BAB 1 PENDAHULUAN UMUM
Latar Belakang Indonesia adalah negara tropis yang memiliki ragam buah khas yang tersebar di berbagai pulau dan belum banyak dikelola sebagaimana mestinya secara maksimal, baik menyangkut tata produksi, penanganan pascapanen, pengolahan dan pemasarannya. Buah eksotik yang hanya tumbuh dan berproduksi di nusantara menjadi aset nasional yang harus dikembangkan dan dimanfaatkan sebaik-baiknya bagi kemaslahatan manusia. Tanaman buah yang bermutu dan beragam menjadi daya tarik tersendiri bagi konsumen yang mendambakan buah organik. Penanganan mutu buah menjadi upaya utama untuk menjaga keberlanjutan pasokan buah kepada masyarakat pembeli baik domestik maupun luar negeri. Jeruk merupakan salah satu komoditas buah-buahan yang menjadi andalan sektor pertanian dan berada pada urutan kedua setelah pisang dalam hal volume perdagangan dunia atau ekspor-impor (Storey dan Walker 1999). Jeruk merupakan salah satu komoditas buah-buahan yang menjadi andalan sektor pertanian dan mempunyai sekmen konsumen tersendiri yang bisa memberikan kontribusi terhadap perekonomian daerah dan nasional. Lebih jauh, kontribusi komoditas tersebut ikut dalam pembentukan Poduk Domestik Bruto dan Produk Domestik Rasio Bruto, penyediaan sumber devisa, penyediaan pangan, pengentasan kemiskinan, penyediaan lapangan kerja dan perbaikan pendapatan (Badan Pertanian dan Hortikultura Sumatra Barat 2008). Namun sejak tahun 2007 sampai sekarang ini jeruk dalam negeri didominasi oleh produk impor. Petumbuhan ekspor jeruk Indonesia tidak mengalami peningkatan sejak 2007 sampai 2011 (BPS 2012). Perbedaan iklim dan faktor lingkungan lainnya menjadikan komoditas ini berkembang menurut kondisi tempat tumbuhnya, punya spesifikasi sendiri dan menjadi terkenal sebagai buahan spesifik daerah tersebut. Contohnya di Kabupaten Garut dikenal Jeruk Keprok Garut. Keunggulan Jeruk Keprok Garut adalah aromanya yang wangi dan rasanya yang manis segar. Daging buahnya tebal dan berair, memiliki kandungan vitamin C yang tinggi. Jeruk ini pernah mengalami masa keemasan pada tahun 1980-an. Saat itu terdapat 1,3 juta pohon dalam lahan seluas 2.600 hektar dengan produksi sekitar 26.000 ton per tahun. Namun, pada tahun 1990-an populasinya merosot tajam dan menyisakan 52.000 pohon akibat serangan penyakit citrus vein phloem degeneration atau disingkat CVPD (Dinas Tanaman Pangan dan Hortikultura Kabupaten Garut 2009). Setelah hancur terserang penyakit CVPD lebih dari 20 tahun lalu, Jeruk Keprok Garut mulai digalakkan kembali. Mulai tahun 2007, pemerintah setempat membuat program penanaman satu juta pohon Jeruk Keprok Garut dan direncanakan selesai tahun 2012. Berdasarkan Keputusan Menteri Pertanian Nomor : 760/KPTS.240/6/99 tanggal 22 Juni 1999, Jeruk Keprok Garut telah ditetapkan sebagai Jeruk Varietas Unggul Nasional dengan nama Jeruk Keprok Garut I. Dan sesuai dengan Perda No. 9 Tahun 1981, Jeruk Keprok Garut telah dijadikan sebagai komponen penyusun lambang daerah Kabupaten Garut.
2
Sehingga Jeruk Keprok Garut telah menjadi buah ciri khas dan trademark Kabupaten Garut. Hal itu menunjukkan bahwa Jeruk Keprok Garut merupakan salah satu komoditas pertanian unggulan nasional yang perlu terus dipertahankan dan ditingkatkan kualitas maupun kuantitas produksinya (Dinas Tanaman Pangan dan Hortikultura Kabupaten Garut 2009). Selain kandungan vitamin C yang tinggi, jeruk bisa menghasilan minyak dari kulit dan biji jeruk (Enny et al. 2002; Ginting 2005), dijadikan gula tetes, alkohol dan pektin (Fardiaz et al. 1984) dari buah jeruk yang terbuang. Minyak kulit jeruk dipakai untuk membuat minyak wangi, sabun wangi, esens minuman dan untuk campuran kue. Beberapa jenis jeruk seperti Jeruk Keprok Garut dimanfaatkan sebagai obat tradisional penurun panas, pereda nyeri saluran napas bagian atas, penyembuh radang mata dan anti bakteri (Ferianto 2009). Walaupun manfaat jeruk sangat banyak dan bisa meningkatkan kesejahteraan petani (Primawati 1988), tetapi hal itu tidak bisa berguna dengan baik jika tidak memperhatikan mutu dari buah jeruk itu sendiri. Buah jeruk yang telah rusak tidak akan bisa meningkatkan kesehatan bahkan bisa menimbulkan penyakit bagi manusia. Begitu juga buah yang tidak bermutu tentunya tidak akan laku di pasaran sehingga bukan keuntungan yang didapat tetapi kerugian yang terjadi.
