PENDAHULUAN Latar belakang. Manggis merupakan salah satu primadona ekspor buah-buahan segar, yang menjadi andalan Indonesia untuk meningkat pendapatan devisa Negara, dan memiliki pangsa pasar dan nilai ekonomis yang tinggi di luar negeri. Pasar buah manggis masih mempunyai peluang yang besar ini ditunjukkan oleh permintaan pasar yang masih relatif besar daripada penawarannya, hal ini berlaku untuk pasar di dalam negeri maupun pasar ekspor. Kemudian tingginya nilai ekonominya tercermin dari harga buah manggis yang relatif lebih tinggi apabila dibandingkan dengan harga buah-buahan lainnya. (Direktorat Tanaman Buah Direktorat Jenderal Bina Produksi Hortikultura, 2007). Harga buah manggis mungkin yang termahal diantara jenis buah-buahan tropis yang lain, kebanyakan buah disantap matang, jarang yang diproses lebih lanjut, mungkin karena adanya penurunan rasa dan aroma (Ashari, 1995) Manggis mempunyai peluang pasar yang cukup besar untuk ditingkatkan ekspornya, karena tidak banyak pesaing-pesaing di dunia yang sudah membudidayakan manggis dan bermain di pasar internasional, kecuali Thailand dan Malaysia. Oleh karena itu apabila ingin meraih peluang tersebut, manggis harus ditangani secara serius mulai dari budi daya, teknologi pasca panen sampai pemasarannya dan yang penting harus dikerjakan secara perkebunan. Negaranegara tujuan utama ekspor buah manggis Indonesia adalah Taiwan, Hongkong, Jepang, Singapura, Belanda, Perancis dan Arab Saudi. Ukuran buah manggis untuk ekspor masing-masing negara berbeda, menurut petani/pengepul buah manggis di Purwakarta negara-negara Eropa lebih suka yang berukuran besar dan negara-negara timur tengah suka yang berukuran agak kecil. Produksi manggis Indonesia dari tahun ke tahun mengalami peningkatan, pada tahun 1990 produksi 357.54 ton, tahun 1994 produksi 2 687.41 ton, pada tahun 2000 produksi manggis mencapai 26 400 ton dan meningkat tajam pada tahun 2003 sebesar 79 073 ton dan produksi pada tahun 2005 sebesar 64 711 ton. Namun dari total produksi manggis yang dihasilkan oleh petani, hanya sekitar 30
2 40 persen yang layak ekspor (Waruwu, et al, 1999). Hal ini disebabkan mutu buah manggis yang dihasilkan kurang baik, sehingga tidak memenuhi syarat untuk ekspor, maka pengembangan pemutuan manggis ekspor sangat diperlukan untuk meningkatkan jumlah dan menjamin manggis yang layak ekspor. Perkembangan ekspor manggis seperti pada Tabel 1. Tabel 1. Ekspor manggis Indonesia 2000 2005 Tahun Volume Nilai (US$ (10 3 ton) juta) 2000 7.18 5.89 2001 4.87 3.95 2002 6.51 6.99 2003 9.30 9.31 2004 3.04 3.03 2005 8.47 6.91 Sumber: Rusnas Buah 2006 Dewasa ini eksportir/pedagang pengepul mengumpulkan buah manggis dari petani, kemudian buah manggis disortasi secara manual berdasarkan pengalaman yang turun temurun, sortasi buah manggis yang dilakukan berdasarkan tingkat ketuaan dan sortasi pemutuan. Sortasi ketuaan dan sortasi pemutuan dengan cara manual ini sangat tergantung pada keadaan dan kondisi dari tenaga penyortir, yang juga jadi permasalahan adalah perbedaan persepsi masing-masing penyortir terhadap mutu buah, sehingga hasilnya kurang seragam dan waktunya lama karena dilakukan lebih dari satu kali. Sortasi berdasarkan tingkat ketuaan, dilakukan untuk menentukan lokasi pemasaran dimana tingkat ketuaan tinggi pemasarannya hanya untuk daerah yang dekat/lokal, sedangkan untuk ekspor digunakan buah manggis dengan tingkat ketuaan yang masih rendah. Sedangkan untuk sortasi pemutuan berdasarkan ukuran, disamping untuk memisahkan manggis yang tidak bisa diekspor juga biasanya digunakan untuk menentukan negara tujuan ekspor, timur tengah untuk buah yang berukuran kecil, sedangkan untuk negara lainnya yang berukuran besar. Sortasi mutu bagian dalam manggis saat ini dilakukan secara destruktif dengan jalan mengambil beberapa sampel kemudian dibelah. Pemutuan bagian dalam adalah melihat kerusakan bagian dalam yang terdiri dari getah kuning
