Data Spektrum Instrumen Spektroskopi NIR

35 Setiap komposisi tersebut memiliki spektrum gabungan pantulan NIR yang unik dan beragam yang dihasilkan dari penyebaran, pantulan, dan penyerapan cahaya oleh bahan penyusun komposisi tersebut. Spektrum sampel recovery produk A Gambar 12 menunjukkan hubungan antara log 1R dan panjang gelombang nm. Komposisi kimia tertentu akan mengalami penyerapan radiasi sinar inframerah pada panjang gelombang tertentu. Hal ini dapat dilihat adanya puncak-puncak gelombang pada model spektrum absorbansi NIR. Berdasarkan Gambar 12, puncak gelombang absorbansi NIR sampel recovery produk A terjadi pada panjang gelombang 1196 nm, 1450 nm, 1786 nm, dan 1895-1991 nm. Puncak-puncak gelombang tersebut merupakan hasil penyerapan panjang gelombang tertentu oleh kandungan komposisi kimia pada sampel recovery produk A. Semakin tinggi puncak gelombang, maka absorbansi semakin besar dan hal ini menunjukkan semakin tinggi pula kandungan komposisi kimia tersebut dalam suatu bahan Dryden 2003. Pada Gambar 12, puncak gelombang spektrum absorbansi NIR sampel recovery produk A terjadi pertama kali pada panjang gelombang 1196 nm. Pada panjang gelombang 1196 nm terbaca gugus C-H yang merupakan salah satu gugus penyusun lemak dan protein Kumar et al. 2011. Kadar lemak dan protein merupakan komposisi penyusun sampel recovery produk A. Berdasarkan hasil analisis menggunakan metode konvensional, lemak merupakan komposisi urutan ketiga yang terdapat pada sampel recovery produk A, sedangkan protein merupakan komposisi urutan keempat. Terbacanya komposisi protein pada komposisi lemak dimungkinkan karena adanya pengaruh protein susu pada penentuan lemak. Protein dapat berada pada membran globula lemak yang melindungi droplet lemak Tsenkova et al. 2000. Puncak gelombang kedua terjadi pada panjang gelombang 1450 nm. Puncak gelombang ini merupakan puncak gelombang dengan intensitas absorbansi tinggi kedua. Menurut Shenk et al. 2008, pada panjang gelombang 1450 nm pati mampu menyerap radiasi sinar inframerah. Pada sampel recovery produk A pati tersebut merujuk pada kadar sukrosa atau kadar gula. Pada panjang gelombang 1450 nm ikatan yang berperan dalam penyerapan radiasi adalah gugus O-H dan C=O. Kedua gugus tersebut merupakan gugus penyusun sukrosa. Hasil ini sesuai dengan hasil analisis menggunakan metode konvensional yang menunjukkan kadar sukrosa pada sampel recovery produk A menempati urutan kedua. Puncak gelombang spektum absorbansi NIR ketiga terjadi pada panjang gelombang 1786 nm. Menurut Brandão et al. 2010, komponen susu yang dapat terdeteksi pada kisaran panjang gelombang 1780 hingga 1790 nm adalah lemak dan protein. Pada panjang gelombang tersebut gugus yang berperan adalah C-H dan S-H. Lemak dan protein sama- sama mengandung gugus C-H. Protein yang mengandung gugus S-H pada susu sangat sedikit. Oleh sebab itu, pada puncak gelombang ketiga ini komposisi lemak lebih dominan dibandingkan protein. Hasil ini sesuai dengan hasil analisis menggunakan metode konvensional dimana kadar lemak menempati posisi ketiga dalam komposisi sampel recovery produk A. Puncak gelombang spektrum absorbansi NIR pada sampel recovery produk A keempat terjadi pada kisaran panjang gelombang 1895-1991 nm. Puncak gelombang terakhir yang tampak ini merupakan puncak gelombang spektrum yang memiliki intensitas absorbansi tertinggi. Hasil ini menunjukkan penyerapan radiasi sinar yang tinggi oleh ikatan kimia penyusun air di dalam sampel recovery produk A. Menurut Kumar et al. 36 2011, pada panjang gelombang 1940-1950 nm penyerapan didominasi oleh kadar air H 2 O. Hal ini dikarenakan pada panjang gelombang tersebut ikatan yang mengalami vibrasi stretching dan bending didominasi oleh ikatan kombinasi O-H. Gugus O-H di air terbaca pula pada panjang gelombang 1450 nm. Hal ini terjadi karena adanya perubahan vibrasi stretching yang menyebabkan molekul H 2 O menjadi isolinear dan adanya perubahan suhu Shenk et al. 2008. Komposisi kadar air pada sampel recovery tidak dianalisis dengan metode konvensional. Namun, terbacanya spektrum kadar air pada sampel recovery produk A dijadikan dasar untuk perhitungan total padatan. Total padatan yang dihasilkan oleh pengukuran metode spektroskopi NIR merupakan hasil penggabungan antara pengukuran kadar lemak, protein, sukrosa, dan padatan susu bukan lemak Milk Solid Non Fat, MSNF dan kadar abu Wehr Frank 2004. Total padatan dapat dihitung pula dengan mengurangi 100 dengan kadar air. Pada panjang gelombang 1895 nm hingga 1991 nm terbaca pula protein. Menurut Kumar et al. 2011, pada panjang gelombang 1940 nm spektrum didominasi oleh penyerapan radiasi oleh komponen air. Adanya gugus protein yang terbaca pada panjang gelombang tersebut mungkin karena adanya protein yang terlarut dalam air Tsenkova et al. 2000. Pada panjang gelombang 1980 nm hingga 1991 nm, gugus N-H dominan menyerap radiasi sinar inframerah. Gugus tersebut menunjukkan keberadaan protein pada sampel recovery produk A.

