Implementasi Principal Component Analysis (PCA) terhadap Hasil Deteksi Kualitas Cocoa Butter menggunakan Electronic Nose (E-Nose)

LAILA NUR AZIZAH, Dr. Henry Yuliando, S.T.P., M.M., M.Agr.; Dr. Darmawan Ari Nugroho, S.T.P., M.P.

2023 | Skripsi | S1 TEKNOLOGI INDUSTRI PERTANIAN

Free fatty acid (FFA) atau asam lemak bebas merupakan salah satu parameter kualitas lemak kakao (cocoa butter). Sesuai dengan SNI 3748:2009 nilai FFA maksimum untuk cocoa butter sebesar 1,75%. Standar ini menjadi acuan dalam menentukan kualitas cocoa butter. Penurunan kualitas cocoa butter salah satunya ditandai dengan keberagaman volatile organic compound (VOC) yang mengakibatkan ketengikan akibat dari kerusakaan cocoa butter berupa reaksi oksidasi yang melibatkan asam lemak. Hal ini menunjukkan bahwa pengujian kualitas cocoa butter dapat dilakukan dengan menggunakan aroma/gas cocoa butter. Electronic nose (e-nose) merupakan salah satu instrumen yang dapat digunakan untuk analisis berdasarkan aroma/gas suatu material. Penelitian ini dilakukan untuk mendeteksi kualitas cocoa butter berdasarkan pola respon sensor e-nose dengan model pengenalan pola principal component analysis (PCA). Pada penelitian ini, e-nose yang terdiri dari 10 buah sensor gas tipe metal oxide semiconductor (MOS), 1 sensor suhu dan 1 sensor kelembaban digunakan untuk mendeteksi perbedaan kualitas cocoa butter berdasarkan pola respon sensor e-nose yang terkonfirmasi dengan parameter kualitas FFA yaitu cocoa butter mutu accepted/diterima (nilai FFA<1,75%) dan cocoa butter mutu rejected/ditolak (nilai FFA>1,75%). Respon sensor e-nose dilakukan pra-pemrosesan sinyal dan ekstraksi ciri dari masing-masing sensor. Data yang telah diekstrak dianalisis dengan model pengenalan pola kemiripan atau perbedaan respon sensor e-nose metode principal component analysis (PCA). Hasil yang diperoleh menunjukkan e-nose dapat mendeteksi perbedaan kualitas cocoa butter pada kelompok data sampel yang berbeda dengan kumulatif proporsi varians sebesar 86,27% untuk PCA yang menggunakan parameter ekstraksi ciri terbaik yaitu nilai rata-rata.

Free fatty acid (FFA) is one of the parameters for the quality of cocoa butter. Based on SNI 3748:2009, the maximum FFA value for cocoa butter is 1.75%. This standard is a reference in determining the quality of cocoa butter. The decline in the quality of cocoa butter is marked by the diversity of volatile organic compounds (VOC), which causes rancidity as a result of damage to cocoa butter in the form of oxidation reactions involving fatty acids. Quality of cocoa butter can be test by the aroma/gas of cocoa butter. Electronic nose (e-nose) is an instrument that can be used for analysis based on the aroma/gas of a material. This study conducted to detect the quality of cocoa butter based on the response pattern of e-nose sensor using the principal component analysis (PCA) pattern recognition model. In this study, e-nose consisting of 10 metal oxide semiconductor (MOS) type gas sensors, 1 temperature sensor and 1 humidity sensor was used to detect differences quality of cocoa butter based on the response pattern of the e-nose sensor, which was confirmed with the FFA quality parameter, accepted quality cocoa butter (FFA value<1.75%) and rejected quality cocoa butter (FFA value>1.75%). The response of the e-nose sensor is processed by signal pre-processing and feature extraction from each sensor. The extracted data were analyzed using the principal component analysis (PCA) method to identify patterns of similarity or difference in e-nose sensor responses. The results obtained show that e-nose can detect differences in the quality of cocoa butter in different sample data groups with a cumulative proportion of variance 86.27% for PCA using the best feature extraction parameter, namely the average value.

Kata Kunci : cocoa butter, free fatty acid (FFA), electronic nose (e-nose)