METODOLOGI PENELITIAN

Transkripsi

1 METODOLOGI PENELITIAN Waktu dan Tempat Penelitian dilakukan di Laboratorium Teknologi Pengolahan Pangan dan Hasil Pertanian (TPPHP) Departemen Tteknik Pertanian, Fak. Teknologi Pertanian IPB, Laboratorium Terpadu IPB, Laboratorium Ilmu dan Teknologi Pakan Departemen Ilmu Nutrisi dan Teknologi Pakan, Fak. Peternakan IPB dan Laboratorium Nutrisi Unggas, Fak. Peternakan IPB. Lamanya penelitian dari Maret sampai Desember tahun Alat dan Bahan Bahan utama yang digunakan adalah tepung ikan yang diperoleh dari poultry shop yang ada di beberapa daerah Indonesia dan industri pakan ternak. Sistem NIR merupakan modifikasi dari rancangan Budiastra et al. (1995). Sistem ini terdiri dari unit optik dan unit elektronik yaitu : lampu halogen 150 watt (AT-100GH), pemutus cahaya (Chopper, AT-100CH), Penyaring cahaya (Light Filter) Monokromotor (grating monochromator, SPG-100IR), Pengumpul Cahaya (integrating sphere, ISR-200), yang terdiri dari; Sensor dan lensa optik serta sensor Pbs, penguat (Lock in Amplifier, AT-100AM), Interface (FCL 812 PG), rangkaian keluaran digital, komputer. Ayam broiler jantan sebanyak 53 ekor periode finisher, kandang metabolis, tempat air minum dan pakan yang dibutuhkan selama masa adaptasi.

2 18 Gambar 4. Peralatan Near Infrared (NIR) MONOKROMATOR CERMIN FILTER INTEGRATING SPHERE SENSOR LAMPU HALOGEN CHOPPER MOTOR CONT SAMPEL Penguat DO KOMPUTER ADC Gambar 5. SistemPengukuranNIR Ket : CONT : Motor Contoller DO : Digital Output ADC : Analog Digital Converter

3 19 Sistem NIR dihubungkan dengan komputer dan dijalankan oleh perangkat lunak bahasa C++ (Budiastra dan Suroso, 2004 ) yang terdiri dari tiga program yaitu program untuk menjalankan motor, program pengkonversi data dari analog ke digital dan program yang menampilkan data sebagai tampilan grafik hasil pengukuran. Prosedur Penelitian 50 Sampel 2 3dari total sampel 1 3 dari Total sampel Scanning NIR tepung ikan dengan berbagai panjang gelombang Analisis energi metabolis tepung ikan dengan metode kimia Scanning NIR tepung ikan dengan berbagai panjang gelombang Analisis energi metabolis tepung ikan dengan metode kimia Pengkondisian data, turunan log 1 R penormalan transformasi Penentuan energi metabolis penentuan mutu Pengkondisian data, turunan log 1 R penormalan transformasi Penentuan energi metabolis penentuan mutu Penentuan kalibrasi validasi Standard Error validasi Gambar 6. Prosedur Pengujian Sistem Near Infrared

4 20 Metode yang digunakan dalam penelitian antara lain adalah sebagai berikut : Pengukuran Pantulan Spektrum Sistem NIR merupakan modifikasi dari rancangan Budiastra et al. (1995). Sebelum dilakukan pengukuran, alat (sistem NIR) dinyalakan dan dibiarkan terlebih dahulu selama kurang lebih 30 menit sampai 1 jam. Celah masuk pada monochromator diatur sebesar 50µm, penguatan (gain) sebesar 100, waktu tanggap sedang dua (mid 2) untuk panjang gelombang 900 nm sampai 2000 nm dan intensitas cahaya diatur pada posisi 13, gain sebesar 200, tombol Pbs dan LNR diaktif. Filter yang digunakan untuk menyaring cahaya yang masuk dalam chopper yaitu lensa dengan kode 046 untuk panjang gelombang nm dan kode 048 untuk panjang gelombang nm. Pengukuran pantulan ini dilakukan dengan cara mengukur standar putih terlebih dahulu kemudian dilanjutkan dengan pengukuran sampel (tepung ikan) sebanyak secukupnya untuk setiap pengukuran dengan cara menempatkannya pada unit deteksi. Cahaya dari lampu halogen pertama dipotong pada laju sebesar 270 Hz oleh pemotong (chopper) dan cahaya disaring oleh penyaring gangguan (interference) sebelum masuk kedalam monochromator dan mengenai sampel. Pantulan cahaya dari sampel akan dikumpulkan oleh integrating sphere, ditangkap oleh sensor yang kemudian dikonversi dari analog ke digital oleh A/D converter. Komputer mengirim sinyal digital ke motor untuk melakukan pemindaian gelombang NIR dan pengukuran pantulan dilakukan lagi dan seterusnya hingga pemindaian gelombang NIR selesai. Selanjutnya sifat pantulan dihitung, grafik spektrum diperagakan dan data direkam. Pemantulan dihitung dengan menggunakan persamaan sebagai berikut: R = V contoh V standar Dimana V contoh = tegangan pantulan contoh/sampel (volt) V standar = tegangan pantulan standar putih (volt) Data absorbansi diperoleh dengan cara mentransformasikan nilai reflektan/pantulan kedalam bentuk log (1/R).

