SIFAT OPTIK BUAH JAMBU BIJI (Psidium guajava) YANG DISIMPAN DALAM TOPLES PLASTIK MENGGUNAKAN SPEKTROFOTOMETER REFLEKTANS UV-Vis
NUNUNG NURUL HIDAYAH
DEPARTEMEN FISIKA FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM INSTITUT PERTANIAN BOGOR 2009
ABSTRAK NUNUNG NURUL HIDAYAH. Sifat Optik Buah Jambu Biji (psidium guajava) Yang Disimpan Dalam Toples Plastik Menggunakan Spektrofotometer Reflektans-Vis. Dibimbing oleh IRMANSYAH, M.Si dan JAJANG JUANSYAH,M.Si Penyimpanan buah jambu biji tanpa perlakuan khusus hanya dapat bertahan sampai 4 hari saja sehingga diperlukan proses penyimpanan cara lain yaitu penyimpanan buah jambu biji dengan menggunakan toples plastik dari bahan polietilen pada suhu ruang. Pengukuran juga menggunakan alat-alat yang sudah di set-up dengan program Data studio 1.7.2 untuk kekerasan dan 001 Bios 32 untuk Intensitas Reflektans. Alat-alat yang digunakan pada penelitian yaitu komputer yang di set dengan spectrometer fiber optic USB 2000, PASCO SCIENCE WORKSHOP 750 INTERFACE, dan monokromator yang dilengkapi serat optik dan sumber cahaya tungsten halogen LS-1 untuk mengukur nilai reflektans, ), Economi Force Sensor, pH meter dan Refractometer. Sifat buah jambu biji yang diukur yaitu (% susut bobot, nilai Total Padatan Terlarut (% brix), kekerasan dan nilai pH (Tingkat Keasaman),Intensitas reflektans dan turunan pertama gelombang. Penelitian dilakukan langsung pada buah jambu yang akan diuji tidak dilakukan penelitian pendahuluan. Karakteristik sifat buah jambu biji yang termasuk kedalam buah klimaterik memberikan informasi, semakin lama masa penyimpanan maka terjadi penurunan nilai susut bobot %, kekerasan dan pH. Sedangkan untuk Total Padatan Terlarut mengalami peningkatan selama masa penyimpanan. Pergeseran panjang gelombang dominan dari panjang gelombang 600 nm menjadi panjang gelombang 740 nm memberikan informasi pergeseran absorbsi Intensitas Gelombang (%) dan turunan pertama reflektans memiliki hubungan yang linear dengan masa penyimpanan. Intensitas gelombang (%) tidak memiliki hubungan yang linear dengan TPT,pH,kekerasan dan susut bobot %. Panjang gelombang 720 nm dapat digunakan sebagai daerah yang baik untuk mencari hubungan antara sifat optik dengan sifat kimia-fisika. Program SPSS digunakan untuk mencari hubungan yang lebih teratur antara turunan pertama reflektans dengan sifat kimia-fisika buah jambu biji selama penyimpanan. Secara tidak langsung pengukuran sifat optik dan sifat fisikkimia menggambarkan keadaan keseluruhan buah meliputi ( buah secara utuh, kulit, daging dan kandungan gula). Kata Kunci : Spektrometer ,Data studio 1.7.2, Bios 001, PASCO SCIENCE WORKSHOP 750 INTERFACE, Refractometer, pH meter, Penenetrometer/ Economi Force Sensor, jambu biji (psidium guajava).001 Bios 32, SPSS 13.0 dan turunan pertama.
