LAPORAN PRAKTIKUMTEKNIK EVALUASI MUTU KOMODITAS PERTANIANRESPON PENGUKURAN BRIX TERHADAP PENGUKURAN ELEKTRONIK DENGAN METODE PENGUKURAN RESISTANSI PADA BUAH

Oleh :

KEMENTERIAN PENDIDIKAN DAN KEBUDAYAANUNIVERSITAS JENDERAL SOEDIRMANFAKULTAS PERTANIANPURWOKERTO2015I. PENDAHULUANA. Latar BelakangBuah-buahan merupakan bahan pangan sumber vitamin. Selainbuahnya yang dimakan dalam bentuk segar, daunnya juga dapat dimanfaatkan untuk berbagai keperluan. Misalnya daun pisang untuk makanan ternak, daun pepaya untuk mengempukkan daging dan melancarkan air susu ibu (ASI) terutama daun pepaya jantan.Review terhadap perkembangan teknik evaluasi (berbasis sifat optik bahan) menunjukan bahwa sifat optik yang paling banyak menjadi acuan adalah light reflectance, light transmittance, light absorbanse, dan light scattering. Sifat optik tersebut mempunyai korelasi tinggi dengan parameter mutu internal dan eksternal komoditas hortikultura.Brix adalah jumlah zat padat semu yang larut (dalam gr) setiap 100 gr larutan. Jadi misalnya brix nira = 16, artinya bahwa dari 100 gram nira, 16 gram merupakan zat padat terlarut dan 84 gram adalah air. Untuk mengetahui banyaknya zat padat yang terlarut dalam larutan (brix) diperlukan suatu alat ukur.

B. TujuanTujuan dari praktikum ini adalah untuk mengetahui respon hubungan antara kadar gula terhadap sinyal listrik yang dihasilkan melalui berbagai teknik pengukuran resistansi pada buah-buahan.

II. TINJAUAN PUSTAKAKualitas komoditi hortikultura segar merupakan kombinasi dari ciri-ciri, sifat, dan nilai harga yang mencerminkan nilai total komoditi tersebut baik untuk bahan pangan (buah dan sayuran) maupun sebagai bahan kesenangan (tanaman hias bunga potong). Sedangkan kualitas akhir dari suatu komoditi panenan sangat dipengaruhi oleh beberapa aspek kualitas pula.Penilaian kualitas sensori produk bisa dilakukan dengan melihat bentuk, ukuran, kejernihan, kekeruhan, warna, dan sifat-sifat permukaan seperti kasar-halus, suram-mengkilap, homogen-heterogen, dan datar-bergelombang. Banyak sifat atau mutu komoditas dapat dinilai dari warnanya. Misalnya, buah pisang jika masih hijau dan sudut-sudut buah masih terlihat menandakan kalau buah belum matang. Atribut sensori yang dapat diuji dengan menggunakan indera penglihatan adalah hue (warna), depth of color (membedakan tingkat kedalaman warna dari gelap ke terang), brightness (mengacu pada intensitas dan kemurnian warna), clarity (menguji dengan melihat sinar yang dapat melewati produk), shine (jumlah sinar yang direfleksikan dari permukaan produk), evenness (keseragaman/ keadaan rata), bentuk dan ukuran serta tekstur.Satu dari karakteristik penting produk hortikultura adalah warnanya, baik eksternal maupun internal, yang dalam banyak hal dapat menentukan dengan jelas tingkat kematangan dan kualitasnya. Klasifikasi buah-buahan dan sayuran berdasarkan warna saat ini telah berkembang secara luas. Disamping warna, sifat optik lain seperti sifat penyerapanElektromagnetik energi merupakan teknik yang banyak digunakan, yaitu dengan cara memberi buah dengan cahaya. Pada saat cahaya mengenai buah maka dapat terjadi beberapa hal antara lain:a. Cahaya akan ada yang dipantulkan, maka kita dapat melihat warna/objek buah.b. Cahaya akan menembus buah atau dilewatkan.c. Cahaya yang sudah masuk akan dikeluarkan kembali melalui titik dimana cahaya dimasukkan.d. Cahaya akan diserap, yang diperhatikan dalam teknik evaluasi mutu.Pada umumnya, instrumen utama dalam pengukuran sifat optis komoditas pertanian adalah sumber cahaya dan sensor cahaya untuk mendeteksi cahaya yang didistribusikan oleh bahan tersebut. Rapid Quality Detector adalah alat pendeteksi kualitas produk-produk pertanian dengan menggunakan berbagai macam teknologi, guna menggantikan peran manusia sebagai pendeteksi evaluasi kualitas buah maupun sayur.KonstruksiRapid Quality Detector alat pengukur kematangan buah menggunakan sensor deret LDR dan sumber cahaya putih yang dapat berasal dari lampu senter, laser atau lampu putih sudah terpasang dengan baik dan sesuai dengan rancangan yang sudah ditetapkan.Refraktometer tipe hand-held merupakan salah satu alat yang dapat digunakan untuk menganalisis kadar sukrosa pada bahan makanan. Refraktometer terdiri atas beberapa bagian, yaitu kaca prisma, penutup kaca prisma, sekrup pemutar skala, grip pegangan, dan lubang teropong.