3 (gambogen) pada permukaan daging buah, daging buah berwarna bening dan keras (transluscent) serta busuknya daging buah (decay). Kajian tentang sortasi buah manggis dilakukan secara sinergis oleh beberapa peneliti dengan beberapa fokus kajian yang tergabung dalam penelitian hibah pasca yang berjudul Pengembangan Manggis Otomatis Berbasis Teknik Pemeriksaan Secara Non-destruktif dan Jaringan Syaraf Tiruan, roadmap penelitian tercantum pada Gambar 1. Sitem Evaluasi Ultrasonik Sistem Evaluasi Citra Digital Perangkat keras Perangkat Lunak Prototipe Mesin Sortasi Otomatis Program Komputer Ultrasonik Program Komputer Citra digital Jaringan Syaraf Tiruan Sinergi Ultrasonik dan Citra digital Integrasi Perangkat keras dan Perangkat Lunak Karakteristik Mutu Dalam Sistem Mekanik Model Kontrol Karakteristik Mutu Luar Sistem Elektronik Modifikasi Rancangan 0 1 2 3 Tahun Keterangan: = Penelitian yang dilakukan Gambar 1. Roadmap penelitian pengembangan mesin sortasi dan pemutuan buah manggis segar Berdasarkan Gambar 1 terlihat bahwasanya terdapat beberapa tahapan penelitian, masing-masing tahapan dilakukan oleh beberapa peneliti. Fokus kajian dalam penelitian ini adalah menentukan karakteristik mutu luar dan mutu dalam buah manggis, dengan jalan melakukan sistem evaluasi citra digital dengan program komputer citra digital, sedangkan untuk evaluasi sistem ultrasonik dilakukan oleh peneliti lain. Hasil dari sistem evaluasi citra digital ini dikaji lebih lanjut untuk menyusun perangkat lunak mesin sortasi dengan sinergi ultrasonik
4 dan citra digital menggunakan jaringan syaraf tiruan. Hasil sistem evaluasi ini juga digunakan untuk menyusun perangkat keras mesin sortasi manggis yang diteliti lebih mendalam oleh peneliti yang lainnya. Kajian tentang mutu luar dan mutu dalam sangat penting dilakukan untuk mendapatkan metode penanganan pasca panen yang lebih cepat dengan tingkat kesalahan yang relatif rendah untuk mengganti metoda manual yang dilakukan selama ini. Alasan pemilihan teknik pengolahan citra untuk pemutuan luar karena kriteria dan persyaratan sortasi bisa dinilai secara visual, sedangkan untuk menentukan mutu bagian dalam buah manggis menggunakan teknologi gelombang ultrasonik. Metoda citra dan gelombang ultrasonik ini merupakan metoda kualitatif secara non-destruktif (tanpa merusak bahan). Aplikasi teknik pengolahan citra di bidang pertanian telah banyak dilakukan antara lain oleh Chaerle dan Straeten (2001) menggunakan citra digital untuk memonitor tumbuhan sehat, Quevedo (2002) menganalisa tekstur citra digital untuk melihat keadaan permukaan dan struktur mikro dari sel kentang, Gay, Berruto dan Piccarolo (2002) menggunakan citra untuk pemutuan buah, Jahns, Nielsen dan Paul (2001) menganalisis atribut citra untuk pemutuan tomat. Sedangkan gelombang ultrasonik telah digunakan untuk menentukan sifat buah apel (Garret dan Furry 1992), pemeriksaan kekerasan buah alpukat (Mizrach et al., 1998), kematangan buah tomat cherry (Trisnobudi 1998), sedangkan Galili et al. (1993) untuk kekerasan buah alpokat,. Cheng dan Haugh (1994) menerapkan ultrasonik moment untuk mendeteksi kerusakan dalam pada kentang, Budiastra et al. (2002) melakukan pengukuran gelombang ultrasonik pada manggis utuh serta Haryanto et al. (2001) untuk melihat kematangan dan rusaknya buah durian. Hubungan antara parameter mutu dengan kelompok mutu produk pertanian biasanya sangat komplek, oleh sebab itu diperlukan suatu teknik yang dapat menggambarkan hubungan tersebut secara baik seperti yang dilakukan oleh otak manusia. Jaringan syaraf tiruan (JST) merupakan sebuah struktur komputasi yang dikembangkan dari proses sistem jaringan syaraf biologi di dalam otak. Pada dasarnya JST terdiri dari beberapa lapisan node yaitu sebuah lapisan masukan,
