15
III. METODOLOGI PENELITIAN
A. Tempat dan Waktu
Penelitian dilaksanakan di Laboratorium Teknik Pengolahan Pangan dan Hasil Pertanian TPPHP Departemen Teknik Mesin dan Biosistem Fakultas Teknologi Pertanian IPB dan
Laboratorium PAU IPB. Waktu penelitian dilaksanakan mulai bulan Maret 2011 sampai Mei 2011.
B. Bahan dan Alat
Bahan yang akan digunakan adalah biji nyamplung. Dan bahan-bahan kimia yang akan digunakan untuk menganalisis komposisi kimia sampel biji nyamplung seperti pendugaan kadar
air, bilangan asam dan asam lemak bebas, dan kadar lemak dengan analisis kimiawi metode konvensional, antara lain aquades, larutan n-heksana, alkohol 95, indikator phenoopthalein
1, dan larutan NaOH 0.1 N. Sedangkan alat yang akan digunakan meliputi instrumen NIRFlex Tipe N-500 Merk
BUCHI yang digunakan untuk menganalisis pendugaan komposisi kimia dari biji nyamplung menggunakan NIR, komputer untuk mengolah data-data dan mengukur pendugaan komposisi
kimia biji nyamplung dengan NIRFlex Solids Petri N-500 sehingga diperoleh data reflektan dan absorban baik dalam bentuk tabel maupun grafik. Software bawaan dari NIRFlex N-500 merk
BUCHI yang akan digunakan dalam penelitian ini adalah NIRWare Operator, NIRWare Management Console, dan NIRCal 5. Kemudian penggunaan alat oven, tanur listrik, dan
desikator, dimana digunakan dalam pengukuran kadar air biji nyamplung dengan cara pengeringan metode thermogravitimetri dan pengukuran bilangan asam, asam lemak bebas, dan
kadar lemak berdasarkan AOAC 1995. Kemudian peralatan-peralatan lain yang akan digunakan selama penelitian, antara lain timbangan digital merk ae ADAM, cawan, cawan porselin,
desikator, soklet apparatus soklet, labu lemak 250 ml, hot plate, selang, dan kertas saring, FFA apparatus buret, pipet, pengaduk, pinset, gelas ukur 100 ml, dan Erlenmeyer 350 ml, static
stand, oven, thermometer, stopwatch, kantong plastik, dan mesin press kapasitas 10 ton.
C. Metode Penelitian
Diagram alir pelaksanaan penelitian dapat dilihat pada Gambar 5. Metode yang digunakan dalam penelitian adalah sebagai berikut :
1. Persiapan Sampel Penelitian
Sampel yang akan digunakan dalam penelitian ini adalah biji nyamplung per sampel dengan berat 250 gram varietas lokal yang telah dipersiapkan dengan baik. Didapatkan dari
Koperasi Jarak Lestari, Cilacap berupa buah nyamplung matang pohon dengan karakteristik buah berwarna kuning kecoklatan yang sudah dikeringkan sampai kadar air kurang lebih 10
kemudian diambil bijinya saja. Biji nyamplung per sampel dengan berat 250 gram disajikan pada Gambar 2.
16
Gambar 2. Sampel biji nyamplung.