III. METODOLOGI PRAKTIKUMA. Alat dan Bahan1. AlatAlat-alat yang digunakan dalam praktikum ini adalah:a. RQD (Rapid Quality Detected) 2 dan 3b. Refraktometer2. BahanBahan yang dibutuhkan berupa komoditas pertanian yaitu buah jeruk.

B. Prosedur KerjaLangkah-langkah yang dilakukan pada praktikum acara 3 adalah :1. Menyiapkan alat dan bahan.2. Memberi label pada buah yang akan diukur. Buah yang diamati sebanyak 4 buah.3. Mengukur resistensi buah jeruk menggunakan rapid quality detector, pengukuran dilakukan pada tiga tempat yaitu pangkal buah, tengah buah, dan ujung buah. Kemudian mencatat hasil pengukuran berupa resistansi dari multimeter (k). Pengamatan dilakukan selama 4 hari.4. Mengukur kadar brix buah menggunakan alat refraktometer. Alat digunakan dengan cara meneteskan cairan buah pada ujung alat kemudian meneropong bagian dalam alat hingga terlihat nilai kadar brixnya. Pengamatan dilakukan selama 4 hari dengan menggunakan buah satu per satu, dan setiap buah dianggap homogen.5. Mencatat hasil pengukuran.

IV. HASIL DAN PEMBAHASANA. HasilTabel 1. Data hasil praktikum RQD 2Hari ke-Resistansi (kOhm)Brix (%)

Pangkal Tengah Ujung

042.348.315.48

114.613.48.67.8

24.825.68.28.8

380.379587.9

Tabel 2. Data hasil praktikum RQD 3Hari ke-Resistansi (kOhm)Brix (%)

