdasarkan perubahan kadar air
selama penyimpanan dapat ditentukan menggunakan reflektan NIR. Penelitian ini
bertujuan untuk (1) mengembangkan model kalibrasi NIR untuk memprediksi
kadar air kulit buah manggis selama penyimpanan dengan metode PLS dan JST
dan (2) menentukan pola peningkatan kekerasan kulit buah manggis berdasarkan
perubahan kadar air selama penyimpanan menggunakan reflektan NIR.
Penelitian ini terdiri dari dua tahap. Pada penelitian tahap pertama, total
sampel yang digunakan berjumlah 304 buah manggis. Sebanyak 88 buah masingmasing disimpan pada 8 ºC dan 13 ºC selama 40 hari, dan sebanyak 128 buah
manggis disimpan pada suhu ruang (27 ºC) selama 22 hari. Pengukuran reflektan,
kadar air, dan kekerasan kulit buah dilakukan pada hari ke-0, 1, 2, 4, 8, 16, 24, 28,
32, 36, dan 40 penyimpanan pada 8 ºC dan 13 ºC, dan pada hari ke-0, 1, 2, 3, 4, 5,
6, 7, 8, 10, 12, 14, 16, 18, 20, dan 22 penyimpanan pada suhu ruang. Setiap
pengukuran menggunakan 8 ulangan. Pada penelitian tahap kedua, total sampel
yang digunakan berjumlah 30 buah manggis. Sebanyak 10 buah manggis masingmasing disimpan pada 8 ºC, 13 ºC selama 28 hari, dan pada suhu ruang selama 16
hari sebagai sampel monitoring. Reflektan diukur pada hari ke-0, 2, 4, 8, 16, 24
dan 28 pada penyimpanan dingin dan pada hari ke-0, 2, 4, 6, 8,10,12,14, dan 16
pada suhu ruang.
Hasil penelitian menunjukkan bahwa lama penyimpanan optimum buah
manggis pada 13 ºC dan 8 ºC adalah selama 28 hari dan pada suhu ruang selama
16 hari. Kadar air kulit buah menurun selama penyimpanan sedangkan kekerasan
kulit buah menurun di awal dan meningkat di akhir penyimpanan pada ketiga
suhu penyimpanan. Model kalibrasi dikembangkan berdasarkan korelasi data
reflektan NIR dan data kadar air kulit buah hasil pengukuran dengan metode
oven. Total data yang digunakan adalah 165, 168, dan 306 data pada
penyimpanan 8 ºC, 13 ºC, dan suhu ruang. Sebanyak 2/3 bagian dati total data
untuk kalibrasi dan 1/3 bagian untuk validasi. Hasil kalibrasi dan validasi PLS
menunjukkan nilai r sebesar 0,758-0,882 artinya ada korelasi antara kadar air kulit
buah dengan reflektan NIR pada ketiga suhu penyimpanan. Selisih nilai RMSEC
dan RMSEP sebesar 0,09-0,39% dan nilai CV