2. Persiapan Instrumen NIR
Sebelum dilakukan pengukuran, instrumen NIRFlex Solids Petri N-500 dinyalakan dan dibiarkan terlebih dahulu beberapa saat. Kemudian sebelum dilakukan pengukuran ke
sampel biji nyamplung, terlebih dahulu dilakukan proses kalibrasi dengan software bawaan dari instrumen tersebut selama kurang lebih 2 - 3 menit. Software bawaan yang akan
digunakan untuk proses kalibrasi adalah NIRWare Operator Anonimous
b
, 2008. Mekanisme instrument NIR seperti gambar berikut:
1. Detektor
7. Koding magnetik 12. Motor penggerak
2. Sensor magnet
8. Sampel 13. Optik 1
3. Status LED
9. Cawan petri 14. Penghalang sinar
4. Tombol mulai
10. Dudukan cawan 15. Cermin 1
5. Tombol mati
11. Piring pemutar 16. Cermin 2
6. Referensi internal
17. Optik 2 Gambar 3. Bagian-bagian NIRFlex petri solid
1 2
5 6
3 4
7 8
9 10
11
15 16
14 12
13 17
17
3. Pengukuran Reflektan Spektrum NIR
Pendugaan sampel biji nyamplung dengan cara pengukuran dengan instrumen NIRFlex Solids Petri N-500 dan software bawaan yaitu NIRWare Operator, lama pengukuran
setiap sampel adalah 8 - 9 detik. Jumlah sampel yang akan diukur sebanyak 70 sampel, dimana setiap sampel dilakukan 3 kali pengulangan dengan tiga tempat titik pengukuran yang
berbeda. Pengukuran dilakukan selama 3 tahap, dengan tujuan untuk mendapatkan perbedaan karakteristik sampel, sedangkan perlakuan terhadap sampel adalah dengan mengangin-
anginkan pada suhu ruang 25-28
o
C. Selanjutnya biji nyamplung akan disinari infra merah dekat NIR dengan panjang
gelombang 1000 – 2500 nm bertujuan untuk mendapatkan informasi yang lebih banyak dari
karakteristik biji nyamplung dan mengakomodir aktivitas molekul penyusun parameter mutu biji nyamplung tersebut sehingga diharapkan nilai error pendugaannya dapat lebih kecil.
Prinsip pengukuran spektra adalah dengan memancarkan sinar dari lampu halogen ke sampel. Sinar tersebut diterima sebagai energy yang memicu terjadinya getaran dan regangan pada
kelompok ikatan atom O-H, N-H, C-H, dan C-N dimana ikatan atom-atom tersebut merupakan komponen utama pembentuk kandungan organik. Sebagian energi yang diberikan akan diserap
untuk melakukan getaran dan regangan alami dan sisanya akan dipantulkan. Pantulan itu akan ditangkap oleh lensa optik yang kemudian direkam oleh detektor sebagai data frekuensi
getaran dalam bentuk analog. Informasi tersebut merupakan hasil interaksi gelombang elektronika dengan komponen penyusun bahan komposisi kimia tersebut.
Gambar 4. NIR Spectroscopy Solids Petri dan Sampel Biji Nyamplung Spektrum yang terukur dari detektor akan diteruskan ke komputer untuk disimpan
secara langsung. Data yang disimpan sudah dalam bentuk digital sehingga lebih mudah untuk diolah lebih lanjut dengan software bawaan NIR. Setelah dilakukan pengambilan pantulan
spektrum NIR biji nyamplung, maka dilakukan analisis kimiawi biji nyamplung dengan metode konvensional. Spektrum dihitung dengan menggunakan persamaan sebagai berikut :
Spektrum =
Standar Cont oh
V V
1
Dimana : V
Contoh
= Tegangan pantulan contoh sampel Volt V
Standar
= Tegangan pantulan standar putih Volt
18
Data Pantulan Reflektan, R Data Absorban Log 1R
Data analisis kimiawi biji nyamplung dalam software
yaitu NIRWare Management Console
Proses kalibrasi dan seleksi kalibrasivalidasi menggunakan
software yaitu NIRCal 5 Pemberian perlakuan
menggunakan software yaitu NIRCal 5 Toolbox
Gambar 5. Diagram alir pelaksanaan penelitian pendugaan komposisi kimia biji nyamplung dengan
metode NIR. Mulai
Biji Nyamplung sebanyak 70 sampel Pengukuran spektrum biji nyamplung
dengan NIRFlex Solids Petri Spectrometer N-500 dengan NIRWare
Analisis kimiawi kadar air, bilangan asam dan asam lemak bebas, dan kadar lemak biji nyamplung di
laboratorium dengan metode konvensional
Metode kalibrasi dan seleksi spektrum kalibrasi validasi
1. Kalibrasi 23 total sampel
2. Validasi 13 total sampel
Data perlakuan treatment untuk
spektrum reflektan dan absorban NIR
Perancangan model kalibrasi dengan metode multivariatif, yaitu :
1. Principal Component Regression PCR
2. Partial Least Squares PLS
Penentuan regresi kalibrasi
Penentuan validasi R
2
, Koefisien keragaman CV, dan Standar error kalibrasi
SEC
Koefisien keragaman CV dan Standar error validasi SEP
Selesai
19
4. Pengukuran Absorban Spektrum NIR