Pangkal Tengah Ujung

049.248.445.98

143.34544.17.8

245.844.245.18.8

353.347.548.57.9

Tabel 3. Uji organoleptikHari ke-WarnaRasaTekstur

0Hijau tidak cerahAgak manisAgak keras

1Hijau tidak cerahTidak manisAgak keras

2Hijau agak cerahAgak manisAgak keras

3Kuning agak cerahAgak manisAgak keras

B. PembahasanPengujian non destruktif adalah salah satu pengujian terhadap komoditas pertanian dengan cara tidak merusak dan merupakan bagian dari pengujian bahan, yaitu bisa dengan metode NIR (near infra-red), metode gelombang ultrasonic, dan lain sebagainya.Kelebihan dari pengujian non destruktif yaitu tidak menyebabkan kerusakan pada komoditas pertanian, waktu yang dibutuhkan pada pengujian sangat cepat, dapat mengukur/mengetahui bagaian-bagian komoditas secara tepat, menghemat tenaga kerja, bahan-bahan yang dibutuhkan relatif murah, penggunaan listrik yang tidak terlalu besar. Selain kelebihan, pengujian non destruktif juga mempunyai kekurangan yaitu, penyusunan alat yang cukup rumit, yang membutuhkan ketelitian untuk membuat rancangannya, pada metode yang berhubungan dengan sensor, perawatan yang dilakukan lebih intensif.Macam-macam metode yang dapat digunakan dalam pengukuran kualitas buah dengan pengujian non destruktif antara lain:1. Metode NIR Metode ini dapat menduga komposisi kimia dari bahan pangan, produk hortikultura, dan pakan ternak dalam waktu yang cepat, teliti, lebih sederhana, tidak membutuhkan bahan-bahan kimia, dan ekonomis. Waktu pengukuran dengan menggunakan NIR sangat cepat (30 detik per sampel). Selain itu, biaya operasional yang dikeluarkan pun kecil karena pemakaian tenaga kerja yang sedikit, penggunaan listrik yang tidak begitu besar, dan tidak menggunakan bahan-bahan kimia yang harganya cenderung mahal.Spektroskopi inframerah dekat merupakan teknik spektroskopi yang menggunakan wilayah panjang gelombang inframerah pada spektrum elektromagnetik (780-2500 nm). Fungsinya untuk mengidentifikasi senyawa kimia dalam analisis kuantitatif dan kualitatif. Dikatakan inframerah dekat karena wilayah ini berada di dekat wilayah gelombang merah yang tampak. Dilihat dari segi aplikasi dan instrumentasi, spektrum inframerah dibagi ke dalam tiga jenis radiasi, yaitu inframerah dekat, inframerah pertengahan, dan inframerah jauh.2. Metode gelombang UltrasonikMetode menggunakan gelombang ultrasonik menjadi alternatif pilihan untuk menentukan buah yang terindikasi karena dapat menganalisa dengan kecepatan tinggi tanpa merusak buah.Metode menggunakan gelombang ultrasonik menjadi alternatif pilihan untuk menentukan mutubuah karena sudah ada yang menggunakannya untuk mengevaluasi buah secara non destruktif. Penggunaan gelombang ultrasonik yang dapat mengidentifikasi mutu buahseperti total padatan terlarut dan kekerasan.Gelombang terjadi apabila adanya suatu gangguan pada kesetimbangan dalam suatu sistem dangelombang tersebut dapat merambat melalui suatu medium. Gelombang seperti ini dinamakangelombang mekanik seperti gelombang bunyi. Gelombang yang tidak memerlukan medium disebutgelombang elektromagnetik, seperti gelombang radio, radiasi inframerah, sinar-X, dan yang lainnya.Gelombang elektromagnetik dapat merambat melalui ruang hampa. Gelombang memiliki beberapasifat seperti dapat berinteraksi dengan benda, sifat-sifat gelombang meliputi pemantulan, pembiasan,dispersi, interferensi, difraksi, dan polarisasi.Gelombang ultrasonik merupakan gelombang mekanik sehingga dalam perambatannyamembutuhkan medium perantara. Gelombang ultrasonik tidak dapat merambat pada ruang hampasehingga proses transmisi pada ruang hampa tidak pernah terjadi. Gelombang ultrasonik memilikifrekuensi di atas jangkauan dengar manusia (di atas 20 kHz). Perambatan gelombang ultrasonikmerupakan penjalaran dari gelombang tekanan.Gelombang ultrasonik memiliki prinsip yang sama dengan gelombang mekanik lainnyasehingga proses pembiasan, pemantulan, polarisasi, atau yang lainnya tetap terjadi. Proses pemantulandan pembiasan pada gelombang ultarsonik bisa terjadi bila melewati medium yang indeks biasnyaberbeda. Pada proses tersebut akan terjadi pengurangan intensitas gelombang yang menandakanadanya pengurangan energi dari gelombang tersebut. Ditinjau dari sudutnya, pembiasan memilikisudut bias 0o sampai 90o sementara pemantulan memiliki sudut bias 90o sampai 180o atau sudut pantulsebesar 0o sampai 90o. Pemantulan dan pembiasan yang kompleks akan terjadi pada medium fluida. Hal ini terjadi karena pada medium fluida, gelombang yang terjadi bukan saja gelombang longitudinal tapi ada kemungkinan terdapat juga gelombang transversal.Selain proses pembiasan dan proses pemantulan, proses lainnya adalah proses penyerapan atauabsorpsi. Proses penyerapan pada gelombang sering terjadi pada medium padat yang ditandai denganadanya penurunan amplitudo gelombang. Besaran yang menyatakan konstanta absorpsi dikenaldengan koefisien absorpsi. Koefisien absorpsi dipengaruhi oleh konsentrasi medium yang dilaluigelombang tersebut. Besarnya penyerapan yang terjadi tergantung pada karakteristik fisik darimedium yang dilaluinya. Dalam proses perambatannya dalam medium, intensitas gelombangultrasonik berkurang terhadap jarak yang ditempuh. Pengurangan intensitas terjadi karena adanyapenyerapan energi oleh medium. Besarnya penyerapan energi dinyatakan dalam koefisien absorpsiatau koefisien atenuasi.Pemanfaatan gelombang ultrasonik dalam bidang instrumentasi adalah untuk mengukurbesaran suhu, kecepatan aliran, viskositas cairan, tekanan gas, dan yang lainnya. Penerapangelombang ultrasonik adalah dengan mengamati sifat akustik gelombang ultrasonik yang merambatdalam suatu medium. Sifat yang diukur meliputi kecepatan gelombang dan koefisien atenuasi ataukoefisien penyerapan energi. Untuk pengukuran bahan pertanian biasanya digunakan gelombangdengan intensitas yang rendah sekitar 1 10 MHz sehingga tidak merusak bahan pertanian tersebut.Pengukuran kecepatan gelombang ultrasonik telah banyak diterapkan untuk mendeteksi cacatbuah bagian dalam. Kecepatan gelombang pada medium padat merupakan fungsi dari massa jenis,modulus young, dan perbandingan poisson. Koefisien atenuasi merupakan besaran yang menyatakankehilangan sejumlah energi karena gelombang melewati suatu medium. Besarnya energi yang hilangtergantung pada jenis mediumnya. Kehilangan energi disebabkan oleh beberapa hal yaitu kehilanganenergi akibat adanya penyerapan oleh medium dan peristiwa gelombang pada bidang batas medium.Koefisien atenuasi dapat diketahui dengan mengkonversi tegangan sinyal yang dikirim dan diterimasetelah melalui suatu jarak tertentu. Nilai tegangan dari sinyal ini menggambarkan besarnya energigelombang ultrasonik. Energi gelombang ultrasonik berbanding lurus dengan amplitudo tegangansinyal listrik yang dideteksi.3. Metode Pengolahan CitraPengolahan citra adalah proses untuk mengamati dan menganalisa suatu objek tanpa berhubungan langsung dengan objek yang diamati. Proses dan analisanya melibatkan persepsi visual dengan data masukan maupun data keluaran yang diperoleh berupa citra dari objek yang diamati. Teknik yang digunakan meliputi penajaman citra, penonjolan fitur tertentu dari suatu citra, kompresi citra dan koreksi citra yang tidak fokus atau kabur. Citra merupakan sekumpulan titik{itik dari gambar yang berisi informasi warna dan tidak tergantung pada waktu. Dengan digunakannya teknik pengolahan citra diharapkan dapat membantu proses pemutuan sehingga diperoleh hasil yang lebih konsisten, akurat dan cepat daripada pemutuan secara manual.Analisis data pengolahan citra dibangun dengan menggunakan bahasa pemrograman Visual Basic 6.0. Analisis yang dilakukan meliputi panjang; diameter; area dan intensitas warna RGB dan HSI ob.jek. Selanjutnya dilakukan perhitungan kalibrasi antara parameter mutu pada pengukuran destruktif dan manual dengan non-destruktif dan terkomputerisasi untuk mengetahui nilai korelasj metode.Berikut adalah korelasi masing-masing parameter mutu pengolahan citra dengan parameter mutu aktual:a. Luas area citra objek dengan berat buahb. Panjang objek citra dengan panjang buahc. Diameter objek citra dengan diameter buahd.lndeks warna RGB dengan kekerasan dan TPT buahParameter mutu yang memiliki korelasi tertinggi dan gabungan parameter mutu selanjutnya divalidasi untuk mengetahui ketepatan penggunaan kriteria mutu tersebut untuk pengklasifikasian kelas mutu menggunakan pengolahan citra.Pada praktikum acara 3 ini, pada buah jeruk yang awalnya warna dan teksturnya sama diukur setiap harinya satu buah, didapat nilai resistensinya fluktuatif (naik/turun), dapat disimpulkan pada praktikum semakin tinggi nilai resistansinya semakin terang pula warna pada buah, sedangkan pada literatur, hasil menunjukkan semakin tinggi resistansi menandakan cahaya yang direfleksikan semakin kecil (gelap) begitu pula sebaliknya, perubahan tersebut dipengaruhi oleh perubahan warna pada buah. Semakin rendah nilai resistansi kekerasan nilai kekerasan semakin rendah diikuti dengan naiknya total padatan terlarut dan perubahan warna pada buah semakin terang. (Suswanti, 2013).Tabel 4. Data hasil praktikum RQD 2Hari ke-Resistansi (kOhm)Rata-rata resistansi

