Judul: Pengembangan Metode Pengukuran Nondestruktif untuk Menentukan Mutu dan Fermentasi Biji Kakao Utuh Menggunakan NIR Spectroscopy
Abstrak: Biji kakao sebagai bahan baku pembuatan coklat merupakan salah satu komoditi ekspor perkebunan yang strategis yang menghasilkan devisa besar untuk Indonesia. Akan tetapi produk biji kakao Indonesia pada umumnya tidak difermentasi sehingga harganya rendah di pasaran. Pengawasan mutu kakao seperti kadar air dan kadar lemak belum dilakukan secara intensif. Penjaminan mutu biji kakao melalui pengembangan metode pendugaan mutu yang cepat dan akurat menjadi kata kunci peningkatan daya saing ekspor biji kakao Indonesia ditingkat dunia. Pendugaan mutu kakao dan produk turunannya sudah mulai dikembangkan dalam berbagai penelitian menggunakan teknologi Near Infrared Reflectance Spectroscopy (NIRS). NIRS telah menjadi salah satu metode non-destruktif yang paling menjanjikan dan dapat digunakan untuk analisis dalam bidang pertanian. Keuntungan yang dapat diraih adalah persiapan sederhana untuk sampel, proses deteksi cepat, dan ramah lingkungan karena tidak ada bahan kimia yang digunakan. NIRS memiliki kemampuan potensial untuk menentukan beberapa parameter mutu secara bersamaan. Melalui pengembangan ilmu komputer dan chemometric, kemampuan aplikasi teknik NIRS menjadi lebih populer. Aplikasi NIRS untuk kakao dan produk turunannya sudah banyak dilakukan dalam bentuk bubuk (destruktif) namun ternyata belum dilakukan pada biji kakao utuh. Padahal masalah pemutuan kakao di Indonesia adalah pada biji kakao utuh. Data menunjukkan bahwa 82% ekspor kakao Indonesia adalah dalam bentuk biji utuh (non destruktif). Secara umum, tujuan yang ingin dicapai dalam penelitian ini adalah mengembangkan metode penentuan tingkat fermentasi dan kandungan mutu pada biji kakao utuh dengan menggunakan NIRS. Adapun secara khusus, penelitian ini bertujuan untuk (1) menguji perbedaan spektrum biji kakao tumpukan dengan biji individu menggunakan Principal Component Analysis (PCA), (2) menentukan kelompok fermentasi biji kakao utuh secara non-destruktif menggunakan PCA, (3) memprediksi kadar air dan kadar lemak biji kakao utuh secara non-destruktif dengan NIR dan Partial Least Squares (PLS), (4) menguji dan membandingkan antar pretreatment spektrum untuk mendapatkan yang terbaik dalam semua aktivitas pengujian di atas. Penelitian ini menggunakan sampel biji dari buah kakao matang varietas Lindak dari Pusat Penelitian Kopi dan Kakao (Puslitkoka) Indonesia yang mana buah tersebut diperoleh dari kebun yang sama. Pengeringan dilakukan menggunakan pengering mekanis sampai diperoleh biji kakao kering layak simpan. Pengambilan spektrum dan uji kimia biji dilakukan di Abteilung Qualität Tierischer Erzeugnisse dan Abteilung Qualität Pflanzlicher Erzeugnisse, Georg August University of Göttingen, Jerman. Analisis awal untuk pengembangan teknik akuisisi spektrum biji kakao menggunakan PCA dengan dibantu pretreatment Savitzky-Golay smoothing (SGs), derivative pertama (D1), derivative kedua (D2), Multiplicative Scatter Correction (MSC), Standard Normal Variate (SNV) dan kombinasi diantara kelimanya. Selanjutnya klasifikasi data untuk penentuan tingkat fermentasi menggunakan PCA dengan pretreatment MSC dan SNV. Terakhir adalah menentukan kadar air dan kadar lemak menggunakan PLS sebagai pendekatan regresi data ditambah Multiplicative Scatter Correction (MSC), Standard Normal Variate (SNV), Mean Normalization (MN), Orthogonal Signal Correlation (OSC) dan De-Trending (DT). Penelitian ini mendapatkan tiga hasil utama. Pertama, spektrum NIRS biji kakao yang didapat setelah diolah oleh PCA dengan bantuan MSC dan SNV, terlihat bahwa biji individu dan biji tumpukan berada dalam daerah yang hampir sama. Oleh karena itu, bisa disimpulkan bahwa teknik akuisisi spektrum NIRS untuk biji kakao utuh secara tumpukan dapat menggantikan teknik akuisisi spektrum biji utuh individu. Teknik ini dipilih karena lebih cepat dan efesien. Penelitian juga
Keyword: Biji kakao utuh, kadar air, kadar lemak, fermentasi, NIRS

Judul: Prediction of Fat Content and Water Content of West Papua Accession Cacao Beans Using Near Infrared Spectroscopy (NIRS)