5 lapisan tersembunyi dan sebuah lapisan keluaran, unit komputasi yang paling sederhana dalam setiap lapisan disebut node dan terhubung satu sama lain. Keuntungan dari metode JST adalah dapat membangun fungsi non linier dan hanya memerlukan data masukan dan keluaran tanpa mengetahui dengan jelas proses dalam jaringan. Hal ini cocok diterapkan pada data citra dan data ultrasonik. Turban et al. (2005) jaringan syaraf tiruan dapat dengan cepat mengidentifikasi pola untuk menghasilkan arah tindakan yang direkomendasikan., sedangkan Pandjaitan (2007) mengemukakan jaringan syaraf tiruan merupakan suatu sistem komputasi yang dibuat dari sejumlah elemen pemroses yang sederhana dan saling diinterkoneksikan untuk memproses informasi melalui masukan dari luar dan mampu merespon keadaan yang dinamis. JST telah banyak diaplikasikan dalam bidang pertanian, karena jaringan syaraf tiruan efektif untuk memecahkan berbagai permasalahan seperti pengidentifikasian sampel (termasuk suara dan citra), klasifikasi, peramalan serta pemecahan permasalahan kombinatorial, adaptif control dan multisensor data fusion. Selain itu Jaringan syaraf tiruan mampu memecahkan permasalahan dimana hubungan antara masukan dan keluaran tidak diketahui dengan jelas. Penelitian yang pernah dilakukan seperti optimasi kontrol manajemen irigasi, model sensor terhadap daging sapi, memprediksi kadar air tanah, prediksi hubungan suhu dan kelembaban tanah tanpa perlu mengetahui konduktifitas difusifitas panas bulk density. Permasalahan Permasalahan utama pada buah-buahan musiman termasuk buah manggis adalah proses matang buah tidak serentak hal ini disebabkan bunga manggis tidak muncul sekaligus, disamping itu ukuran buah juga tidak seragam. Sehingga sortasi dan grading atau pemutuan merupakan salah satu proses penanganan pasca panen yang sangat penting. Menurut Akamine et al. (1993) bahwa Buah-buahan dan sayur-sayuran mempunyai variasi mutu yang luas, yang disebabkan oleh faktor genetik, lingkungan dan agronomi. Sortasi mutu diperlukan untuk mendapatkan keuntungan yang memadai sesuai dengan mutu buah dan sayuran..
6 Saat ini proses pemutuan buah manggis ditingkat petani/pedagang pengepul masih dilakukan secara manual, kelemahan pemutuan secara manual menurut Budiastra (2002) adalah sering tidak sesuainya mutu bagian dalam dan bagian luar buah, juga pemutuan buah-buahan segar secara manual cendrung tidak seragam. Permasalahan penting lainnya adalah pemutuan bagian dalam dari buah manggis. Mutu bagian dalam dari buah manggis merupakan hal penting karena hal ini sering menyebabkan terjadinya klaim konsumen yang berujung penolakan terhadap buah manggis waktu diekspor, karena ada buah manggis permukaan kulit bagian luarnya mulus tetapi daging buahnya mengalami kerusakan seperti busuk, daging buah bening atau daging buah ada getah kuningnya seperti Gambar 2. Pemutuan bagian dalam yaitu memisahkan manggis yang bagus dengan manggis yang rusak Jenis kerusakan buah manggis bagian dalam antara lain getah kuning pada daging buah, daging buah bening, serta adanya daging buah yang busuk. Gambar 2. Buah manggis rusak bagian dalam Pemutuan bagian dalam buah manggis yang dilakukan saat ini adalah secara destruktif dengan jalan mengambil beberapa sampel kemudian dibelah untuk melihat keadaan bagian dalam buah manggis, sehingga ini tidak efektif karena buah manggis yang dipasarkan bukanlah buah yang telah diperiksa/diuji mutunya. Tujuan Penelitian
7 Penelitian ini mempunyai tujuan mengembangkan pemutuan manggis secara nondestruktif dengan jaringan syaraf tiruan. Parameter yang digunakan adalah hasil dari pengolahan citra dan kecepatan gelombang ultrasonik. Tujuan yang lebih spesifik adalah: 1. Mencari hubungan sifat fisiko kimia buah manggis dengan parameter mutu yang diukur dengan teknik citra digital dan gelombang ultrasonik 2. Menentukan parameter pemutuan dan sortasi buah manggis berdasarkan SNI dengan teknik pengolahan citra digital dan teknik ultrasonik. 3. Merancang jaringan syaraf tiruan untuk pemutuan dan sortasi buah manggis. 4. Melakukan validasi rancangan jaringan syaraf tiruan untuk pemutuan manggis. Manfaat Penelitian Manfaat yang diharapkan dari penelitian ini adalah sebagai berikut: 1. Hasil pemutuan buah manggis menjadi lebih terjamin. 2. Peningkatan mutu dan jumlah volume manggis ekspor.