Model Kalibrasi Metode Spektroskopi NIR

38 yang diperoleh untuk parameter total padatan adalah Y total padatan = a + b 1 X 1 + b 2 X 2 + ...... + b 48 X 48 . Model kalibrasi yang diperoleh untuk parameter kadar lemak adalah Y kadar lemak = a + l 1 X 1 + l 2 X 2 + ...... + l 46 X 46 . Model kalibrasi yang diperoleh untuk parameter sukrosa adalah Y sukrosa = a + s 1 X 1 + s 2 X 2 + ...... + s 47 X 47 . Model kalibrasi yang diperoleh untuk parameter protein adalah Y protein = a + p 1 X 1 + p 2 X 2 + ...... + p 42 X 42 . Hasil kalibrasi metode spektroskopi NIR dapat dilihat pada Tabel 2. Tabel 2. Hasil kalibrasi dan validasi internal NIRS sampel recovery produk A Parameter n Mean Kalibrasi Cross Validation SEC R 2 SECV 1-VR Total Padatan 48 18.5054 0.1014 0.9998 0.1558 0.9996 Lemak 46 2.2504 0.0375 0.9981 0.0524 0.9962 Sukrosa 47 11.5474 0.1329 0.9992 0.2369 0.9976 Protein 42 1.4036 0.0766 0.9921 0.1281 0.9783 Berdasarkan hasil kalibrasi 48 sampel Tabel 2, model kalibrasi parameter total padatan sampel recovery produk A memiliki nilai SEC sebesar 0.1014. Nilai ini memperlihatkan hasil analisis total padatan metode spektroskopi NIR dengan hasil kuantitatif metode konvensional memiliki perbedaan sebesar 0.1014. Hasil SEC 1 menunjukkan bahwa model kalibrasi parameter total padatan sampel recovery produk A cukup baik. Nilai R 2 parameter total padatan sampel recovery produk A adalah 0.9998. Nilai koefisien determinasi total padatan hampir mendekati 1. Nilai ini menujukkan pendugaan absorbansi total padatan metode spektroskopi NIR 99.98 mendekati hasil analisis metode konvensional. Setelah dilakukan kalibrasi, software selanjutnya melakukan validasi internal yang disebut “cross validation” pada 13 data yang digunakan untuk kalibrasi. Tujuan dari validasi internal adalah untuk membantu menguji kecocokan model kalibrasi dalam kemampuan memprediksi hasil kuantitatif dengan tepat. Validasi internal mampu memperlihatkan bahwa semua sampel spektrum tersebut dapat diidentifikasi atau memenuhi syarat menurut prosedur, tanpa melebihi ambang batas EMEA 2012. Berdasarkan hasil validasi internal Tabel 2, model kalibrasi parameter total padatan memiliki nilai SECV sebesar 0.1558. Nilai ini menunjukkan bahwa perbedaan hasil analisis total padatan metode spektroskopi NIR dengan hasil analisis metode konvensional berdasarkan validasi internal adalah sebesar 0.1558. Hasil SECV 1 menunjukkan akurasi prediksi parameter total padatan sampel recovery produk A cukup baik. Nilai 1-VR yang dihasilkan pada parameter total padatan sampel recovery produk A adalah 0.9996. Nilai ini menunjukkan pendugaan absorbansi total padatan metode spektroskopi NIR 99.96 mendekati hasil analisis metode konvensional berdasarkan metode validasi internal. Model kalibrasi parameter kadar lemak sampel recovery produk A memiliki nilai SEC sebesar 0.0375 Tabel 2. Nilai ini memperlihatkan hasil analisis kadar lemak metode spektroskopi NIR dengan hasil kuantitatif metode konvensional pada 46 sampel recovery produk A memiliki perbedaan sebesar 0.0375. Hasil SEC 1 menunjukkan model kalibrasi parameter kadar lemak yang dihasilkan cukup baik. Nilai R 2 yang dihasilkan parameter kadar lemak sampel recover y produk Aadalah 0.9981. Nilai koefisien determinasi kadar lemak ini hampir mendekati 1. Nilai ini menunjukkan pendugaan absorbansi kadar lemak metode spektroskopi NIR 99.81 mendekati hasil analisis metode konvensional. 