Perumusan Masalah Penanganan pascapanen buah dirancang dalam bentuk rangkaian kegiatan dari panen hingga buah dikemas dan siap didistribusikan pemasarannya atau untuk mendapatkan perlakuan seperti penyimpanan, pelilinan (Margeysti 1999), pemeraman maupun perlakuan khusus lainnya yang dituntut konsumen. Pemasaran sebagai bagian hilir dari sistem agribisnis harus didukung oleh sistem manajemen yang tepat baik dari sistem kerjasama usaha antara petani (Susilowati et al. 2008) sampai bidang iptek seperti teknologi sortasi (Ahmad et al. 2008), pemetikan (Prianggono 2006), maupun transportasinya. Seperti halnya jeruk, produk pertanian umumnya mudah rusak (Mohsenin 1986), waktu penyimpanan singkat, dan murah. Namun, permintaan untuk produk-produk pertanian tidak akan pernah berhenti selama pertumbuhan populasi manusia terus meningkat. Ini adalah masalah sekaligus kesempatan untuk meningkatkan nilai tambah dari produk tersebut. Untuk mencapai tujuan tersebut maka diperlukan penanganan berkelanjutan, termasuk dalam hal teknologi hortikultura, rekayasa, teknik, bahkan untuk bidang ilmu dasar. Pengukuran sifat produk pertanian umumnya bersifat merusak. Untuk mengatasi masalah ini, banyak peneliti mengembangkan metode yang tidak merusak. Sebagian besar teknik yang ditemukan oleh para peneliti sering mahal dan tidak praktis dalam industri pertanian. Pengukuran listrik memberikan kesempatan untuk mengatasi masalah ini (Varlan dan Sansen 1996; Karásková et al. 2011 ). Mutu buah jeruk tidak hanya ditentukan oleh media tumbuh, pengemasan, pemetikan, dan hama tumbuhan (Sarwono 1994), tetapi teknik pengujian mutu juga ikut berperan. Mutu buah-buahan segar saat ini umumnya masih dievalusi secara manual yang menggunakan tanda-tanda visual seperti warna kulit. Bahkan Ahmad et al. pada tahun 2008 telah melakukan evaluasi mutu secara visual
3
dengan pemanfaatan teknologi kamera CCD untuk buah jeruk. Hasil evaluasi visual yang hanya menilai sifat fisik bagian luar ini tidak selalu mencerminkan tingkat kematangan dan kerusakan bagian dalam buah. Bila ingin menentukan mutu bagian dalam buah harus digunakan cara kimia basah seperti HPLC (Odriozola-Serrano et al. 2007) dalam penentuan vitamin C yang bersifat merusak, mahal dan lama. Penentuan mutu bagian dalam buah jeruk bisa dilakukan secara kimiawi atau destruksi memiliki banyak kelemahan lainnya. Jeruk yang sudah diuji tidak bisa dikemas untuk penjualan, bahkan tidak bisa dikonsumsi. Selain itu pengujian mutunya hanya bisa dilakukan dengan menggunakan teknik pengambilan contoh dari populasi yang ada, sehingga tidak dapat menentukan mutu secara keseluruhan dari populasi tersebut. Sehingga buah yang dikemas masih dipertanyakan mutunya. Untuk mengatasi masalah ini, banyak peneliti mengembangkan metode nondestruktif sekaligus bisa menentukan karakteristik bagian dalam buah. Ada juga yang menggunakan teknik yang tidak merusak seperti penggunakan MRI dan NMR pada buah tomat (Musse et al. 2009), spektroskopi NIR pada jeruk (Liu et al. 2010), fluoresence pada tomat (Lai et al. 2007) dan masih banyak lagi teknik lain yang tentunya memiliki kelemahan terutama dalam hal pembiayaan yaitu bersifat mahal. Dalam menanggulangi masalah ini perlu dilakukan suatu penelitian mengenai teknik tertentu yang dapat dimanfaatkan untuk menentukan mutu buah-buahan secara tidak merusak (Kawano 1993; Rejo 2002) dan relatif murah. Salah satu metode non destruktif yang mempunyai pembiayaan relatif murah dan berpotensi untuk menentukan mutu buah adalah dengan pemanfaatan sinyal listrik (Zara et al. 2003; Figura dan Teixeira 2007; Karásková et al. 2011 ). Pengukuran listrik memberikan peluang teknik yang sederhana, biaya rendah, dan pengujian kualitas produk yang cepat seperti penetuan kelembaban dan kandungan garam pada ikan asap (Karásková et al. 2011), soluble solids content pada apel (Guo et al. 2011), atau dalam penentuan kerusakan dan penurunan kualitas pada apel (Euring et al. 2011). Selain itu, sifat listrik dari buah yang penting dalam aspek kognitif, terutama untuk mengetahui respon dari buahbuahan terhadap medan listrik dengan frekuensi yang bervariasi (Bauchot et al. 2000; Bean et al. 1960).
