Penentuan Kandungan Kimia Kopi Arabika Gayo Secara Non Destruktif Dengan Near Infrared Spectroscopy

Abstract

Kopi merupakan salah satu komoditas ekspor andalan Indonesia yang mendatangkan devisa bagi negara. Kadar air dan kadar kafein merupakan kandungan yang penting pada biji kopi, selama ini analisis yang digunakan adalah metode destruktif secara kimiawi dalam penentuan mutu biji kopi. Cara ini kurang efisien dari segi waktu dan biaya serta menghasilkan mutu yang kurang seragam, sehingga diperlukan metode pengukuran non destruktif salah satunya metode Near Infrared Specroscopy (NIRS). Aplikasi NIRS untuk kopi dan produk turunannya sudah banyak dilakukan dalam bentuk bubuk, namun belum dilakukan pada biji kopi utuh. Tujuan penelitian ini untuk mengkaji metode NIRS untuk penentuan kandungan kimia biji kopi arabika Gayo secara non destruktif. Secara rinci penelitian ini bertujuan untuk (1) menentukan metoda pengukuran reflektan biji kopi arabika Gayo, (2) menentukan metode pengolahan data NIRS dan kalibrasi terbaik untuk prediksi kadar air dan kafein. Biji kopi Arabika Gayo diperoleh dari kebun kopi di Aceh dan disortir untuk mendapatkan biji kopi yang seragam. Biji kopi diletakkan dalam cawan petri dalam dua kelompok pengukuran: 3 lapisan (65 g) dan 4 lapisan (95 g). Reflektan biji kopi diukur menggunakan FT-NIR Spectrometer pada panjang gelombang 1000 sampai 2500 nm. Dilanjutkan dengan penentuan kadar air dan kadar kafein kopi dengan metode kimia. Beberapa pengolahan data NIRS seperti normalisasi antara 0-1 (n01), derivatif pertama Savitzky-Golay 5 point (dg1), derivatif kedua Savitzky-Golay 5 point (dg2), dan kombinasi n01 dan dg1 serta kalibrasi dengan PLS dilakukan untuk meningkatkan akurasi prediksi metoda NIRS. Ketepatan dan ketelitian metode NIRS dalam memprediksi kadar air dan kafein biji kopi dikaji dari koefisien korelasi (r), standar error of calibration set (SEC), standar error of validation set (SEP), coefficient of variation (CV), dan residual predictive deviation (RPD). Prediksi NIRS terbaik untuk kadar air diperoleh dengan metode pengukuran 4 lapisan biji kopi dengan pengolahan data NIRS kombinasi normalisasi antara 0-1 (n01) dan Savitzky-Golay 5 point (dg1) dan 4 faktor PLS (r = 0.95, SEC = 0.20% , SEP = 0.25%, CV = 1.57% dan RPD 4.35). Untuk kafein, prediksi yang paling stabil adalah dengan metode pengukuran 4 lapisan, pengolahan data NIRS derivatif kedua Savitzky-Golay 5 point (dg2) dan PLS 5 faktor menghasilkan koefisien korelasi yang tinggi (r = 0.98), SEC, SEP, dan CV yang rendah (0.005%, 0.007%, 1.76%) dan RPD yang tinggi (5,93). Penelitian ini membuktikan metode NIRS berpotensi untuk analisis kadar air dan kafein biji kopi secara non destruktif.