Abstrak: Kadar lemak dan kadar air pada biji kakao sangat penting dalam perdagangan karena menjadi tolok ukur penentuan harga biji kakao. Namun demikian pengukuran kadar lemak dan kadar air biji kakao masih dilakukan secara destruktif sehingga kurang efisien. Dengan kemajuan teknologi, pendugaan kadar lemak dan kadar air biji kakao dapat dilakukan secara non-destruktif menggunakan teknologi NIRS. Tujuan penelitian ini yaitu mengembangkan metode pendugaan kadar lemak dan kadar air biji kakao secara non-destruktif menggunakan teknologi NIRS. Prosedur penelitian meliputi persiapan sampel, pengukuran spektrum biji utuh, penggilingan biji kakao, pengukuran spektrum bubuk, analisis proksimat, pre-treatment dan pengolahan spektrum, serta kalibrasi dan validasi model pendugaan kadar lemak dan kadar air biji kakao. Spektrum dianalisis menggunakan Partial Least Squares Regression. Pre-treatment spektrum yang digunakan yaitu Smoothing Savitzky-Golay, Multiplicative Scatter Correction, Standard Normal Variate, Normalization, Baseline Offset, dan De-trending. Perlakuan terbaik dalam menduga kadar lemak diperoleh dari bentuk bubuk menggunakan spektrum reflektan dengan pre-treatment SSg, menghasilkan nilai SEC 2,92%; 2,66%; CV 6,62%; RPD 1,51; konsistensi 109,96%; dan r 0,72. Perlakuan terbaik dalam menduga kadar air diperoleh dari bentuk biji utuh menggunakan spektrum reflektan dengan pre-treatment BO, menghasilkan nilai SEC 0,35%; SEP 0,33%; CV 5,64%; RPD 1,53; konsistensi 105,89%; dan r 0,81., Fat content and water content are very important in trading because they determine the price of cocoa beans. However, fat and water content measurements are still conducted destructively, making it less efficient. With the advancement of technology, prediction of fat and water content can be done non-destructively using NIRS technology. The objective of this research is to develop a non-destructive method for predicting the cacao beans fat and water content using NIRS technology. Research procedures included sample preparation, whole bean spectrum measurement, cacao beans grinding, powder spectrum measurement, proximate analysis, pre-treatment and spectrum processing, and calibration and validation model for predicting cacao beans fat and water content. Spectrum was analyzed using Partial Least Squares Regression. Pre-treatment used was Smoothing Savitzky-Golay, Multiplicative Scatter Correction, Standard Normal Variate, Normalization, Baseline Offset, and De-trending. The best method for determining fat content is using reflectance spectrum in powder form with SSg pre-treatment. produced SEC 2.92%; SEP 2.66%; CV 6.62%; RPD 1.51; consistency 109.96%; and r 0.72. The best method for determining water content is using reflectance spectrum with BO pre-treatment to estimate water content in whole bean form, produced SEC 0.35%; SEP 0.33%; CV 5.64%; RPD 1.53; consistency 105.89%; and r 0.81.
Keyword: cacao beans, fat content, Partial Least Squares Regression, NIRS, water content

Judul: Hamiltonian formulation for linear waves motion in two layers fluid
Abstrak: The surface wave could be considered as a wave that separates two fluids, namely water and air. Based on this assumption, it is introduced the interfacial wave, a wave between two layers of fluid with different density. The formulation of interfacial waves motion begins with deriving the base equation of irrotational ideal fluid. Furthermore, according to irrotational fluid assumption, the base equation can be stated in velocity potential. In this derivation, the fluids domain is assumed to be restricted by rigid lid boundary conditions, both at the upper and lower limit. Therefore, the interfacial waves motion can be explained in a hamiltonian formulation. In the hamiltonian formulation, total energy is defined as the sum of kinetic and potential energy. The hamiltonian system is obtained from reduction of kinetic energy by using the Dirichlet Neumann Operator. The resulted kinetic energy equation is nonlinear. Therefore, this form is linearized by first part of the Taylor expansion. This linearization gives a dispersion relation of linear wave. Based on this dispersion relation, the phase speed of the linear wave depends on the density ratio of the two layers fluid.
Keyword: