Pengembangan Sensor FT-NIR Melalui Transformasi Wavelet Untuk Evaluasi Kadar Gula Mangga Gadung (Mangifera Indica)

Muhammad Ikhram, Zulfahrizal Zulfahrizal, Agus Arip Munawar

Abstract


Abstrak: Sebelum adanya uji non-destruktif pada mangga untuk mengetahui kandungan kadar gula pada buah mangga selalu dilakukan metode destruktif yaitu dengan cara mangga diperas sari buahnya dan dilihat oBrix dengan menggunakan alat refraktometer. Penelitian ini bertujuan untuk mengembangkan instrument berbasis teknologi sensor FT-NIR melalui transformasi wavelet (wavelet segmentation) sehingga diharapkan dapat membantu mendeteksi cepat kualitas buah mangga. Penelitian ini menggunakan alat FT-NIR dengan sensor photodiode. Penelitian ini menggunakan model prediksi yang dibangun dengan menggunakan metode Partial least square dengan metode koreksi baseline correction. Setelah itu untuk mendeteksi data pencilan menggunakan metode analisa PCA dan hotelling T2 ellips sehingga data prediksi tidak ada noise (gangguan). Kemudian dilanjutkan dengan analisis laboratorium untuk mendapatkan nilai acuan dalam membangun model prediksi. Dalam membangun model prediksi Parameter statistika yang biasa digunakan untuk mengevaluasi model yang dihasilkan adalah Nilai Error (RMSEC), Nilai Koefisien Korelasi (r), Nilai Koefisien Determinasi (R2), dan RPD. Hasil penelitian menunjukan bahwa self developed FT-NIR mampu mendeteksi zat organik kadar gula dengan kisaran gelombang 2137 nm – 2333 nm, spektrum yang telah dikoreksi menggunakan baseline correction diperoleh nilai parameter statistiknya adalah R2 = 0,881, nilai r = 0,939, nilai RPD = 2,149, nilai error (RMSEC) sebesar 0,782. model yang dihasilkan adalah model prediksi yang bagus (good model performance) karena nilai RPD berada pada kisaran 2 - 2,5.

Development of Fourier Transform Near InfraRed Spectroscopy (FT-NIR) Through Wavelet Transformation For Sugar Content Evaluation Mango Gadung (Mangifera Indica)

Abstrack : Before the existence of non-destructive test on mango determine of sugar content in mango fruit always destructively by way of mango squeezed juice and seen Brix by using tool of refractometer. This research aims to develop intrument based on FT-NIR sensor technology through wavelet transformation (wavelet segmentation) so it is expected to help detect the quality of mango fruit fast. This research uses FT-NIR tool with photodiode sensor. This research uses prediction model which established by using partial least square method with correction method of baseline correction. Then proceed with laboratory analysis to obtain the reference value in building predictive model. In constructing the prediction model the usual statistical parameters used to evaluate the resulting model are error value (RMSEC), correlation coefficients (r), coefficient of determination (R2), and RPD. The results showed that self developed FT-NIR was able to detect organic subtance of sugar content with wave range 2137 nm - 2333 nm, the corrected spectra using baseline correction obtained statistic parameter value is R2 = 0,881, r = 0,939, value RPD = 2,149, error value (RMSEC) to 0,782. The model produced is a good model of performance (good model performance) because the value of RPD is in the range between 2 and 2,5.


Keywords


Mangga; Kadar Gula; Fourier Transform Near Infrared Spectroscopy (FT-NIR) ; Mango; Sugar Content; Fourier Transform Near Infrared Spectroscopy (FT-NIR)

References


AAK. 1991. Budidaya Tanaman Mangga. Kanisius, Yogyakarta.

BPS Provinsi Aceh [Badan Pusat Statistik Aceh]. 2016. Produksi Buahan-buahan Menurut Provinsi di Aceh. Jakarta.

Burns, D.A. and Ciurczak, E.W. 2008. Handbook of Near-Infrared Analysis, 3rd Ed. CRC Press, New York.

CAMO, 2012. Method Reference the Unscrambler x 10.2. CRC Press, New york.

Cen, H., He, Y, 2007. Theory and Aplication of Near Infrared Reflectance Spectroscopy in Determination of Food Quality. J. Trends In food Science & Technol 18: 72-83.

Clark, RN. 1999. Spectroscopy of Rocks and Mineral and Principal of Spectroscopy.In: ed. Rencz. AN. Manual of Remote Sensing. Volume 3: Remote Sensing for the Earth Science. Ch. 1. New York (USA). John Wiley and Sons. P 3-58.

Donald, A. Burns, Emil W. Ciurzak. 2007. Handbook of Near-Infrared Analysis. Third Edition, CRC Press.

Florez, K. Sanchez, M. T., Perez-Marin, D. Guerrero, J. E. Garrido-Varo, A. 2009. Feasibility in NIRS Intrument for Predicting Internal Quality in Intact Tomato. J. Food Engineering. 91: 311-318.

Gandjar, Ibnu G. dan Abdul Rohman. 2007. Kimia Farmasi Analisis. Pustaka Pelajar, Yogyakarta.