39 Berdasarkan hasil validasi internal Tabel 2, model kalibrasi parameter kadar lemak sampel recovery produk A memiliki nilai SECV sebesar 0.0524. Hasil ini menunjukkan bahwa validasi internal menghasilkan perbedaan hasil analisis kadar lemak metode spektroskopi NIR dengan hasil analisis metode konvensional sebesar 0.0524. Hasil SECV 1 menunjukkan bahwa akurasi prediksi parameter kadar lemak sampel recovery produk A dikatakan cukup baik. Nilai 1-VR yang dihasilkan pada parameter kadar lemak sampel recovery produk A adalah 0.9962. Hasil ini menunjukkan bahwa nilai pendugaan absorbansi kadar lemak metode spektroskopi NIR 99.62 mendekati hasil analisis metode konvensional dengan metode validasi internal. Model kalibrasi parameter sukrosa sampel recovery produk A memiliki nilai SEC sebesar 0.1329 Tabel 2. Hasil ini menunjukkan bahwa hasil analisis sukrosa metode spektroskopi NIR memiliki perbedaan sebesar 0.1329 dengan hasil kuantitatif metode konvensional pada 47 sampel recovery produk A. Hasil SEC 1 menunjukkan bahwa model kalibrasi parameter sukrosa yang dihasilkan cukup baik. Nilai R 2 yang dihasilkan pada parameter sukrosa sampel recovery produk A adalah 0.9992. Nilai koefisien determinasi sukrosa ini hampir mendekati 1. Hal ini menunjukkan bahwa nilai pendugaan absorbansi sukrosa metode spektroskopi NIR 99.92 mendekati hasil analisis metode konvensional. Berdasarkan hasil validasi internal Tabel 2, model kalibrasi parameter sukrosa sampel recovery produk A memiliki nilai SECV sebesar 0.2369. Hasil ini menunjukkan bahwa validasi internal menghasilkan perbedaan hasil analisis sukrosa metode spektroskopi NIR dengan hasil analisis metode konvensional sebesar 0.2369. Hasil SECV 1 menunjukkan bahwa akurasi prediksi parameter sukrosa dikatakan cukup baik. Nilai 1-VR yang dihasilkan pada parameter sukrosa sampel recovery produk A adalah 0.9976. Hasil ini menunjukkan bahwa nilai pendugaan absorbansi sukrosa metode spektroskopi NIR 99.76 mendekati hasil analisis metode konvensional berdasarkan validasi internal. Model kalibrasi parameter protein sampel recovery produk A memiliki nilai SEC sebesar 0.0766 Tabel 2. Hasil ini memperlihatkan bahwa dari 42 sampel recovery produk A diperoleh perbedaan antara hasil analisis protein metode spektroskopi NIR dengan hasil kuantitatif metode konvensional sebesar 0.0766. Hasil SEC 1 menunjukkan bahwa model kalibrasi parameter protein yang dihasilkan cukup baik. Nilai R 2 yang dihasilkan pada parameter protein sampel recovery produk A adalah 0.9921. Nilai koefisien determinasi sukrosa ini hampir mendekati 1. Nilai ini menunjukkan pendugaan absorbansi protein metode spektroskopi NIR 99.21 mendekati hasil analisis metode konvensional. Berdasarkan hasil validasi internal Tabel 2, model kalibrasi parameter protein sampel recovery produk A memiliki nilai SECV sebesar 0.1281. Hasil ini menunjukkan bahwa validasi internal menghasilkan perbedaan hasil analisis protein metode spektroskopi NIR dengan hasil analisis metode konvensional sebesar 0.1281. Hasil SECV 1 menunjukkan bahwa akurasi prediksi parameter protein dikatakan cukup baik. Nilai 1-VR yang dihasilkan pada parameter protein sampel recovery produk A adalah 0.9783. Nilai ini menunjukkan pendugaan absorbansi protein NIR 97.83 mendekati hasil analisis metode konvensional berdasarkan validasi internal. Parameter protein sampel recovery produk A memiliki nilai R 2 dan 1-VR terendah di antara tiga parameter lainnya. Hal ini disebabkan penggunaan data analisis protein metode konvensional dua varian sampel recovery produk A yang seharusnya tidak digabungkan meskipun spektrumnya hampir sama. 40