SIFAT OPTIK BUAH JAMBU BIJI (Psidium guajava) YANG DISIMPAN DALAM TOPLES PLASTIK MENGGUNAKAN SPEKTROFOTOMETER REFLEKTANS UV-Vis
NUNUNG NURUL HIDAYAH G74104037
Skripsi Sebagai salah satu syarat memperoleh gelar Sarjana Sains pada Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam Institut Pertanian Bogor
DEPARTEMEN FISIKA FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM INSTITUT PERTANIAN BOGOR 2009
Judul
: Sifat Optik Buah Jambu Biji (Psidium guajava) yang Disimpan Dalam Toples Plastik Menggunakan Spektrofotometer Reflektans UV-Vis
Nama : Nunung Nurul Hidayah NRP
: G74104037
Menyetujui:
Pembimbing I
Pembimbing II
(Dr.Ir.Irmansyah.M.Si)
(Jajang Juansah,M.Si)
NIP. 132 104 953
NIP. 132 311 933
Mengetahui: Dekan Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam Institut Pertanian Bogor
(Dr.Drh.Hasim,DEA) NIP .131578806
Tanggal lulus :
RIWAYAT HIDUP Peneliti dilahirkan di Tasikmalaya pada tanggal 29 Agustus 1985. Penulis adalah putri pertama dari tiga bersaudara dari Ayah M.AB.Kohar dan Ibu Roroh Rohimah. Penulis menyelesaikan pendidikan taman kanak-kanak islam di TK Bojong Koneng pada tahun 1992 kemudian melanjutkan ke SD Negeri 1 Bojong Asih dan lulus tahun 1998. Kemudian melanjutkan pendidikan di SLTP Negeri 1 Cikupa dan lulus tahun 2001, kemudian menyelesaikan pendidikan di SMU 1 Cikupa dan lulus pada tahun 2004. Tahun 2004 penulis diterima sebagai mahasiswa Institut Pertanian Bogor (IPB) melalui jalur Ujian Seleksi Masuk IPB (USMI) pada program studi Fisika Departemen Fisika Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam Institut Pertanian Bogor. Selama menempuh pendidikan di IPB penulis aktip dalam kegiatan kemahasiswaan diantaranya sebagai Bendahara Fisika 41, Ketua keputrian KMF, Koordinator GAMA, Koordinator putri JRMN, Staf pengurus SERUM-G selama tiga tahun. Penulis juga aktip sebagai panitia atau peserta baik tingkat lokal maupun nasional. Penulis pernah menjadi assisten praktikum mata kuliah Fisika dasar TPB tahun 2007-2008.
PRAKATA Alhamdulillahhirobbil’alamin, segala puji dan syukur kehadirat Allah SWT yang telah memberikan nikmat islam dan sehat. Shalawat dan salam tercurah kepada Rasulullah Saw, tauladan yang telah membawa kita dari zaman kegelapan ke zaman yang terang benderang. Atas rahmat Allah SWT penulis dapat menyelesaikan skripsi yang berjudul “Sifat Optik Buah Jambu Biji (psidium guajava) Yang Disimpan Dalam Toples Plastik Menggunakan Spektrofotometer Reflektans UV-Vis” sebagai salah satu syarat untuk memperoleh gelar Sarjana Sains (S,Si) pada Departemen Fisika. Penulis mengucapkan terimakasih yang sebesar-besarnya kepada pihak-pihak yang telah banyak membantu penulis dalam menyelesaikan skripsi ini, diantaranya : Bapak Dr.Ir.Irmansyah M,Si dan Jajang Juansyah M,Si sebagai pembimbing skripsi yang telah dengan sabar membingbing dan mengarahkan dalam pembuatan skripsi. Kedua orang tua Bapak dan mamah yang telah memberikan bantuan dan dorongan dalam bentuk moral dan materi yang tidak bisa saya balas Adik-adikku Nia dan kiki yang membuat teteh belajar dewasa dan sabar. Saudara-saudara dari kedua orang tua yang telah memberikan semangat baru Seluruh dosen dan staf Departemen Fisika yang telah membantu dan memotivasi. Physis 41 (senang bisa bertemu dan bersaudara dengan kalian, kalian lah yang telah memberi warna seindah pelangi di hatiku dan mendorongku untuk cepat lulus) Teman-teman ku Zikra, Meri , T’Neng ,T’Siti, D’Nanda, D’Icha , D’Wita D’Dia, D’misli dan D’Yani di SA makasih atas kecerian yang senantiasa mewarnai hidupku. Physic 39,40,42,43 terimakasih atas motivasinya. Teman-temanku seperjuangan Inna, Riski, Dila, Uwai, Ulil, Elli, Vera dan Devi makasihnya atas semuanya. Adik-adik ku praktikan 44 dan 45 makasih atas doanya. Teman-teman seperjuangan di Serum-G 05-07,GAMA dan JRMN Teman-teman BBC makasih semangatnya Mas Suwito dan kawan-kawan di Insan Mandiri makasih atas semuanya membuatku mengubah mimpi jadi nyata. Dan kepada pihak-pihak lain yang tidak bisa saya sebutkan satu-persatu , semoga Allah membalas kebaikan kalian dengan yang lebih baik.