Pangkal Tengah Ujung

042.348.315.435.33

114.613.48.612.2

24.825.68.215.8

380.3795872.43

Tabel 5. Data hasil praktikum RQD 3Hari ke-Resistansi (kOhm)Rata-rata resistansi

Pangkal Tengah Ujung

049.248.445.947.83

143.34544.144.13

245.844.245.145.03

353.347.548.549.77

Tabel 6. Lama penyimpanan dan resistansi pada RQD 2 dan 3HariRata-rata resistansi

RQD 2RQD 3

035.3347.83

112.244.13

215.845.03

372.4349.77

Gambar 1. Hubungan resistansi dengan lama penyimpananGrafik diatas menunjukkan perbedaan nilai resistansi yang didapat dengan menggunakan RQD 2 dan RQD 3. Nilai resistansi pada RQD 2 mengalami kenaikan yang sangat tinggi pada lama penyimpanan hari ke 3 menuju ke 4. Dari praktikum menggunakan RQD 2 maupun 3 nilai resistansi yang didapat semakin naik pada pengujian disetiap harinya. Hal ini seharusnya menunjukkan bahwa buah yang diuji semakin hari semakin gelap warna kulit buahnya, berbeda dengan literatur yang menyatakan bahwa semakin cerah warna buah maka semakin kecil nilai resistansinya.

