9
Variasi pada ukuran dan suhu partikel sampel mempengaruhi penyebaran radiasi infra merah pada saat melewati sampel. Partikel berukuran besar tidak dapat menyebarkan radiasi
infra merah sebanyak partikel kecil. Makin banyak radiasi yang diserap dapat memberikan nilai absorban yang tinggi dan efeknya besar pada panjang gelombang yang diserap lebih kuat
Dryden, 2003. Dalam penyerapannya, metode NIR memiliki beberapa kelebihan, antara lain dapat
menurunkan biaya tenaga kerja penganalisis komposisi, penggunaan preparat contoh yang sederhana, waktu pendugaan komposisi kimia yang singkat, analisis yang tidak merusak
contoh non-destructive, tidak menggunakan bahan-bahan kimia analisis yang bebas limbah, dan dapat menganalisis komposisi dengan kecepatan dan ketepatan tinggi Williams,
1987. Keunggulan dari gelombang infra merah dekat menurut Osborne et al. 1993 dalam
analisis bahan makanan adalah merupakan gabungan antara tingkat ketepatan, kecepatan, dan kemudahan dalam melakukan percobaan prosedur tidak rumit.
4. Aplikasi Metode Near Infrared NIR
Metode near infrared NIR telah banyak diperkenalkan dan digunakan di beberapa negara maju pada benua seperti Eropa, Amerika Utara, Asia, Australia, dan New Zealand baik
dalam bidang industri maupun dalam bidang pertanian. Sedangkan di Indonesia sendiri, metode ini belum banyak digunakan terutama dalam bidang pertanian.
Penerapan metode NIR telah lama berkembang terutama untuk keperluan bahan pangan, pertanian, kedokteran, farmasi, dan industri kimia. Untuk bahan pangan dan hasil
pertanian seperti kedelai, jagung, beras, daging, ikan, dan hortikultura metode NIR dapat digunakan untuk penentuan komposisi kimia seperti kadar air, lemak, asam, gula, protein, dan
berbagai senyawa lainnya. Selain itu metode NIR digunakan dalam industri susu murni dan menentukan kandungan protein yang terdapat dalam tepung susu skim.
Berdasarkan sifat absorban dan reflektan dari energi radiasi yang dipancarkan, maka metode NIR dapat digunakan untuk menduga komposisi kimia suatu bahan. Aplikasi metode
NIR dalam industri produk pangan dan pertanian telah banyak dilakukan. Diawali oleh Norris dan Hart 1962 yang menemukan bahwa kadar air yang terkandung pada biji-bijian dan bibit
tanaman dapat diukur pada panjang gelombang sebesar 1940 nm. Pengaplikasian secara komersil metode NIR pertama diperkenalkan oleh Williams 1973 yang menganalisis
gandum dan biji-biji berkadar minyak. Miller 1990 menggunakan turunan pertama pada pantulan spektrum untuk
mendeteksi adanya jamur hitam, jamur abu-abu, dan kerusakan lain seperti suncald. Hasilnya menunjukkan bahwa indeks mutu tomat dapat berdasarkan pada nilai turunan pantulan dengan
jangkauan panjang gelombang antara 590 – 710 nm, sehingga nilai ini dapat digunakan untuk
memisahkan antara tomat yang baik dari jamur hitam, jamur abu-abu, dan suncald. Metode NIR juga dapat digunakan untuk memperkirakan konsentrasi gula dan asam
pada buah-buahan, seperti mangga yang dilakukan oleh Budiastra et al. 1995. Mereka mengklasifikasikan mangga ke dalam tiga jenis rasa, yaitu rasa manis, manis asam, dan asam
yang diukur dengan teknologi NIR pada 200 contoh mangga dengan kisaran panjang gelombang 1400
– 1975 nm. Metode stepwise dari regresi berganda SMLR digunakan untuk memiliki panjang gelombang optimal untuk menduga konsentrasi sukrosa dan asam malat.
Panjang gelombang terpilih untuk memprediksi sukrosa dengan NIR adalah 1533 nm, 1605
10
nm, 1821 nm, sedangkan untuk asam malat adalah 1621 nm, 1813 nm, 1821 nm, 1933 nm, 1941 nm, 1965 nm, dan 1968 nm.
Sugiana 1995 dengan menggunakan NIR Spectrophotometer untuk mendeteksi kememaran buah apel varietas Rome Beauty dengan panjang gelombang 900
– 1400 nm. Hasil yang diperoleh adalah panjang gelombang NIR yang tepat untuk mendeteksi kememaran buah
apel varietas Rome Beauty adalah 930 nm, 940 nm, 950 nm, 960 nm, 1110 nm, dan 1390 nm. Disimpulkan juga bahwa kekerasan buah apel tidak terlalu berpengaruh terhadap pantulan
spektrum yang dihasilkan, sehingga hasil pantulan spektrum yang diperoleh dari setiap apel dikatakan mempunyai sifat sama.
Victor 1996 dengan menggunakan sistem NIR melakukan pengelompokkan buah apel varietas Manalagi berdasarkan kememaran dengan panjang gelombang 900
– 2000 nm. Disimpulkan bahwa kedalaman dan diameter memar buah apel tidak dipengaruhi oleh lama
penyimpanan, tetapi dipengaruhi oleh ketinggian perlakuan memar yang diberikan serta panjang gelombang 1400
– 2000 nm tidak dapat digunakan untuk membedakan secara nyata adanya kememaran pada buah apel Manalagi.