Bogor, Januari 2009
Nunung Nurul Hidayah
DAFTAR ISI Halaman ABSTRAK ......................................................................................................................... i LEMBAR PENGESAHAN................................................................................................. ii RIWAYAT HIDUP ............................................................................................................ iii PRAKATA......................................................................................................................... iv DAFTAR ISI...................................................................................................................... v DAFTAR TABEL .............................................................................................................. vi DAFTAR GAMBAR ........................................................................................................ vi DAFTAR LAMPIRAN....................................................................................................... vii PENDAHULUAN Latar Belakang ......................................................................................................... 1 Tujuan Penelitian...................................................................................................... 1 Hipotesis .................................................................................................................. 1 Perumusan masalah .................................................................................................. 1 Manfaat penelitian .................................................................................................. 1 TINJAUAN PUSAKA Jambu biji (psidium guajava).................................................................................... 2 Kemasan Plastik ..................................................................................................... 2 Susut Bobot ............................................................................................................ 3 Spektroskopi Reflektans ........................................................................................... 3 Spektrometer ............................................................................................................ 4 Kekerasan ................................................................................................................ 5 pH Tingkat Keasaman .............................................................................................. 5 Total Padatan Terlarut .............................................................................................. 5 BAHAN DAN METODE Waktu dan Tempat Penelitian ................................................................................... 6 Bahan dan Alat ....................................................................................................... 6 Metode Penelitian ................................................................................................... 6 Penelitian Utama .................................................................................................... 6 Susut bobot .............................................................................................................. 6 Kekerasan ................................................................................................................ 6 Total Padatan Terlarut .............................................................................................. 7 pH meter .................................................................................................................. 7 Pengukuran Spektra Reflektansi................................................................................ 7 HASIL DAN PEMBAHASAN Susut Bobot.............................................................................................................. 8 Total Padatan Terlarut .............................................................................................. 8 Kekerasan ................................................................................................................ 9 pH (Tingkat Keasaman)............................................................................................ 9 Reflektans Cahaya Tampak dan Pergeseran Panjang Gelombang............................... 10 Hubungan sifat Kimia –Fisika dengan Intensitas Reflektansi (%) .............................. 