Gambar 2. Hubungan antara lama penyimpanan dan kadar brix (%)Grafik pada lama penyimpanan buah jeruk dengan kadar brix mengalami penurunan pada hari ke 2 dan hari ke 4. Lama penyimpanan tidak mempengaruhi kadar brix (manisnya buah). Karena buah jeruk termasuk buah non klimaterik, dimana buah non klimaterik tidak dapat berubah menjadi lebih manis setelah dipanen dari pohonnya.Dibawah ini adalah gambar dari RapidQuality Detector prototype 3 beserta keterangannya:

Gambar 3. Rapid Quality detector1. LaserLaser pada RQD prototype 3 digunakan sebagai sumber cahaya.2. LDRLDR diletakkan melingkar sejajar dengan laser pada bagian dalam alat. Sensor cahaya LDR (Light Dependent Resistor) merupakan salah satu jenis resistor yang dapat mengalami perubahan resistansinya apabila mengalami perubahan penerimaan cahaya.3. Tempat objekBahan uji diletakkan pada bagian ujung alat dengan posisi menempel rapat agar cahaya dari luar tidak dapat masuk ke bagian dalam.Berikut adalah gambar dan bagian-bagian dari refraktometer:

Gambar 4. Refraktometer 1. LensaLensa digunakan sebagai tempat untuk melihat dan membaca kadar atau konsentrasi bahan terlarut suatu bahan uji pada skala brix.2. Prisma pengukurPrisma pengukur digunakan untuk meletakkan (meneteskan) bahan uji yang akan di cari nilai brixnya.3. Skala brixSkala brix menunjukkan besarnya nilai suatu kadar atau konsentrasi bahan terlarut. Skala brix didefinisikan sebagai banyaknya sucrose murni per 100 gram air.4. Tutup iliminatorTutup iliminator digunakan untuk membuka dan menutup agar sampel yang ada pada prisma pengukur tidak tumpah.Kendala pada saat praktikum yaitu kurangnya alat yang akan digunakan seperti refraktometer dan RQD, sehingga jalannya praktikkum sedikit berjalan lambat dan membuat praktikkan menunggu.

V. KESIMPULAN DAN SARANA. KesimpulanKesimpulan dari praktikum ini adalah :1. Semakin tinggi nilai resistansi semakin kecil cahaya yang ditangkap, artinya komoditas pertanian yang diuji mempunyai kulit yang gelap, begitupun sebaliknya.2. Lama penyimpanan pada buah jeruk tidak mempengaruhi kadar brix, karena jeruk adalah buah klimaterik, sehingga tidak dapat menambah rasa manis pada buah tersebut. Rasa manis yang berbeda pada setiap jeruk dapat dikarenakan kematangan buah jeruk yang berbeda.

B. SaranSaran yang dapat disampaikan pada praktikum terakhir ini yaitu alat yang digunakan untuk praktikum sebaiknya diperbanyak, dan untuk pengamatan sebaiknya diatur kembali agar acaranya lebih kondusif.

DAFTAR PUSTAKAAlfansuri, Achmad Fauzan. 2012. Identifikasi Chilling Injury Buah Alpukat (Persea Americana Mill) Dengan Gelombang Ultrasonik. Skripsi. Departemen Teknik Mesin Dan Biosistem, Fakultas Teknologi Pertanian, Institut Pertanian Bogor.Permata Sari, Dea. 2012. Pendugaan Komposisi Kimia Biji Jarak Pagar (Jatropha Curcas L.) Ip-3p Dengan Metode Near Infrared (Nir). Skripsi. Fakultas Teknologi Pertanian , Institut Pertanian Bogor.Suswanti. 2013. Uji Performansi Rapid Quality Detector Prototype III Untuk Pengukuran Kualitas Buah Pepaya California. Skripsi. Fakultas Pertanian, Unsoed.Sutrisno, dkk. 2010. Jurnal Identifikasi Mutu Buah Naga Putih (HYLOCEREUS UNDATUS) Menggunakan Pengolahan Citra (Identification Of White Dragon Fruit Quality Using Image Processig).Departemen Teknik Mesin dan Biosistem, Fakultas Teknologi Pertanian, IPB.Tim Penyusun. 2015. Modul Praktikum Teknik Evaluasi Mutu Komoditas Pertanian. Purwokerto: UNSOED.

rqd 3 rqd 2