5 21 Penentuan Kandungan Energi Metabolis Energi Metabolis (EM) juga ditentukan dengan metode Sibbald dan Wolynetz (1985) berdasarkan energi yang dikonsumsi dikurangi dengan energi keluar bersama ekskreta. Energi yang dikonsumsi ditentukan dengan jumlah ransum yang dikonsumsi dikali dengan kandungan energi ransum tersebut yang diukur dengan bomb calorimeter. Energi ekskreta diperoleh dengan mengumpulkan ekskreta ayam broiler yang diberi perlakuan tepung ikan. Sebagai nilai acuan untuk mendapatkan nilai energi metabolis adalah dengan melakukan pencekokan terhadap 53 ekor ayam broiler dengan memberikan masing-masing 30 gram tepung ikan yang berbeda, pengumpulan ekskreta, pengeringan ekskreta, membersihkan ekskreta dari bulu dan kotoran lain, digiling dan pengujian laboratorium (Sibbald, 1976) Penentuan energi bruto dilakukan dengan menggunakan bom kalorimeter (AOAC, 1999). Ayam broiler jantan umur 6 minggu jenis CP 707 diberi pakan perlakuan selama 2 hari untuk masa adaptasi. Setelah masa adaptasi, ayam dipuasakan dari makan selama 24 jam. Ekskreta dikumpulkan setiap 2 jam selama 24 jam. Setiap pengumpulan ekskreta disimpan di dalam freezer, selanjutnya dikeringkan dengan oven pada suhu 60 0 C. Sebelum dikeringkan feses segar ditimbang dulu untuk penentuan kadar air. Setelah kering, sampel ekskreta dibersihkan dulu, terutama dari kontaminasi bulu-bulu halus ayam, kemudian ditimbang dan digiling. Kandungan energi ekskreta diukur dengan bomb calorimeter. Energi metabolis ditentukan dengan rumus berikut : Energi Metabolis semu = (E. kons E. ekskreta)/ kons. ransum Penggunaan metode Sibbald ini dalam menghitung Energi metabolis digunakan sebagai pembanding dari hasil yang diperoleh dengan menggunakan Near Infrared. Metode Analisa Energi Bruto Metoda analisis yang digunakan adalah AOAC tahun Prinsip dasar pada metode ini yaitu menentukan jumlah Energi Bruto (EB) atau Gross Energy (GE) suatu bahan,makanan ternak ataupun ransum. Bahan kimia dan alat : Na 2 CO 3, Aquadest, Kawat Platina, Indikator Methil Orange, Erlenmenyer, Bomb Calorimeter, Seperangkat alat titrasi dan botol semprot.

6 22 Metode Analisa : 1. Sample dalam bentuk pellet ditimbang 0,5 1 gram. 2. Sample dimasukkan ke dalam cawan kecil, kemudian dilewatkan kawat platina sepanjang 10 cm dan dimasukkan lagi ke dalam bomb calorimeter. 3. Sebelum diisi gas oksigen sebanyak 25 atmosfer, bomb calorimeter diisi dengan aquadest sedikit. 4. Bomb calorimeter dimasukkan ke dalam jaket yang sudah diisi air kemudian ditutup. Suhu distabilkan dengan memutar tombol. Setelah stabil dicatat sebagai suhu awal (a). 5. Sample dibakar dengan menekan tombol atau knop dan dibiarkan selama 5 menit. Kemudian suhu distabilkan kembali dengan memulai tombol suhu. Suhu yang sudah stabil dicatat sebagai suhu akhir. 6. Cawan dan tabung bom kalorimeter dibilas dengan aquadest yang telah dicampuri dengan indikator methil orange. Air bilasan titrasi dengan Na 2 CO 3 (Natrium Carbonat). 7. Kawat platina yang terbakar diukur sebagai k kalori. Untuk mendapatkan jumlah Energi Bruto (EB) suatu bahan makanan ternak ataupun ransum maka dipergunakan rumus sebagai berikut : ( b a) x2589 k ti Energi Bruto (EB) = Dimana : Berat sample = X kalori/ gram. b = suhu akhir 0 F a = suhu awal 0 F k = kawat platina terbakar (kalori) ti = volume Na 2 CO 3 yang digunakan untuk mencapai titik akhir titrasi. w = 2589 (Water Equivalent)

