Persiapan Sampel Penelitian Persiapan Instrumen NIR Pengukuran Reflektan Spektrum NIR

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