10 Hubungan Turunan Pertama terhadap Intensitas Reflektansi (%) ............................... 12 Hubungan sifat kimia-fisika dengan turunan pertama reflektans ................................ 12 Standarisasi Nasional Indonesia buah Jambu Biji ..................................................... 13 KESIMPULAN DAN SARAN Simpulan ............................................................................................................................ 13 Saran .................................................................................................................................. 14 DAFTAR PUSTAKA ........................................................................................................ 14 LAMPIRAN ...................................................................................................................... 16
DAFTAR TABEL Halaman 1. Kandungan gizi pada Jambu Biji ..................................................................................... 2 2. Pembagian Spektrum Cahaya Tampak ..................................................................... 3
DAFTAR GAMBAR Halaman 1. Prinsip kerja spektroskopi ............................................................................................... 4 2. Kurva destribusi spektra sumber energi radiasi ................................................................ 4 3. Kondisi Buah jambu biji selama penyimpanan................................................................ 6 4. Sumber cahaya LS-1 Tungsten Halogen Spektrometer fiber optik USB 2000 ................ 7 5. Ujung fiber optik diletakan pada probe holder 900 ........................................................... 7 6. Nilai % Susut Bobot buah Jambu Biji selama penyimpanan ............................................. 8 7. Nilai TPT (% brix) Buah Jambu Biji selama penyimpanan............................................... 8 8. Kekerasan Buah Jambu Biji selama penyimpanan............................................................ 9 9. Nilai pH (Tingkat Keasaman) selama penyimpanan......................................................... 9 10. Perubahan spektra buah jambu biji selama penyimpanan .............................................. 10 11. Intensitas reflektansi % jambu biji selama penyimpanan pada panjang gelombang 580 nm.................................................................................. 10 12. Intensitas reflektansi % jambu biji selama penyimpanan pada panjang gelombang 740 nm................................................................................... 10 13. Intensitas reflektansi % jambu biji terhadap TPT pada panjang gelombang 580 nm ........ 10 14. Intensitas reflektansi % jambu biji terhadap TPT pada panjang gelombang 740 nm ........ 11 15. Intensitas reflektansi % buah jambu biji terhadap susut bobot % pada panjang gelombang 580 nm......................................................................................................... 11 16. Intensitas reflektansi % buah jambu biji terhadap susut bobot % pada panjang gelombang 740 nm......................................................................................................... 11 17. Intensitas reflektansi % buah jambu biji terhadap kekerasan pada panjang gelombang 580 nm................................................................................... 11 18. Intensitas reflektansi % buah jambu biji terhadap kekerasan pada panjang gelombang 740 nm................................................................................... 11 19. Intensitas reflektansi % buah jambu biji terhadap pH pada panjang gelombang 580 nm................................................................................... 11 20. Intensitas reflektansi % buah jambu biji terhadap pH pada panjang gelombang 740 nm................................................................................... 11 21. Panjang gelombang (nm) buah jambu biji terhadap turunan pertama selama penyimpanan ........................................................................... 12 22. Turunan pertama jambu biji selama penyimpanan pada panjang gelombang 500 nm....... 12 23. Turunan pertama jambu biji selama penyimpanan pada panjang gelombang 720 nm ...... 12