b. Data Analisis Metode Konvensional

Selain data spektrum yang dihasilkan oleh instrumen NIRS, data yang diperoleh pada tahap analisis parameter komposisi sampel recovery produk A adalah data analisis menggunakan metode konvensional. Sampel recovery produk A varian X dan Y dianalisis menggunakan metode konvensional untuk masing-masing parameter komposisi. Hasil analisis sampel recovery produk A kedua varian menggunakan metode konvensional dapat dilihat pada Lampiran 4-7. Data metode konvensional ini digunakan untuk pembuatan model kalibrasi. Data analisis metode konvensional ini selanjutnya dianalisis menggunakan uji t: two sample assuming unequal variances. Pengujian ini bertujuan untuk mengetahui apakah data analisis metode konvensional sampel recovery produk A varian X dan Y dianalisis dapat digabungkan untuk membuat model kalibrasi sampel recovery produk A yang mencakup empat parameter komposisi yaitu total padatan, kadar lemak, sukrosa, dan protein. Uji normalitas menunjukkan sebaran data analisis metode konvensional kedua varian sampel recovery produk A tersebut normal Lampiran 8. Selanjutnya dilakukan uji t pada keempat parameter komposisi sampel recovery produk A yang hasilnya ditampilkan pada Tabel 1 dan selengkapnya dapat dilihat pada Lampiran 9. Tabel 1. Hasil uji t data analisis metode konvensional sampel recovery produk A Parameter n Hasil Uji t T hitung T tabel α;df P two-tail Total Padatan 55 1.9595 2.0129 0.0561 Lemak 55 0.4545 2.0106 0.6515 Sukrosa 55 1.8471 2.0129 0.0712 Protein 47 4.6754 2.0262 0.0000 37 Berdasarkan Tabel 1, parameter total padatan, kadar lemak, dan sukrosa menunjukkan nilai T hitung ≤ T tabel dan P two tail 5 pada taraf kepercayaan 95. Sementara itu, parameter protein menunjukkan nilai T hitung T tabel dan P two tail ≤ 5 pada taraf kepercayaan 95. Maksud dari 5 adalah tingkat kesalahan yang diizinkan maksimal 5 dengan taraf kepercayaan 95 Efendi Miranto 2008. Apabila dilakukan pengujian sebanyak 100 kali, diasumsikan terdapat lima data yang gagal. Parameter total padatan 55 sampel recovery produk A memiliki nilai T hitung ≤ T tabel 1.9595 2.0129 dan P two tail 0.05 0.0561 0.05. Parameter kadar lemak 55 sampel recovery produk A memiliki nilai T hitung ≤ T tabel 0.4545 2.0106 dan P two tail 0.05 0.6515 0.05. Parameter sukrosa 55 sampel recovery produk A memiliki nilai T hitung ≤ T tabel 1.8471 2.0129 dan P two tail 0.05 0.0712 0.05. Hasil tersebut menunjukkan hipotesis awal H diterima, yaitu hasil analisis metode konvensional sampel recovery produk A varian X tidak berbeda nyata dengan hasil analisis metode konvensional sampel recovery produk A varian Y pada parameter total padatan, kadar lemak, dan sukrosa dengan taraf kepercayaan 95. Hal ini menunjukkan komposisi total padatan, kadar lemak, dan sukrosa sampel recovery produk A varian X hampir sama dengan sampel recovery produk A varian Y. Sementara itu, parameter protein memiliki nilai T hitung T tabel 4.6754 2.0262 dan P two tail ≤ 0.05 0.0000 0.05. Hasil tersebut menunjukkan hipotesis awal H ditolak dan H 1 diterima, yaitu hasil analisis metode konvensional sampel recovery produk A varian X berbeda nyata dengan hasil analisis metode konvensional sampel recovery produk A varian Y pada parameter protein dengan taraf kepercayaan 95. Hal ini menjelaskan bahwa komposisi protein sampel recovery produk A varian X berbeda dengan sampel recovery produk A varian Y. Berdasarkan hasil uji t tersebut dapat dikatakan bahwa data analisis metode konvensional parameter total padatan, kadar lemak, dan sukrosa sampel recovery produk A varian X dan varian Y dapat digabungkan dan digunakan untuk dibuat model kalibrasi sampel recovery produk A. Sementara itu, parameter protein sampel recovery produk A varian X dan varian Y tidak dapat digabungkan pada pembuatan model kalibrasi sampel recovery produk A meskipun memiliki spektrum sampel yang hampir sama. Hal ini dikarenakan produk asal kedua varian sampel recovery produk A tersebut memiliki komposisi protein yang berbeda.

2. Model Kalibrasi Metode Spektroskopi NIR

Data spektrum NIR masing-masing sampel yang mencakup empat parameter komposisi kadar lemak, protein, total padatan, dan sukrosa dan data analisis metode konvensional sampel recovery produk A selanjutnya diolah dengan menggunakan software WinISI yang terdapat pada instrumen NIRS menjadi model kalibrasi. Metode kalibrasi yang digunakan oleh software WinISI adalah metode PLS Partial Least Square. Jumlah sampel recovery produk A yang digunakan oleh software WinISI untuk proses kalibrasi tidak semuanya. Dari 55 sampel recovery produk A yang merupakan gabungan dua varian sampel recovery produk A, 48 sampel yang digunakan untuk kalibrasi parameter total padatan; 46 sampel yang digunakan untuk kalibrasi parameter kadar lemak; 47 sampel yang digunakan untuk kalibrasi parameter sukrosa; dan 42 sampel yang digunakan untuk kalibrasi parameter protein. Pengolahan data menggunakan metode PLS oleh software WinISI menghasilkan model kalibrasi masing-masing parameter komposisi sampel recovery produk A. Model kalibrasi