Chang et al. 1998 melakukan penelitian untuk menduga total padatan terlarut jus jeruk, apel, pepaya, pear, dan pisang. Dari berbagai jus buah tersebut dikembangkan algoritma
umum untuk penentuan total padatan terlarut beberapa jus buah. Rosita 2001 menerapkan metode NIR untuk memprediksi mutu buah duku. Dari
penelitian tersebut disimpulkan bahwa NIR dapat memprediksi kadar gula dan kekerasan buah duku dengan baik. Disimpulkan pula bahwa data absorbansi NIR memberikan nilai korelasi
yang lebih tinggi 0.91, standar error lebih rendah 0.87, dan koefisien keragaman yang akurat 5.39.
Fontaine et al. 2002 menerapkan NIR dalam menduga kandungan asam amino kedelai. Didapat bahwa 85
– 98 variasi asam amino mampu dijelaskan dengan baik menggunakan NIR. Mereka juga telah menggunakan metode tersebut untuk memprediksi
kandungan asam amino esensial beberapa bahan pakan yakni kedelai, rapeseed meal, tepung biji bunga matahari, polong, tepung ikan, tepung daging, dan tepung produk samping
pemotongan ayam. Munawar 2002 menerapkan metode NIR untuk menduga kadar gula dan kekerasan
buah belimbing. Dari hasil penelitian disimpulkan bahwa data absorban NIR dapat menduga kadar gula dan kekerasan buah belimbing
dengan baik.
Hal ini ditunjukkan dengan koefisien korelasi yang tinggi.
Mitamala 2003 menerapkan metode NIR untuk menduga kadar air, karbohidrat, protein, dan lemak tepung jagung. Dari penelitian tersebut disimpulkan bahwa NIR dapat
memprediksi kadar air, karbohidrat, protein, dan lemak tepung jagung dengan baik. Penggunaan data reflektan mampu menentukan kadar protein lebih baik dari data absorban.
Data absorban dapat menduga kadar karbohidrat, lemak, dan air lebih baik dari data reflektan. Kusumaningtyas 2004 melakukan pendugaan kadar air, karbohidrat, protein, lemak,
dan amilosa pada beras Oryza sativa L. dengan metode NIR. Panjang gelombang yang digunakan untuk menduga adalah 900
– 2000 nm. Data reflektan NIR dapat menduga kadar air, karbohidrat, dan protein lebih baik daripada data absorban. Sedangkan untuk menduga
kadar lemak dan amilosa, data absorban lebih baik dibandingkan data reflektan. Marthaningtyas 2005 melakukan pendugaan total padatan terlarut dan kadar asam
belimbing Averrhoa carambola L. dengan menggunakan metode NIR dan JST. Penggunaan
11
analisis komponen utama dalam mereduksi hasil data absorbansi dari spektrum infra merah dekat sangat efektif.
Andrianyta 2006 menerapkan metode NIR dan jaringan syaraf tiruan JST dalam menentukan komposisi kimia jagung non-destruktif. Komposisi kimia yang ditentukan, antara
lain kandungan proksimat, lemak, air, karbohidrat, methionin, tyrosin, threonin, arginin, dan leusin.
Quddus 2006 melakukan penentuan kandungan energi bruto tepung ikan untuk bahan pakan ternak menggunakan metode NIR. Analisis pendugaan kandungan energi pada
tepung ikan tersebut menggunakan metode kalibrasi SMLR dan PCR. Persamaan kalibrasi dengan metode SMLR menyatakan bahwa hasil prediksi nilai EM menggunakan data
reflektan dan absorban mendekati hasil uji bioassay. Sedangkan persamaan kalibrasi dengan metode PCR menghasilkan 10 komponen utama dalam tepung ikan tersebut.
Adrizal et al. 2007 yang melakukan pendugaan kandungan air, protein, lisin, dan metionin tepung ikan dengan jaringan syaraf tiruan berdasarkan absorban NIR. Dari hasil
penelitian tersebut disimpulkan bahwa metode JST mampu menduga kandungan air, protein, lisin, dan metionin tepung ikan dengan akurasi yang lebih baik dibandingkan dengan
menggunakan persamaan regresi yang didapatkan melalui metode SMLR. Susilowati 2007 pada panjang gelombang 900
– 1400 nm dapat menduga total padatan terlarut buah pepaya selama penyimpnanan dan pemeraman dengan metode NIR,
tetapi panjang gelombang tersebut tidak dapat digunakan untuk mengukur kekerasan buah. Hubungan antara data absorban NIR dengan total padatan terlarut dan kekerasan pada
penelitian tersebut dipelajari dengan kalibrasi menggunakan metode SMLR, PCR, dan PLS. Kelebihan penggunaan metode NIR antara lain disebabkan banyak komposisi kimia
dari bahan pangan dan pertanian yang menyerap absorption atau memantulkan reflectance cahaya pada rentang panjang gelombang 0.7
– 3.0 µm. Komposisi kimia lainnya memiliki pola serapan yang khas berbeda satu dengan lainnya pada setiap panjang gelombang cahaya
yang diberikan Mohsenin, 1984. Kendala metode NIR adalah biaya investasi alat yang tinggi. Metode ini masih
tergolong metode sekunder, karena memerlukan tahapan kalibrasi terutama bagi sampel uji yang belum pernah menggunakan metode ini misalnya tepung ikan, bungkil inti sawit, dedak,
tepung singkong, dan sebagainya. Metode NIR sangat membantu pekerjaan analisis yang bersifat rumit dan rutin, seperti kadar air, kadar abu, pH, kadar karbohidrat, kadar protein,
kadar lemak, bilangan asam, dan kadar asam lemak bebas. Metode ini sangat sesuai karena tidak lagi banyak memerlukan tahapan kalibrasi.
B. Kalibrasi dan Validasi
