Prediksi Sifat Fisikokimia Buah Kelapa Sawit Secara Nondestruktif Selama Penundaan Pengolahan Berbasis Electrical Impedance Spectroscopy

Abstract

Kelapa sawit merupakan komoditas strategis bagi Indonesia. Kontribusi kelapa sawit sangat besar dalam ekspor, penciptaan lapangan kerja, serta mendukung program energi terbarukan melalui biodiesel. Produk utama dari tanaman ini yaitu minyak kelapa sawit Crude Palm Oil (CPO) di pasar internasional masih memiliki daya saing yang lebih baik dibandingkan dengan minyak nabati lainnya seperti minyak kelapa, minyak zaitun, dan minyak atsiri. Salah satu masalah utama dalam rantai pasok kelapa sawit adalah penundaan antara panen dan pengolahan. Buah kelapa sawit yang telah dipanen akan mengalami berbagai perubahan fisikokimia yang dapat mempengaruhi kualitas minyak yang dihasilkan. Perubahan ini mencakup peningkatan kadar asam lemak bebas dan penurunan sifat fisik buah seperti kekerasan, dan warna. Penentuan perubahan sifat fisikokimia buah kelapa sawit biasanya dilakukan dengan metode konvensional yaitu secara visual berdasarkan jumlah buah yang lepas dari tandan yang cenderung bersifat subjektif sehingga hasilnya kurang akurat. Salah satu teknik nondestruktif yang berpotensi untuk mendeteksi perubahan sifat fisikokimia buah kelapa sawit setelah pemanenan adalah dengan menggunakan spektroskopi impedansi listrik atau Electrical Impedance Spectroscopy (EIS). Penelitian tentang sifat listrik produk buah kelapa sawit sudah banyak dilakukan tetapi penelitian ini dilakukan pada buah kelapa sawit dengan beberapa tingkat umur panen sehingga tidak dapat langsung diterapkan pada pemantauan buah kelapa sawit setelah pemanenan dan penundaan, karena perbedaan karakteristik fisik dan kimia setelah panen yang belum terakomodasi dalam model kalibrasi. Tujuan penelitian ini adalah untuk memprediksi perubahan sifat fisikokimia buah kelapa sawit setelah pemanenan secara nondestruktif menggunakan electrical impedance spectroscopy (EIS) dengan metode PCR dan PLS. Penelitian ini dilaksanakan di laboratorium biofisika, laboratorium teknik pengolahan pangan dan hasil pertanian, laboratorium pengujian, dan kebun percobaan cikabayan. Alat yang digunakan untuk mengukur sifat listrik yaitu LCR meter Hitester 3532-50 Hioki, dan untuk mengukur sifat fisikokimia menggunakan chromameter CR400 Konica Minolta, rheometer CR 500-DX Sun Scientific, oven, buret, neraca analitik, pipet tetes, cawan, erlenmeyer, serta dua cold storage. Bahan utama yang digunakan dalam penelitian ini adalah buah kelapa sawit umur iii iv 5 bulan 2 minggu. Pengolahan data dilakukan dengan software diantaranya Microsoft Excel dan The Unscrambler X 10.4. Buah kelapa sawit dengan umur panen optimal diambil sebanyak 81 sampel buah kelapa sawit digunakan dalam penelitian ini, yang diperoleh dari 9 kali pengukuran selama periode penyimpanan 60 jam dengan interval waktu masing masing 6 jam, 6 jam, dan 12 jam. Sampel tersebut dibagi ke dalam tiga kelompok suhu penundaan, yaitu 5?°C, 10?°C, dan suhu ruang, dengan masing-masing kelompok suhu terdiri atas tiga kali ulangan. Pengukuran sifat listrik dilakukan pada frekuensi 50 Hz - 1 MHz. Kandungan fisikokimia berupa kadar asam lemak bebas, kadar air, kekerasan, dan warna (chroma) ditentukan secara destruktif. Prediksi model dilakukan dengan metode Partial Least Squares (PLS) dan Principal Component Regression (PCR). Hasil persamaan kalibrasi dan validasi PCR dan PLS dievaluasi berdasarkan nilai koefisien korelasi (r), Standard Error Calibration (SEC), Standard Error Prediction (SEP), CV, RPD, dan konsistensi. Pengolahan data sifat listrik impedansi menggunakan pretreatment Normalisasi (N), Standard Normal Variate (SNV), Multiplicative Scatter Correction (MSC), dan Baseline. Hasil Penelitian ini menunjukkan bahwa prediksi terbaik kadar asam lemak bebas menggunakan pretreatment Standard Normal Variate (SNV) faktor 7 diperoleh nilai r = 0,87; SEC = 2,75%; SEP = 2,82%; CV = 23,81%; RPD = 1,94 dan konsistensi 97,51%. Prediksi terbaik kadar air menggunakan pretreatment Baseline faktor 15 diperoleh nilai r = 0,88; SEC = 1,95%; SEP = 2,15%; CV = 8,96%; RPD = 1,91 dan konsistensi 90,42%. Prediksi terbaik untuk kekerasan menggunakan pretreatment Baseline faktor 11 diperoleh nilai r = 0,91; SEC = 0,90 N; SEP = 0,91 N; CV = 10,06 %; RPD = 2,26 dan konsistensi 98,90%. Sementara prediksi terbaik warna (chroma) menggunakan pretreatment Baseline faktor 13 diperoleh nilai r = 0,86; SEC = 1,97; SEP =2,32; CV = 9,22 %; RPD = 1,64 dan konsistensi 84,91%. Penelitian ini menunjukkan bahwa monitoring perubahan mutu kelapa sawit dapat dilakukan menggunakan metode EIS, kalibrasi PLS dan pretreatment yang sesuai. Penerapan Electrical Impedance Spectroscopy (EIS) untuk memprediksi sifat fisikokimia buah kelapa sawit selama penundaan telah menunjukkan potensi besar dalam industri. Metode ini menawarkan solusi nondestruktif yang efisien untuk menentukan kualitas buah, sebuah proses yang secara konvensional memerlukan analisis manual dan memakan waktu