DAFTAR LAMPIRAN Halaman 1. Skema penelitian............................................................................................................. 15 2. Lampiran tabel 1data rata-rata kekerasan selama penyimpanan ........................................ 16 3. Lampiran tabel 2 data rata-rata Intensitas Reflektansi (%) (1/10) selama penyimpanan..... 18 4. Lampiran tabel 3 data rata-turunan pertama (1/10) selama penyimpanan (hari) ............... 20 5. Lampiran tabel 4 masa jenis jambu biji sampel hari 1 ...................................................... 22 6. Lampiran tabel 5 masa jenis jambu biji sampel hari 5.................................................. 22 7. Lampiran tabel 6 masa jenis jambu biji sampel hari 10 ................................................ 22 8. Lampiran tabel 7 masa jenis jambu biji sampel hari 15 ................................................... 22 9. Lampiran tabel 8 Total Padatan Terlarut (TPT) sampel hari ............................................. 23
10. Lampiran tabel 9 Total Padatan Terlarut (TPT) sampel hari 5 ........................................ 23 11. Lampiran tabel 10 Total Padatan Terlarut (TPT) sampel hari 10 .................................... 23 12. Lampiran tabel 11 Total Padatan Terlarut (TPT) sampel hari 15..................................... 23 13. Lampiran tabel 12 Tingkat keasaman (pH) jambu biji sampel hari 1............................... 24 14. Lampiran tabel 13 Tingkat keasaman (pH) jambu biji sampel hari 5............................... 24 15. Lampiran tabel 14 Tingkat keasaman (pH) jambu biji sampel hari 10............................. 24 16. Lampiran tabel 15 Tingkat keasaman (pH) jambu biji sampel hari 15............................. 24 17. Lampiran tabel 16 Susut bobot % buah jambu selama penyimpanan............................... 25 18. Lampiran tabel 17 TPT buah jambu biji selama penyimpanan ....................................... 25 19. Lampiran tabel 18 Kekerasan buah jambu biji selama penyimpanan.............................. 25 20. Lampiran tabel 19 pH buah jambu biji selama penyimpanan ......................................... 25 21. Lampiran tabel 20 Nilai absorbansi jambu biji selama penyimpanan ............................. 26 22. Lampiran Tabel.21hubungan antara TPT dengan Intensitas reflektans pada panjang gelombang 580 nm dan 740 nm................................................................ 26 23. Lampiran Tabel.22 hubungan antara kekerasan dengan Intensitas reflektans pada panjang gelombang 580 nm dan 740 nm........................................................................ 26 24. Lampiran Tabel.23 hubungan antara susut bobot (%) dengan Intensitas reflektans pada panjang gelombang 580 nm dan 740 nm................................................................. 26 25. Lampiran Tabel.24 hubungan antara pH dengan Intensitas reflektans pada panjang gelombang 580 nm dan 740 nm................................................................ 27 26. Lampiran Tabel.25.hubungan turunan pertama dengan penyimpanan (hari) pada panjang gelombang 500 nm dan 720 nm........................................................................ 27 27. Lampiran gambar 1. Turunan Pertama Reflektans Sampel A selama penyimpanan pada panjang gelombang 500 nm dan 720 nm................................................................ 28 28. Lampiran gambar 2. Turunan Pertama Reflektans sampel B selama penyimpanan pada panjang gelombang 500 nm dan 720 nm........................................................................ 28 29. Lampiran gambar 3. Turunan Pertama Reflektans sampel C selama penyimpanan pada panjang gelombang 500 nm dan 720 nm........................................... 28 30. Lampiran gambar 4. Turunan Pertama Reflektans sampel D selama penyimpanan pada panjang gelombang 500 nm dan 720 nm........................................... 29 31. Lampiran gambar 5 Fungsi panjang gelombang (nm) Jambu biji terhadapTurunan Pertama selama penyimpanan sampel A dan B .............................................................. 29 32. Lampiran gambar 6 Fungsi panjang gelombang (nm) Jambu biji terhadapTurunan Pertama selama penyimpanan sampel C dan D .............................................................. 30 33. Lampiran gambar 7 Nilai rata-rata kekerasan jambu biji sampel A dan B ..................... 30 34. Lampiran gambar 8 .Nilai rata-rata kekerasan jambu biji sampel C dan D .................... 30 35. Lampiran tabel 9 regresi linear berganda data susut bobot (%), TPT dan kekerasan pada panjang gelombang 500 nm................................................................................... 31 36. Lampiran tabel 10 Regresi linear berganda data TPT, susut bobot (%) dan pH pada panjang gelombang 720 nm........................................................................ 32 37. Lampiran tabel 11 regresi linear berganda data susut bobot (%), TPT dan kekerasan pada panjang gelombang 500 nm................................................................................... 33 38. Lampiran tabel 10 Regresi linear berganda data TPT, susut bobot (%) dan pH pada panjang gelombang 720 nm........................................................................................... 34 39. Lampiran Standarisasi Nasional Indonesia Jambu biji ................................................... 35
