Pengembangan Spektroskopi Inframerah Dikombinasikan dengan Kemometrik untuk Penentuan Kadar Air, Klasifikasi Spesies, Kadar Kafein, dan Cita Rasa Bubuk Kopi
Lestyo Wulandari
Abstrak:
Metode analitik konvensional untuk evaluasi mutu bubuk kopi—seperti gravimetri untuk kadar air, kromatografi untuk kafein, dan uji cupping untuk profil sensoris—bersifat destruktif, memakan waktu, intensif penggunaan bahan kimia, dan sangat subjektif. Penelitian ini bertujuan mengembangkan metode alternatif yang mampu melakukan skrining cepat, non-destruktif, dan ramah lingkungan untuk evaluasi mutu kopi multi-parameter secara simultan dengan mengintegrasikan spektroskopi inframerah (NIR dan FTIR) dan algoritma kemometrik. Tiga spesies komersial arabika, robusta, dan liberika dievaluasi berdasarkan empat parameter utama yaitu kadar air, klasifikasi spesies, kadar kafein, dan karakteristik cita rasa. Dataset yang dikumpulkan dibagi secara sistematis menjadi 70% untuk set kalibrasi dan 30% untuk set validasi eksternal. Model kalibrasi dan klasifikasi multivariat menunjukkan kinerja prediksi yang tangguh pada sebagian besar parameter. Untuk penentuan kadar air secara kuantitatif, model partial least squares (PLS) mencapai R² kalibrasi 0,993; RMSE = 0,414; variasi residu = 0,172; serta R² validasi eksternal 0,992; RMSEP = 0,578; bias = 0,015. Pada klasifikasi spesies, model linear discriminant analysis berbasis NIR (LDA-NIR) berhasil membedakan arabika, robusta, dan liberika dengan sensitivitas, spesifisitas, dan akurasi prediksi 100% pada kalibrasi dan validasi eksternal. Kuantifikasi kadar kafein melalui PLS menunjukkan R² = 0,974; RMSE = 0,036; explained variance = 99,94%; serta R² validasi = 0,969; RMSEP = 0,075; bias = 0,009. Untuk penilaian cita rasa, model PLS-NIR memprediksi skor cupping dengan akurasi dan presisi validasi tinggi dengan persentase perolehan kembali mendekati 100% dan simpangan baku relatif antar-sampel 0,4–1,0% serta tidak berbeda nyata dari penilaian sensoris dari panelis (p > 0,05). Meskipun klasifikasi kualitatif kelas cita rasa masih perlu perbaikan (akurasi 66,67%), integrasi spektroskopi inframerah dan kemometrik secara keseluruhan terbukti menjanjikan sebagai alat skrining cepat untuk mutu bubuk kopi. Kata kunci: Mutu kopi, Spektroskopi inframerah, Kemometrik, Skrining cepat.
