MASALAH DAN PERTANYAAN STATISTIKA PADA PENELITIAN TEKNOLOGI PANGAN

Transkripsi

1 DUE-like PS TEKNOLOGI PERTANIAN FAKULTAS PERTANIAN UNRAM MASALAH DAN PERTANYAAN STATISTIKA PADA PENELITIAN TEKNOLOGI PANGAN Oleh: Ir. I Gde Ekaputra Gunartha, M.Agr., Ph.D. Laboratorium Statistika dan Komputasi Fakultas Pertanian Unram mataram, 2003

2 PERUMUSAN MASALAH IDENTIFIKASI PERANAN STATISTIKA DALAM PENELITIAN PENGENALAN PENDEFINISIAN KHASANAH PENGETAHUAN ILMIAH Penalaran DEDUKSI Koherensi PERUMUSAN HIPOTESIS PENYUSUNAN KERANGKA BERPIKIR Korespondensi PENGUJIAN HIPOTESIS DITERIMA? Percobaan/Survei PENGUMPULAN DATA ANALISIS DATA ya KESIMPULAN (GENERALISASI)

3 1. Formulasi Tujuan dan Hipotesis Penelitian 2. Pelanggaran Prinsip Dasar Percobaan 3. Percobaan Faktorial dan Percobaan Tersarang 4. Percobaan Faktorial dengan Kontrol Terpisah 5. Rancangan Percobaan dengan Peubah Waktu 6. Tuntunan Memilih Analisis Statistika 7. Makna Signifikansi 8. Penyajian Hasil Penelitian 3

4 1 Bandingkan Tujuan: untuk mengetahui pengaruh konsentrasi CaCl 2 terhadap perubahan kadar gula reduksi buah mangga varietas Manalagi selama penyimpanan. Hipotesis: diduga perendaman dengan beberapa konsentrasi CaCl 2 menyebabkan terjadinya perubahan kadar gula reduksi buah mangga varietas Manalagi selama penyimpanan. 4

5 Tujuan Penelitian : ingin mengetahui (1) apakah dengan perendaman dapat meningkat kan kadar gula reduksi buah mangga selama penyimpanan; (2) apakah perendaman dengan CaCl 2 dapat meningkatkan kadar gula reduksi dibandingkan perendaman dengan air; (3) apakah bentuk hubungan fungsional antara perubahan kadar gula reduksi buah mangga dengan konsentrasi CaCl 2 cenderung berbentuk linier atau kuadratik 5

6 Hipotesis Penelitian : (1) diduga kadar gula reduksi buah mangga selama penyimpanan yang diperlakukan dengan perendaman lebih tinggi dibandingkan dengan tanpa perendaman; (2) diduga perendaman dengan CaCl 2 dapat meningkatkan kadar gula reduksi selama penyimpanan dibandingkan dengan perendaman hanya menggunakan air; (3) diduga terdapat hubungan linier antara perubahan kadar gula reduksi buah mangga dengan konsentrasi CaCl 2 ; (4) diduga terdapat hubungan kuadratik antara perubahan kadar gula reduksi buah mangga dengan konsentrasi CaCl 2 6

7 2 Percobaan Yang Baik Replikasi Pengacakan Pengawasan Galat Tujuannya untuk : (a) pendugaan galat, (b) meningkatkan presisi percobaan, (c) memperluas cakupan kesimpulan, dsb Tujuannya untuk : (a) meminimisasi bias, (b) memperoleh pengamatan yang tidak berkorelasi (independen), dsb. Dapat dilakukan dengan: (a) melakukan stratifikasi (pengelompokan/blok), (b) menggunakan pengamatan pengiring, (c) mengatur ukuran & bentuk unit percobaan, (d) pemilihan rancangan percobaan & analisis data yang sesuai, dan sebagainya. 7