PENDAHULUAN Latar Belakang Indonesia sebagai negara beriklim tropis menghasilkan banyak jambu biji (psidium guajava), tetapi sampai saat ini yang menjadi masalah yaitu bagaimana proses pasca panen agar jambu tidak cepat busuk sehingga memiliki kualitas dan kuantitas yang tinggi. Jambu biji termasuk komoditi yang mudah rusak (persibel) sehingga tanpa penanganan yang baik hanya dapat disimpan beberapa hari saja, apabila disimpan dalam suhu kamar. (Rukmana, 1996). Keruksakan yang terjadi pada buah-buahan diakibatkan proses metabolisme seperti respirasi dan transparasi. Proses metabolisme tersebut akan terus berlangsung sehingga akan terjadi perubahan-perubahan yang dapat mengakibatkan penurunan mutu bahan pangan tersebut. Disamping itu banyak keruksakan yang terjadi disebabkan oleh perlakuan mekanisfisis dan biologis (Winarno, 1981) Selama proses respirasi berlangsung ,buah menggunakan oksigen dari lingkungan sekitar dan menghasilkan karbondioksida. Oleh karena itu laju respirasi dapat diukur melalui peningkatan karbondioksida dan penurunan oksigen. Apabila dilihat dari pola respirasinya jambu biji termasuk kedalam kelompok buah Klimakterik. Hal tersebut ditunjukan oleh adanya peningkatan respirasi yang menyolok sesudah dipanen bersamaan dengan saat pemasakan disertai perubahan warna , cita rasa dan tekstur (Apandi 1984). Saat komoditas mencapai masak fisiologis, respirasinya mencapai klimakterik dan sudah siap panen. Agar buah-buahan tidak mudah rusak setelah dipanen dan sampai ke konsumen, maka diperlukan penanganan pasca panen yang baik terutama pada saat penyimpanan.(Satuhu dan Supriyadi 1999). Terdapat dua cara penyimpanan yaitu secara alami dan penggunaan sarana-sarana tertentu. Jenis penyimpanan yang kedua terbagi menjadi empat macam, antara lain penyimpanan suhu rendah, penggunaan bahan kimia, control atmosfir, dan iradiasi. Penyimpanan buah dengan menggunakan wadah berupa toples yang tertutup rapat dapat memperlambat penurunan kualitas buah.
Tujuan Penelitian Penyimpanan buah jambu biji dengan wadah plastik untuk sifat optik dengan menggunakan spektrometer UV-Vis dapat Mempelajari sifat optik buah jambu biji yaitu pergeseran spectrum intensitas reflektansi (%) akibat absorbansi cahaya, turunan pertama intensitas selama penyimpanan. Mempelajari hubungan antara sifat kimia-fisika buah jambu biji selama penyimpanan yang meliputi % susut bobot, pH, Total Padatan Terlarut (% brix) dan kekerasan. Mempelajari hubungan antara sifat kimia-fisika dengan sifat optik yaitu hubungan intensitas reflektansi (%) dengan % susut bobot, pH, TPT dan kekerasan, selain itu juga mencari hubungan antara turunan pertama intensitas dengan penyimpanan (hari) dan sifat kimia-fisika pada panjang gelombang 720 nm. Hipotesis Penyimpanan buah jambu biji agar kualitas tidak menurun lebih cepat salah satu cara yaitu dengan penyimpanan pada wadah plastik yang tertutup. Perubahan kualitas selama penyimpanan berhubungan dengan perubahan sifat optik yang dapat diteksi penurunan kualitas dengan menggunakan spektrometer UV-Vis dan perubahan sifat kimia-fisika dengan alat yang sudah digunakan pada penelitian sebelumnya yaitu Refraktometer, Penetrometer, pH meter dan Neraca Digital
Perumusan Masalah Manfaat Penelitian Penelitian ini bermanfaat untuk memberikan informasi mengenai pengaruh dari penggunaan toples plastik untuk menyimpan buah jambu biji lebih lama. Selain itu dapat membantu para petani dan pengusaha hortikultura dalam teknik penyimpanan buah jambu biji agar kualitas buah tidak cepat turun.
TINJAUAN PUSTAKA Jambu biji atau jambu kulutuk “Guava” (psidium guajava) bukan tanaman asli Indonesia. Jambu biji berasal dari Benua Amerika bagian trofis, antara Mexsiko dan Amerika Serikat. Didalam belantara Peru dan Brasil, jambu biji merupakan penghuni asli pula (Rismunandar, 1989)