Tujuan Penelitian Tujuan dari penelitian ini adalah untuk mengembangkan teknik evaluasi nondestruktif berbasis spektroskopi impedansi listrik untuk pemutuan buah Jeruk Keprok Garut. Secara spesifik tujuannya diperinci sebagai berikut: 1. Mengkaji teknik spektroskopi impedansi dan peluang penerapannya dalam produk-produk pertanian secara tidak merusak. 2. Mengkaji perubahan parameter fisiko kimia Jeruk Keprok Garut selama penuaan atau pematangan sebagai pertimbangan dalam kajian kualitas buah. 3. Mengkaji pemodelan rangkaian listrik sebagai langkah awal teknik nondestruktif yang didasarkan pada sifat resistif dan kapasitif buah Jeruk Keprok Garut.
4
4. 5.
6.
7.
Mengkaji interaksi arus Listrik AC lemah dengan buah Jeruk Keprok Garut secara nondestruktif. Mengkaji spektrum diskrit dari parameter kelistrikan yang terkait dengan spektroskopi impedansi pada buah Jeruk Keprok Garut selama buah dalam tahap penuaan atau pematangan. Mengkaji potensi dan peluang penggunaan parameter kelistrikan dari teknik spektroskopi impedansi sebagai penentu kualitas buah Jeruk Keprok Garut secara tidak merusak melalui korelasi dengan parameter fisiko kimianya. Mengkaji pengkelasan atau grading buah berdasarkan sifat kelistrikan.
Manfaat Penelitian Secara umum, penelitian ini sangat bermanfaat dalam perkembangan ilmu pengetahuan dan teknologi, yaitu : 1. Terciptanya teknologi pengukuran yang tidak merusak berbasis sifat listrik buah jeruk yang baru dan relatif murah. 2. Memberikan informasi sifat listrik dari buah Jeruk Keprok Garut yang terkait kualitasnya. 3. Selain itu penelitian ini akan dapat mengangkat potensi daerah Garut sebagai penghasil jeruk keprok berkualitas.
Hipotesa Hipotesa yang diajukan dalam penelitian ini adalah: 1. Jeruk Keprok Garut tidak hanya memiliki sifat resistif saja tetapi menunjukan fenomena kapasitif yang dicirikan dengan banyaknya struktur selaput pembungkus atau kantung yang ada pada buah akan berperan sebagai membran dalam mekanisme transpor muatan listrik. 2. Kemampuan arus yang melewati buah Jeruk Keprok Garut sangat dipengaruhi oleh frekuensi sinyal yang menandakan adanya efek perubahan ataupun pergeseran ionik pada buah Jeruk Keprok Garut. 3. Pemodelan rangkaian listrik yang terbentuk atas komponen – komponen kapasitor dan resistor dapat dijadikan suatu pertimbangan dalam menjelaskan fenomena kelistrikan Jeruk Keprok Garut. 4. Parameter-parameter kelistrikan mempunyai hubungan dengan mutu buah Jeruk Keprok Garut.
Ruang Lingkup Penelitian Ruang lingkup penelitian yang dikerjakan adalah sebagai berikut: 1. Kajian teknik spektroskopi impedansi dan penerapannya untuk buah Jeruk Keprok Garut secara tidak merusak. 2. Kajian fisiko-kimia Jeruk Keprok Garut selama penuaan atau pematangan sebagai pertimbangan dalam kajian kualitas buah.