7 23 Pengolahan dan Analisis Data Data-data yang diperoleh dianalisis dengan menggunakan bantuan program statistika komputer antara lain adalah SPSS, Minitab dan Microsoft Excel. Pada penelitian ini analisis menggunakan perangkat lunak Minitab 11 for windows dan Minitab Realese 13.3 for Windows. Keluaran Regresi Linier Berganda (RLB) adalah persamaan kalibrasi antara reflektan/absorban NIR dengan nilai bioassay yang memiliki koefisien determinasi tinggi dan standard error yang rendah (Ratnawati, 2004) dan keluaran Principal Component Regression (PCR) adalah persamaan kalibrasi antara absorban NIR dengan nilai bioassay yang memiliki standard error yang rendah dan koefisien variasi yang kecil. Validasi bertujuan untuk menguji kemampuan RLB dan PCR untuk memprediksi kandungan gizi berdasarkan data reflektan/absorban NIR bahan. Proses validasi pada analisis RLB menggunakan 15 sampel. Parameter keberhasilan dilihat dari standard error prediksi (SEp) dan koefisien variasi (CV). Analisis data meliputi kalibrasi dan validasi pantulan (R) maupun data absorbansi (log 1/R). Dari seluruh sampel yang diukur akan dibagi dua bagian yaitu untuk proses kalibrasi dan validasi. Jumlah sampel untuk kalibrasi sebanyak 2/3 total sampel sedangkan jumlah sampel validasi sebanyak 1/3 total sampel. ] Kalibrasi Metode Regresi Linier Berganda Proses kalibrasi ini dilakukan untuk menentukan hubungan antara energi metabolis tepung ikan dengan data reflektan NIR maupun dengan data absorbansi NIR. Persamaan kalibrasi dapat dibangun dengan menggunakan persamaan regresi linier berganda (Mattjik dan Sumertajaya, 2002): Y = a+b 1 X 1 +b 2 X 2 + +b n X n Dimana : Y : kandungan energi bruto/energi metabolis a dan b: konstanta regresi X : reflektan/ absorbansi pada panjang gelombang tertentu.

8 24 Pemilihan panjang gelombang yang tepat untuk pendugaan energi metabolis tepung ikan dapat dilakukan dengan beberapa metode dari proses regresi, seperti metode stepwise, backward eliminatation, forward dan sebagainya. Pada penelitian ini metode yang digunakan adalah metode stepwise. Metode Principal Component Regression (PCR) Principal Component Regression (PCR) merupakan analisis statistika peubah ganda yang dapat digunakan untuk keperluan mereduksi sejumlah peubah asal menjadi beberapa peubah baru yang bersifat ortogonal dan tetap mempertahankan total keragaman yang besar dari peubah asalnya. Hasil analisis berupa akar ciri, vektor ciri, proporsi dan proporsi komulatif total keragaman yang diterangkan oleh masing-masing komponen serta skor komponen. Persamaan kalibrasi dapat dibangun dengan menggunakan persamaan principal component regression (Mattjik dan Sumertajaya, 2002): Y = a + b p 1 + c p 2 + d p n p n Dimana : Y : kandungan energi bruto/energi metabolis a, b, c, : konstanta p : komponen utama pada panjang gelombang tertentu. b. Validasi Setelah didapatkan model persamaan kalibrasi, dilakukan proses validasi dengan menggunakan sisa data yang lain. Data tersebut dimasukkan ke dalam persamaan kalibrasi, sehingga diperoleh data kandungan energi metabolis dugaan NIR. Data kandungan energi metabolis dugaan NIR akan divalidasi dengan data hasil pengujian secara kimiawi / bom kalorimeter di laboratorium kimia dan dibuat hubungan antara keduanya. Setelah itu akan dihitung standard error of validation (SE p ), Coefficient of Variability (CV) dengan menggunakan persamaan sebagai berikut:

9 25 2 SE p = ( ( Y ) ) / n YNIR SE CV = x 100% Y Dimana : SE p : standard error validasi (Kkal/Kg), Y NIR Y n : nilai energi bruto/energi metabolis dugaan NIR (Kkal/Kg). : nilai energi bruto/energi metabolis dengan analisis proksimat (Kkal/Kg). : jumlah sampel (buah). CV : koefisien keragaman (%).