3. Verifikasi Model Kalibrasi Metode Spektroskopi NIR

Model kalibrasi empat parameter komposisi sampel recovery produk A menggunakan metode spektroskopi NIR yang telah terbentuk selanjutnya diverifikasi menggunakan uji t. Verifikasi dilakukan dengan membandingkan data hasil pembacaan instrumen NIR dan hasil analisis metode konvensional menggunakan uji t. Uji verifikasi tersebut dilakukan pada 10 sampel recovery produk A yang terdiri atas 23 varian X dan 13 varian Y. Data verifikasi model kalibrasi metode spektroskopi NIR dapat dilihat pada Lampiran 10. Hasil uji kenormalan menunjukkan data yang digunakan untuk verifikasi model kalibrasi metode spektroskopi NIR tersebar normal. Hasil uji kenormalan dan uji t terhadap empat parameter yang terdapat dalam model kalibrasi metode spektroskopi NIR dapat dilihat selengkapnya pada Lampiran 11-12. Tabel 3. Hasil verifikasi model kalibrasi metode spektroskopi NIR menggunakan uji t Parameter n SD Hasil uji t NIRS Manual T hitung T tabel 0.05;9 P two tail Total Padatan 10 6.4456 6.3769 0.4254 2.2622 0.6805 Lemak 10 0.7986 0.8557 -1.4776 0.1736 Sukrosa 10 3.7659 3.9511 2.0097 0.0754 Protein 10 0.5965 0.6194 -0.4137 0.6888 Berdasarkan Tabel 3 dapat diketahui pengujian metode spektroskopi NIR memiliki ketelitian yang lebih baik dibandingkan dengan metode konvensionalmanual SD NIRS ≤ SD Manual pada parameter kadar lemak, sukrosa, dan protein sampel recovery produk A. Parameter total padatan memiliki ketelitian metode konvensional yang lebih baik dibandingkan metode spektroskopi NIR SD manual ≤ SD NIRS. Selanjutnya dilakukan uji t untuk mengetahui apakah hasil analisis metode spektroskopi NIR dapat ditetrima. Berdasarkan data pada Tabel 3 dapat diketahui bahwa keempat parameter yang terdapat pada sampel recovery produk A memiliki nilai T hitung ≤ T tabel atau P two tail 5. Maksud dari 5 adalah tingkat kesalahan yang diizinkan maksimal 5 dengan taraf kepercayaan 95 Efendi Miranto 2008. Apabila dilakukan pengujian sebanyak 100 kali, diasumsikan data yang gagal adalah lima kali. Parameter total padatan pada sampel recovery produk A memiliki nilai T hitung ≤ T tabel 0.4254 2.2622 dan P two tail 0.05 0.6805 0.05. Hasil tersebut menunjukkan bahwa hipotesis awal H diterima, yaitu hasil analisis total padatan sampel recovery produk A metode spektroskopi NIR tidak berbeda nyata dengan hasil analisis metode konvensionalnya pada taraf kepercayaan 95. Meskipun ketelitian metode konvensional lebih baik dibandingkan metode NIR, namun setelah dilakukan uji t diketahui bahwa hasil analisis total padatan menggunakan metode NIR tidak berbeda nyata dengan analisis metode konvensional. Parameter kadar lemak sampel recovery produk A memiliki nilai T hitung ≤ T tabel -1.4776 2.2622 dan P two tail 0.05 0.1736 0.05. Hasil tersebut menunjukkan bahwa hipotesis awal H diterima, yaitu hasil analisis kadar lemak sampel recovery produk A metode spektroskopi NIR tidak berbeda nyata dengan hasil analisis metode konvensionalnya pada taraf kepercayaan 95. Begitu pula dengan parameter sukrosa yang memiliki nilai T hitung ≤ T tabel 2.0097 2.2622 dan P two tail 0.05 0.0754 0.05. Parameter protein memiliki nilai T hitung ≤ T tabel -0.4137 2.2622 dan P two tail 0.05 0.6888 0.05. Hasil tersebut 41 menunjukkan bahwa hipotesis awal H diterima, yaitu hasil analisis sukrosa dan protein sampel recovery produk A metode spektroskopi NIR tidak berbeda nyata dengan hasil analisis metode konvensionalnya pada taraf kepercayaan 5. Berdasarkan hasil uji t tersebut dapat dikatakan model kalibrasi parameter total padatan, kadar lemak, dan sukrosa tidak berbeda nyata dengan hasil analisis metode konvensionalnya pada penentuan komposisi sampel recovery produk A. Model kalibrasi tersebut dikatakan baik dan dapat digunakan untuk mengevaluasi komposisi sampel recovery produk A varian X dan varian Y. Meskipun berdasarkan hasil verifikasi model kalibrasi parameter protein tidak berbeda nyata, namun model kalibrasi parameter protein tersebut hanya dapat digunakan untuk mengevaluasi parameter protein pada salah satu varian sampel recovery produk A. Hal ini disebabkan oleh hasil uji t pada data analisis metode konvensional menunjukkan bahwa parameter protein sampel recovery produk A varian X berbeda dengan varian Y. Berdasarkan banyaknya data yang digunakan, kemungkinan besar model kalibrasi parameter protein sampel recovery produk A masih dapat digunakan untuk mengevaluasi mutu sampel recovery produk A varian X karena data yang digunakan untuk membuat model kalibrasi dan verifikasi didominasi oleh sampel recovery produk A varian X.