5
3.
4.
5.
Kajian spektrum diskrit dari parameter kelistrikan yang terkait dengan spektroskopi impedansi pada buah Jeruk Keprok Garut selama buah dalam tahap penuaan atau pematangan. Kajian pemodelan rangkaian listrik sebagai suatu langkah pendekatan untuk penjelasan fenomena kelistrikan dalam buah Jeruk Keprok Garut secara nondestruktif. Kajian potensi dan peluang penggunaan parameter kelistrikan dari teknik spektroskopi impedansi sebagai penentu kualitas buah Jeruk Keprok Garut secara tidak merusak melalui korelasi dengan parameter fisiko kimianya.
Kabaruan Topik Penelitian Adapun kebaruan dari penelitian ini adalah sebagai berikut: 1. Sifat- sifat kelistrikan buah Jeruk Keprok Garut selama kematangan. 2. Terbentuknya model rangkaian listrik baru hasil modifikasi atau pengembangan dari beberapa peneliti terdahulu yang dapat mewakili sifat kelistrikan buah Jeruk Keprok Garut. 3. Pembentukan formula pendugaan kualitas buah Jeruk Keprok Garut secara tidak merusak dengan teknik spektroskopi impedansi listrik. 4. Metode pengkelasan mutu Jeruk Keprok Garut berdasarkan parameter kelistrikan.
Keterkaitan Antar Bab Sistematika penyusunan disertasi ini terdiri atas beberapa bab yang saling terkait satu sama lainnya. Susunan pertama diawali dengan bab 1 yang menjelaskan tentang latar belakang, perumusan masalah, dan tujuan secara umum dari keseluruhan penelitian. Selain itu bab ini dilengkapi dengan pula dengan hipotesa, manfaat dan ruang lingkup penelitian. Pada penelitian disertasi ini juga diharuskan akan adanya unsur kebaruan penelitian. Kebaruan ini juga dicantumkan pada bagian bab 1 ini. Pada setiap penulisan ilmiah tentunya tidak akan lepas dari studi literatur yang terkait dengan topik penelitian. Studi literatur ini dicantumkan dalam bab 2. Pada tahapan berikutnya dilakukan proses pembentukan dan pengembangan model rangkaian listrik yang bisa mendekati hasil eksperimen. Pembentukan model dan penjelasan fenomena yang terkait ini diletakan pada bab 3. Tahapan hasil eksperimen pengukuran spektrum impedansi listrik untuk beberapa buah pada beberapa tingkat kematangan diiletakan pada bab 4. Bab 4 ini akan mendukung dan menjadi bukti kecocokan dari pemodelan pada bab 3. Pada tahapan berikutnya dilakukan tinjauan keterkaitan parameter kelistrikan dengan parameter kematangan atau kualitas buah Jeruk Keprok Garut yang dicirikan dengan parameter fisikokimianya. Bagian ini diletakan pada bab 5. Setelah adanya korelasi yang bisa dijadikan acuan dalam kualitas buah jeruk, maka dilanjutkan dengan pengujian penerimaan konsumen dalam hal ini dilakukan uji organoleptik. Dari uji organoleptik ini dilakukan proses grading atau pengelompokan buah jeruk. Bagian ini diletakan pada bab 6. Tahap akhir adalah
6
pembahasan umum pada bab 7 dan bab 8 sebagai kesimpulan umum dan saran. Secara sederhana keterkaitan antara bab ini digambarkan pada Gambar 1.1. Bab 1 Pendahuluan Umum Bab 2 Tinjauan Pustaka Ekperimen Pengukuran Parameter Kelistrikan
Bab 3 Pemodelan Rangkaian Listrik Berdasarkan Resistor dan Kapasitor
Bab 4 Kajian Spektrum Impedansi Hasil Eksperimen pada Jeruk Keprok Garut
Bab 5 Kajian Pendugaan Kualitas Buah Jeruk Keprok Garut Terkait Parameter Kelistrikan Persamaan Korelasi (beberapa frekuensi)
Curve Fitting Sifat Spektrum Impedansi Listrik Jeruk Keprok Garut
Model Baru
Bab 6 Kajian Uji Organoleptik dan Grading Buah Jeruk Keprok Garut Terkait Parameter Kelistrikan
Bab 7 Pemahasan Umum
Bab 8 Kesimpulan Umum dan Saran
Gambar 1.1 Diagram alir keterkaitan antar bab pada penelitian dan penyusunan laporan disertasi
