| dc.description.abstract | Biji kakao sebagai bahan baku pembuatan coklat merupakan salah satu komoditi ekspor perkebunan yang strategis yang menghasilkan devisa besar untuk Indonesia. Akan tetapi produk biji kakao Indonesia pada umumnya tidak difermentasi sehingga harganya rendah di pasaran. Pengawasan mutu kakao seperti kadar air dan kadar lemak belum dilakukan secara intensif. Penjaminan mutu biji kakao melalui pengembangan metode pendugaan mutu yang cepat dan akurat menjadi kata kunci peningkatan daya saing ekspor biji kakao Indonesia ditingkat dunia. Pendugaan mutu kakao dan produk turunannya sudah mulai dikembangkan dalam berbagai penelitian menggunakan teknologi Near Infrared Reflectance Spectroscopy (NIRS). NIRS telah menjadi salah satu metode non-destruktif yang paling menjanjikan dan dapat digunakan untuk analisis dalam bidang pertanian. Keuntungan yang dapat diraih adalah persiapan sederhana untuk sampel, proses deteksi cepat, dan ramah lingkungan karena tidak ada bahan kimia yang digunakan. NIRS memiliki kemampuan potensial untuk menentukan beberapa parameter mutu secara bersamaan. Melalui pengembangan ilmu komputer dan chemometric, kemampuan aplikasi teknik NIRS menjadi lebih populer. Aplikasi NIRS untuk kakao dan produk turunannya sudah banyak dilakukan dalam bentuk bubuk (destruktif) namun ternyata belum dilakukan pada biji kakao utuh. Padahal masalah pemutuan kakao di Indonesia adalah pada biji kakao utuh. Data menunjukkan bahwa 82% ekspor kakao Indonesia adalah dalam bentuk biji utuh (non destruktif). Secara umum, tujuan yang ingin dicapai dalam penelitian ini adalah mengembangkan metode penentuan tingkat fermentasi dan kandungan mutu pada biji kakao utuh dengan menggunakan NIRS. Adapun secara khusus, penelitian ini bertujuan untuk (1) menguji perbedaan spektrum biji kakao tumpukan dengan biji individu menggunakan Principal Component Analysis (PCA), (2) menentukan kelompok fermentasi biji kakao utuh secara non-destruktif menggunakan PCA, (3) memprediksi kadar air dan kadar lemak biji kakao utuh secara non-destruktif dengan NIR dan Partial Least Squares (PLS), (4) menguji dan membandingkan antar pretreatment spektrum untuk mendapatkan yang terbaik dalam semua aktivitas pengujian di atas. Penelitian ini menggunakan sampel biji dari buah kakao matang varietas Lindak dari Pusat Penelitian Kopi dan Kakao (Puslitkoka) Indonesia yang mana buah tersebut diperoleh dari kebun yang sama. Pengeringan dilakukan menggunakan pengering mekanis sampai diperoleh biji kakao kering layak simpan. Pengambilan spektrum dan uji kimia biji dilakukan di Abteilung Qualität Tierischer Erzeugnisse dan Abteilung Qualität Pflanzlicher Erzeugnisse, Georg August University of Göttingen, Jerman. Analisis awal untuk pengembangan teknik akuisisi spektrum biji kakao menggunakan PCA dengan dibantu pretreatment Savitzky-Golay smoothing (SGs), derivative pertama (D1), derivative kedua (D2), Multiplicative Scatter Correction (MSC), Standard Normal Variate (SNV) dan kombinasi diantara kelimanya. Selanjutnya klasifikasi data untuk penentuan tingkat fermentasi menggunakan PCA dengan pretreatment MSC dan SNV. Terakhir adalah menentukan kadar air dan kadar lemak menggunakan PLS sebagai pendekatan regresi data ditambah Multiplicative Scatter Correction (MSC), Standard Normal Variate (SNV), Mean Normalization (MN), Orthogonal Signal Correlation (OSC) dan De-Trending (DT). Penelitian ini mendapatkan tiga hasil utama. Pertama, spektrum NIRS biji kakao yang didapat setelah diolah oleh PCA dengan bantuan MSC dan SNV, terlihat bahwa biji individu dan biji tumpukan berada dalam daerah yang hampir sama. Oleh karena itu, bisa disimpulkan bahwa teknik akuisisi spektrum NIRS untuk biji kakao utuh secara tumpukan dapat menggantikan teknik akuisisi spektrum biji utuh individu. Teknik ini dipilih karena lebih cepat dan efesien. Penelitian juga menghasilkan selang panjang gelombang yang menentukan mutu biji kakao utuh. Selang panjang gelombang yang berperan memberi informasi kadar air adalah 1400-1480 nm dan 1900-2000 nm. Untuk kadar lemak, selang panjang gelombang yang berperan adalah 1160-1220 nm, 1650-1760 nm, 2300-2400 nm. Terakhir untuk fermentasi panjang gelombang yang berperan adalah 1400-1480 nm, 1900-2000 nm dan 2060-2160 nm. Kedua, sepektrum NIRS biji kakao yang diolah memakai PCA dengan bantuan MSC dan SNV terlihat cenderung ter-cluster sesuai dengan kelompok fermentasi semisal F0 (nonfermentasi), F5 (fermentasi penuh) dan F7 (fermentasi berlebih). Oleh karena itu, bisa disimpulkan bahwa NIRS dapat digunakan untuk membedakan kelompok fermentasi biji kakao utuh menggunakan metode PCA dengan dibantu oleh MSC dan SNV sebagai pretreatment. Ketiga, hasil pendugaan PLS yang didukung pretreatment pada biji kakao utuh adalah lebih baik dibandingkan dengan PLS tanpa pretreatment. Hal ini berlaku untuk pendugaan kadar air maupun kadar lemak. Pada pendugaan kadar air, PLS yang didukung pretreatment telah menghasilkan prediksi yang tergolong good model performance. Pretreatment yang dianggap sangat nyata meningkatkan kinerja PLS adalah MSC, SNV dan OSC. Dimana ketiga pretreatment itu menghasilkan nilai r masing-masing 0.92, 0.93 dan 0.93 selanjutnya nilai RMSEP masing-masing 0.54%, 0.54% dan 0.52% serta nilai RPD yang cukup besar, yakni masing-masing 2.21, 2.21 dan 2.26. Selain itu, pretreatment OSC bisa dikatakan sebagai pretreatment yang paling efesien yang mampu memangkas jumlah latent variable paling banyak yakni dari 10 menjadi 3. Pada pendugaan kadar lemak, PLS yang didukung pretreatment telah menghasilkan prediksi yang tergolong sufficient performance. Pretreatment yang dianggap paling baik kinerjanya adalah MSC dan SNV. Keduanya menghasilkan nilai r, RMSEP dan RPD yang sama yakni masing-masing 0.91, 1.11% dan 1.95. Selanjutnya pretreatment MSC, SNV dan OSC bersama-sama dapat dikatakan paling efesiensi dilihat dari pengurangan jumlah latent variable yang sangat signifikan dari 10 menjadi 4. Oleh karena itu, bisa disimpulkan bahwa PLS dengan bantuan MSC dan SNV konsisten mampu memprediksi kadar air dan kadar lemak pada biji kakao utuh dengan hasil yang baik sedangkan OSC konsisten mampu menjadi pretreatment paling efesien. | en |