8 Kasus-1: Lack of Replication Faktor-1: Lama Blanching: b 1, b 2, dan b 3 Faktor-2: Cara Pengeringan: MATAHARI dan OVEN Menurut Mahasiswa JUMLAH ULANGAN = 3???? Apakah ini ulangan? Simak MATAHARI Jumlah unit percobaan = 3 kombinasi x 3 ulangan DIJEMUR BERSAMAAN OVEN Jumlah unit percobaan = 3 kombinasi x 3 ulangan DIOVEN BERSAMAAN 8

9 Kasus-2: Lack of Replication Perlakuan suhu : misal ada 6 aras 50 o C 55 o C 60 o C 75 o C Jika diulang 3 kali, maka Aparatus suhu 50 o C harus ada 3 55 o C harus ada 3 60 o C harus ada 3 75 o C harus ada 3 Lalu bagaimana caranya agar ulangan bisa dibuat jika jumlah aparatus suhu hanya ada 6 buah? 9

10 Kasus-3: Lack of Randomization Jika perlakuan diberikan pada sisir-sisir tersebut maka makna pengacakan tidak ada (???). 10

11 3 Percobaan Faktorial: 1. Kita ingin melakukan penyelidikan secara bersamaan efek dari beberapa faktor perlakuan yang dikaji, masing-masing faktornya terdiri atas beberapa aras/taraf (level); 2. Dicirikan oleh adanya persilangan antar setiap aras dari masing-masing faktor yang kemudian membentuk kombinasi perlakuan. 3. Kajian utama terletak pada adanya INTERAKSI antar faktor yang dikaji (apabila perubahan dalam sebuah faktor mengakibatkan perubahan nilai peubah respon, yang berbeda pada tiap aras faktor yang lain). 11

12 Percobaan Tersarang (Nested Experiment) 1. Para percobaan tersarang aras faktor tidak saling silang membentuk kombinasi perlakuan. Aras suatu faktor hanya berlaku untuk faktor itu sendiri tidak berlaku untuk faktor yang lain. Misal faktor-1 adalah bahan preservasi pangan (3 aras) dan faktor-2 adalah konsentrasi (4 aras). Maka satu pertanyaan yang dapat digunakan untuk mengidentifikasi apakah termasuk percobaan faktorial atau percobaan tersarang, adalah: APAKAH ANTARA BAHAN PRESERVASI DAN KONSEN- TRASINYA TERJADI PERSILANGAN SEHINGGA MEM- BENTUK KOMBINASI PERLAKUAN 2. Pada percobaan tersarang tidak ada INTERAKSI antara faktorfaktor yang dikaji. 12

13 Faktor A a 1 a 2 Faktor B b 1 b 2 b 1 b 2 X 111 X 121 X 211 X 221 Observasi X 112 X 122 X 212 X 222 X 113 X 123 X 213 X 223 Pertanyaan: Apakah jenis percobaan diatas? Lihat warna Aras Faktor sama-sama warna merah, jadi terdapat cross-factorial (ada interaksi). Jawab: FAKTORIAL 13

14 Faktor A a 1 a 2 Faktor B b 1 b 2 b 3 b 4 X 111 X 121 X 231 X 241 Observasi X 112 X 122 X 232 X 242 X 113 X 123 X 233 X 243 Pertanyaan: Apakah jenis percobaan di atas? Lihat warna Aras Faktor sama merah-satu biru, jadi tidak terdapat cross-factorial (tidak ada interaksi). Jawab: TERSARANG 14

15 4 Faktor-1 (Suhu Pengentalan): s aras Faktor-2 (Konsentrasi Gula): k aras Kontrol: Pembanding dari SAR BUAH Jumlah Perlakuan: (s*k +1) Uji Hipotesis: 1. Kontrol vs Kombinasi Perlakuan dengan Uji Kontras Ortogonal 2. Interaksi antar faktor dengan ANOVA Faktorial Biasa 15