B. SPEKTROSKOPI FOURIER TRANSFORM INFRARED FTIR

1. Analisis Sampel

a. Data Kuantitatif Parameter Komposisi Instrumen Spektroskopi FTIR

Fourier Transform Infrared Spectroscopy FTIR adalah metode spektroskopi yang menggunakan panjang gelombang mid-infrared, yaitu 2500-30000 nm Stuart 2004. Sama halnya dengan metode spektroskopi NIR, metode spektroskopi FTIR merupakan metode spektroskopi inframerah yang mengukur getaran atom dari suatu molekul dan termasuk metode cepat untuk mengevaluasi mutu bahan. Panjang gelombang yang umum digunakan untuk mengevaluasi mutu produk susu berkisar antara 2500-10000 nm Etzion et al. 2004. Metode spektroskopi FTIR ini digunakan untuk menganilisis komposisi sampel recovery produk B dengan total padatan ≤ 15. Instrumen FTIRS yang digunakan pada pembuatan model kalibrasi sampel recovery adalah FOSS MilkoScan FT120. Data kuantitatif parameter komposisi merupakan hasil Fourier-Transformation dari data spektrum kualitatif menjadi data komposisi kuantitatif. Pembuatan model kalibrasi sampel recovery produk B tidak membutuhkan data spektrum karena sifat fisik, komposisi kimia, dan spektrum sampel recovery produk B produk susu yang memiliki total padatan ≤ 15 hampir sama dengan produknya. Data kuantitatif parameter komposisi sampel recovery produk B yang dihasilkan dari pembacaan menggunakan instrumen FTIRS dibutuhkan untuk verifikasi awal dan pembuatan model kalibrasi baru apabila diperlukan. Pada pembuatan model kalibrasi baru, data kuantitatif parameter komposisi sampel recovery produk B tersebut dijadikan sampel set kalibrasi seri kalibrasi yang digunakan untuk menyesuaikan model kalibrasi yang telah ada FOSS 2005.

b. Data Analisis Metode Konvensional

Selain data kuantitatif parameter komposisi, data analisis metode konvensional diperlukan pula untuk mengetahui apakah model kalibrasi yang digunakan telah sesuai