| dc.description.abstract | Jarak pagar (Jatropha curcas L.) merupakan tanaman yang potensial sebagai sumber biodiesel karena kandungan lemaknya yang tinggi (> 40%). Parameter mutu biji jarak pagar ditentukan oleh kandungan kimianya terutama kadar air, kadar lemak dan kadar asam lemak bebas (ALB). Penentuan kandungan kimia sebagai parameter mutu biji jarak pagar dilakukan dengan metode konvensional yaitu dengan metode analisis kimia yang mahal, membutuhkan waktu cukup lama untuk menganalisis dan adanya limbah bahan-bahan kimia sehingga kurang praktis untuk menganalisis sampel dalam jumlah besar. Metode ini tidak sesuai dengan meningkatnya kebutuhan akan analisis cepat dan biaya operasional yang efektif serta pengukuran on-line pada industri pengolahan pangan, pakan dan industri pengolahan biji jarak pagar. Dewasa ini telah dikembangkan teknik-teknik instrumentasi yang modern berdasarkan pengukuran sifat fisik sampel untuk merespons kebutuhan tersebut. Spektroskopi infra merah dekat (Near infra-red, NIR) merupakan teknik yang tidak tertandingi dalam hal kombinasi kecepatan, presisi dan kemudahan operasional, tidak merusak (non destruktif), murah, sampel dapat digunakan kembali dan tidak terdapat limbah kimia. Penelitian ini bertujuan menentukan metode pendugaan kandungan kimia biji jarak pagar (Jatropha curcas L.) secara destruktif (bentuk tepung) dan non destruktif (biji utuh) dengan spektroskopi infra merah dekat.
Penelitian ini dilakukan tiga tahap. Tahap pertama penentuan sifat fisik biji jarak pagar dan penentuan ukuran partikel tepung untuk digunakan pada penelitian selanjutnya. Penelitian tahap kedua yaitu penentuan kandungan kimia tepung jarak pagar dengan spektroskopi NIR. Ukuran partikel tepung yang digunakan yaitu 80 μm didasarkan pada hasil penelitian tahap pertama. Pada tahap ini dua percobaan dilakukan untuk mendapatkan metode analisis terbaik untuk membangun persamaan kalibrasi. Percobaan I menggunakan satu provenan, yaitu IP-3P. Setelah tepung jarak pagar dipindai dengan spektrometer NIRFlex N-500 dilakukan analisis kimia, hasilnya kemudian disebut kandungan kimia acuan. Kadar air ditentukan dengan metode thermogravimetri. Kandungan ALB dianalisis dengan metode titrasi. Kandungan minyak dengan metode ekstraksi soxhlet. Untuk membangun model kalibrasi dilakukan tiga pra perlakuan data spektra NIR yaitu: normalisasi antara 0-1, turunan pertama Savitzky-Golay 9 titik dan kombinasi keduanya. Metode kalibrasi yang digunakan adalah metode multivariat PLS dan PCR. Percobaan II menggunakan tiga provenan, yaitu IP-3A, IP-3M dan IP-3P. Pra perlakuan data spektra NIR sama dengan percobaan I. Metode analisis multivariat PLS diterapkan pada percobaan ini. Pada tahap I dan II dilakukan pemindaian 3 kali per sampel. Tahap III, penentuan kandungan kimia pada biji jarak pagar secara non destruktif dilakukan pada tiga provenan jarak pagar. Pemindaian pada setiap sampel dilakukan sebanyak 3, 8 dan 16 kali dengan tujuan mendapatkan metode pemindaian dan persamaan kalibrasi terbaik. Spektra yang diperoleh kemudian ditransformasikan menjadi spektra absorbansi. Analisis
dilakukan pada spektra reflektansi dan absorbansi. Pra perlakuan data spektra yang digunakan adalah kombinasi normalisasi antara 0-1 dan turunan pertama Savitzky-Golay. Metode pengukuran komponen kimia di laboratorium sama dengan tahap II. Pada setiap tahap penelitian digunakan panjang gelombang infra merah dekat 1000-2500 nm sesuai yang tersedia pada alat NIRFlex N-500. Kira-kira 2/3 sampel digunakan untuk kalibrasi dan sisanya untuk validasi.
Hasil penelitian menunjukkan bahwa biji jarak pagar IP-3P berbeda nyata dengan IP-3A dan IP-3M dan ketiga provenan mempunyai bentuk elepsoida. Ukuran partikel yang kecil (80 μm) menunjukkan intensitas reflektansi yang lebih tinggi dibanding ukuran partikel 1180 μm. Hasil penelitian juga menunjukkan bahwa penggunaan metode analisis multivariat PLS menghasilkan kinerja persamaan yang lebih baik untuk penentuan kadar air, lemak, dan ALB dibandingkan metode PCR pada jumlah faktor PLS yang sama. Pendugaan kadar air dan lemak tepung jarak pagar terbaik diperoleh dengan pra perlakuan data kombinasi antara normalisasi 0-1 dengan turunan pertama Savitzky-Golay setiap 9 titik sedangkan untuk pendugaan kadar ALB persamaan terbaik diperoleh dengan pra perlakuan data turunan pertama Savitzky-Golay 9 titik. Faktor PLS optimum untuk kadar air, lemak dan ALB masing-masing 8, 9 dan 8 digunakan untuk membangun persamaan dan diperoleh nilai koefisien determinasi (R2) antara metode acuan dan dugaan NIR spektroskopi adalah 0.92 untuk kadar air, 0.84 untuk kadar lemak dan 0.79 untuk ALB dengan SEP dari kadar air, lemak dan ALB berturut-turut 0.37%, 1.49%, dan 0.05%.
Untuk sampel biji utuh (non destruktif), hasil penelitian menunjukkan bahwa NIR spektroskopi dapat menentukan kadar air, lemak dan ALB dengan baik, cepat, layak dan akurat. Persamaan kalibrasi terbaik untuk penentuan kadar air dan lemak biji jarak pagar secara non destruktif diperoleh dengan pemindaian 16 kali dan pra perlakuan data kombinasi sedangkan untuk kadar ALB 8 kali pemindaian per sampel. Persamaan terbaik dengan menggunakan faktor PLS optimum 8 untuk kadar air , 7 untuk kadar lemak dan 8 untuk kadar ALB. Koefisien determinasi (R2) antara metode acuan dan dugaan NIR spektroskopi adalah 0.96, 0.92 dan 0.77 dan SEP 0.25%, 1.07%, and 0.04% berturut-turut untuk kadar air, lemak dan ALB. Hasil menunjukkan bahwa persamaan-persamaan yang dikembangkan layak dan akurat digunakan untuk menentukan kadar air, lemak biji jarak pagar dan kadar ALB biji jarak pagar secara non destruktif.
Teknik spektroskopi NIR yang dikembangkan dalam penelitian ini telah diuji dan mempunyai kinerja yang menunjukkan kemampuan untuk digunakan sebagai metode penentuan kandungan kimia biji jarak pagar secara cepat, akurat dan handal dengan tingkat presisi yang tinggi baik dalam bentuk tepung (destruktif) maupun biji utuh (non destruktif). Metode yang telah diuji dan divalidasi ini dapat menjadi alternatif untuk menggantikan metode penentuan kandungan kimia secara konvensional yang membutuhkan waktu lama, tidak ramah lingkungan dan mahal. Ke depan teknik ini akan lebih baik dan praktis penggunaannya jika dikembangkan menjadi satu instrumen yang utuh dimana semua unit fungsionalnya terintegral satu sama lainnya. | id |