16 5 1. Penelitian Teknologi Pangan sering melibatkan PEUBAH WAKTU (LAMA SIMPAN), BERARTI PULA TERJADI PENGAMATAN BERULANG (REPEATED MEASUREMENT). 2. Dengan demikian terdapat interes untuk mencari INTERAKSI antara PERLAKUAN dengan WAKTU LAMA SIMPAN. 3. Pendekatan analisis statistika yang sesuai untuk percobaan ini adalah ANALISIS SPLIT PLOT DESIGN, dengan menempat-kan WAKTU LAMA SIMPAN sebagai anak petak dan PERLAKUAN pada petak utama. 16

17 6 Data sekunder dan data primer Data kualitatif dan data kuantitatif Data nominal, ordinal, selang, dan nisbah Data sensorik (organoleptik) 17

18 1. IDENTIFIKASI CARA PENGUMPULAN/PENGUKU- RAN DATA 2. PLOT DATA MENGGUNAKAN SOFTWARE GRAFIK, DIANTARANYA EXCEL. LIHAT KECENDERINGAN KARAKTERISTIKNYA. 3. JIKA TIDAK MEMENUHI ASUMSI ANOVA SEPERTI BERSIFAT MULTIPLIKATIF LAKUKAN TRANSFOR- MASI DATA. 4. PILIH ALAT UJI HIPOTESIS YANG PALING SESUAI DENGAN KARAKTERISTIK DATA. 18

19 JENIS DATA diskret kontinu hubungan Tipe Pertanyaan? pendugaan/pembandingan Uji - X 2 (satu contoh dan 2 contoh) ya Apakah ada peubah bebas yang sebenarnya? tidak Perbedaan antar apa? (rerata atau ragam) ragam Analisis Regresi r - Pearson parametrik Analisis Korelasi r - Spearman non-parametrik Uji Barlett, dsb (uji homogenitas) Barapa jumlah group contoh? (2 group atau lebih) Uji-t & Uji-z Apakah sesuai asumsi? parametrik non-parametrik Uji Tanda, Uji Wilcoxon, dsb H 0 ditolak (p < α), uji lanjut, BNT, dsb. 2 group parametrik ANOVA > 2 group Apakah sesuai asumsi? non-parametrik Kruskal-Wallis, Friedman, dsb. 19

20 Uji Rerata Contoh Tests of Means 1-Contoh (H 0 : µ = µ 0 ) 2-Contoh (H 0 : µ 1 = µ 2 ) 2-Contoh atau lebih (H 0 : µ 1 = µ 2 = = µ t ) Apakah σ diketahui? uji beda Apakah contoh berpasangan? berpasangan tak-berpasangan Apakah σ 1 dan σ 2 diketahui? ANOVA ya 1-contoh Uji-Z tidak 1-contoh Uji-t 2-contoh Uji-Z ya ya takberpasangan Uji-t tidak σ 1 = σ 2? tidak 20

21 7 1. Kemungkinan dalam kenyataannya memang tidak terdapat beda antar rerata perlakuan yang dikaji. 2. Jika terjadi beda antar rerata perlakuan (in reality) sangat kecil dibandingkan kemampuan alat uji statistika yang digunakan untuk mendeteksinya. 3. Kemungkinan adanya high background noises. 4. Rancangan percobaan yang digunakan kurang sesuai (poor design), kurang mengindahkan prinsip dasar percobaan, i.e. lack of replication, lack of randomization. 21

22 8 1. PERCOBAAN FAKTOR TUNGGAL: * Perlakuan KUALITATIF (DISKRET) TABEL dan GRAFIK BALOK/BATANG * Perlakuan KUANTITATIF (KONTINYU) GRAFIK GARIS 2. PERCOBAAN FAKTORIAL: * Interaksi antar faktor yang dikaji GRAFIK DIMENSI GANDA dan TABEL DIMENSI GANDA (DUA ARAH) * Jika interaksi = NS sama dengan Percobaan Faktor Tunggal. 3. PERCOBAAN PENGAMATAN BERULANG, gunakan GRAFIK GARIS UNTUK MELIHAT TREND. 22