Hastie, T. J. dan Tibshirani. 1990, Generalized Additive Model 4th ed. Chapman dan Hall, London.

Ilham, 2009. ADC. Kanisius. Yogyakarta.

Jha, S. N., Kingsly, A. R.P, Chopra, S. 2006. Non-Destructive Determination of Firmness and Yellowness of Mango During Growth and Storage Using Visual Spectroscopy. Biosystem Engineering. 94: 397-402.

Kusumo, Surachmat. Dkk. 1989. Produksi Mangga di Indonesia. Pusat Pengembangan dan Penelitian Hortikultura, Jakarta.

L.Shrader Robert .1991. Komunikasi Elektronika. Erlangga, Jakarta .

Munawar, A.A. 2016. Rapid and Non-Destructive Prediction Of Mango Quality Attributes Using Fourier Transform Near Infrared Spectroscopy and Chemometrics. Engineering in Agriculture Environment and Food University of Gottingen, Germany.

Mohsenin NM. 1984. Electromagnetic Radiation Properties of Food and Agriculuture Products. Gordon and Breach Science Publisher, New York.

Montgomery, D.C. 1990. Pengantar Pengendalian Kualitas Statitik. Alih bahasa : Zanzawi Soejoeti. Universitas Gadjah Mada, Yogyakarta.

Nicolai, B. M., Beullens, K. Bobelyn, E. Peirs, A. Saeys, W. Theron, K. I, Lamertyn, J, 2007. Non-Destructive Measurement of Fruit and Vegetable Quality by Means of NIR Spectroscopy. Postharvest Biology and Technology. 46: 99-118.

Osborne BG, TF Earn, dan PH Hindle. 1993. Practical NIR Spectroscopy,with application in food and beverage analysis. 2nd Ed. Longman Scientific and Technical, United Kingdom.

Pandey, M. M, 2010. Non-Destructive Evaluation of Food Quality. Theory and Practice, New York (USA) .Springer Heidelberg Dordrecht.

Pracaya, 2011. Bertanam Mangga. Penebar Swadaya, Jakarta.

Prima. 2006. Analog to Digital Converter. Erlangga, Jakarta.

Rajesh, M dan N.R.V. Ramana Reddy. 2011. Impact of Working Capital Management on Firm’s Profitability. Global Journal of Finance and Management.

Richard G. Lyons. 2001. Signal Processing. Prentice Hall.

Sudarmadji, S. B. Haryono dan Suhardi, 1989. Prosedur Analisa untuk Bahan Makanan. Liberty, Yogyakarta.

Sunarjono, H. 1990. Ilmu Produksi Tanaman Buah–Buahan. Penebar Sinar Baru, Bandung.

Tafajani, D. S, 2011. Panduan Komplit Bertanam Sayur dan Buah-Buahan. Cahaya Atma, Yogyakarta.

Widodo, B. 2004. Interfacing Komputer dan Mikrokontroler. PT Elex Media Komputindo Gramedia, Jakarta.

Winarno, F.G . 1997. Kimia Pangan dan Gizi. Gramedia Pustaka Utama, Jakarta.

Workman, J. Weyer, L. 2008. Practical Guide to Interpretative Near Infrared Spectroscopy. CRC Press, Taylor and Francis. Boca Raton.

Young, Timothy. 1999. Multivariate Control Charts of MDF and OSB Vertical Density Profile Attributes. Forest Products Journal.Vol 49 : 79 – 86.

Zulfahrizal, 2014. Pengembangan Metode Pengukuran Non-Destructive Unuk Menentukan Mutu dan Fermentasi Biji Kakao Utuh Menggunakan Nir Spectroscopy [Disertasi]. Institut Pertanian Bogor, Bogor.

Zulfahrizal, A.A. Munawar, dan H. Meilina. 2015a. Estimasi Kandungan Lemak pada Biji Kakao Utuh Secara Cepat dan Non-Destructive dengan Menggunakan Teknologi NIRS. Seminar Nasional Instrumentasi, Kontrol dan Otomatis (SNIKO), Bandung Indonesia. 10-11 Desember.

Zulfahrizal, A.A. Munawar, dan H. Meilina. 2015b. Rancang bangun Alat Sensor Portable Berbasis Pengembangan Aplikasi Teknologi Near InfraRed

Sebagai Metode Baru yang Rapid dan Non-Destructive untuk prediksi Kualitas Kakao. Laporan Penelitian, Universitas Syiah Kuala.


Refbacks

  • There are currently no refbacks.


 


JIM Agribisnis|JIM Agroteknologi|JIM Peternakan|JIM Teknologi Hasil Pertanian|JIM Teknik Pertanian|
JIM Ilmu Tanah|JIM Proteksi Tanaman|JIM Kehutanan


Alamat Tim Redaksi:
Fakultas Pertanian,Universitas Syiah Kuala
Jl. Tgk. Hasan Krueng Kalee No. 3, Kopelma Darussalam,
Banda Aceh, 23111, Indonesia.
Phone:+62-
Email:jimfp@unsyiah.ac.id