Prediksi cepat kadar air biji kopi menggunakan near infrared

Kadar air merupakan salah satu komponen kualitas kopi yang penting. Pada saat panen, kadar air biji kopi bisa diatas 60% dan harus diturunkan dikisaran 12%. Pada umumnya, penurunan kadar air dengan cara menjemurnya. Penjemuran bisa hanya 2 hari, atau bisa lebih dari seminggu, tergantung intensitas sinar matahari. Selain itu, teknik pascapanen kopi seperti pengolahan basah, semi basah dan kering, sangat mempengaruhi waktu pengeringan. Memang mengapa sih harus cepat dikeringkan? kalau tidak pada kondisi kadar air yang optimum, akan timbul jamur, dan diantaranya bisa mengandung ocratoxin, semacam aflatoxin pada kacang tanah, beda genre tapi sama-sama beracun dan bisa memicu kanker. Selain itu, satu saja biji kopi yang terserang jamur, misal dalam 1 kg biji (tentu perbandingan ini tergantung seberapa parah serangan dan enis jamur, bukan angka pasti), akan terasa saat cup testing. Bau apek, atau off flavor lain akan terdeteksi.

Prediksi cepat kadar air biji kopi hijau menggunakan near infrared. Makalah bisa didownload gratis di http://www.mdpi.com/2304-8158/6/5/38

Biji kopi produksi Indonesia seringkali hanya mencapai kadar air 14%, tidak heran jika dalam satu artikel menyebutkan biji kopi Indonesia termasuk salah satu yang mempunyai tingkat pencemaran jamur dan ocratoxin yang tinggi . Sampai saat ini, kandungan ocratoxin maksimal belum menjadi syarat dalam perdagangan, tapi ancang-ancang ke arah sana sudah mulai karena makin meningkatknya perhatian orang terhadap kesehatan. Kalau peraturan pembatasan penjualan biji kopi berdasakan kandungan ocratoxin, siap-siap harga kopi akan berfluktuasi (yang mungkin berarti harga turun bagi petani) karena sebagian produk petani kita belum memenuhi standar. Nah, sebab produksi biji kopi dari petani seringkali tidak memenuhi standar, seringkali juga harga ditingkat petani menjadi rendah (bahasa halus perdagangannya mendapat korting). Mengapa dikorting, karena produsen kopi pada tahap selanjutnya harus melakukan pengurangan sampai kadar air dibawah 12% serta mensortir biji kopi jelek yang terlanjur tersrang jamur. Hanya, terkadang, pedagang atau produsen melakukan korting sampai pada tahap tidak wajar dan cenderung merugikan petani yang tidak berdaya. Oleh karena itu, penting untuk terus meningkatkan kualitas kopi pada tingkat petani sehingga mereka memiliki posisi tawar bagus.

Selain pada tahap panen dan pascapanen, setelah kopi dalam bentuk  green bean, biji kopi harus disimpan sementara waktu, dan selama penyimpanan pun harus dipastikan kadar air maksimal 12%. Dan jika biji kopi tersebut akan ditransportasikan, harus dipastikan kadar air jauh dibawah 12%, misal 10%, karena harus menghitung seberapa jauh dan lama perjalanan, serta berapa % kemungkinan peningkatan kadar air selama dilakukan transportasi tersebut. Rumit? memang…. sebagian besar green bean ditransportasikan melalui laut, dengan perubahan cuaca, perubahan lintang yang berarti perubahan suhu dan kelembaban udara setiap saat, ini semua harus diperhitungkan agar ketika green bean sampai ditujuan sesuai dengan yang tercantum dikontrak. kalau tidak? pasti kena penalti alias denda. Misal, kita mengirim kopi 1 ton dengan kadar air 10%, nah kalau sampai ditujuan menjadi diatas 12%, ada kemungkinan terserang jamur selama perjalanan, akan merepotkan pada penangan selanjutnya dan ini berarti biaya. Lalu siapa yang harus menanggung biayanya? lagi-lagi biasanya petani yang terkena dampaknya 😦 .

Oke, setelah green bean sampai di tempat tujuan, apakah sudah selesai urusan dengan kadar air? ternyata tidak. Kondisi kadar air pada saat siap di roasting, sangat mempengaruhi kualitas hasil roasting. Jadi biji kopi yang sama tetapi berada pada kadar air yang berbeda, walau diroasting dengan metoda yang sama (waktu dan temperatur), hasilnya akan berbeda. Kondisi ini menjadi masalah bagi produsen kopi yang menghendaki hasil roasting kopi yang seragam.

Lalu, bagaimana caranya mengetahui kadar air? metode standar yaitu dengan menggunakan oven elektrik dengan pengaturan udara konstan dengan suhu 105 ◦C selama 16 jam. Ada metode lain yang lebih akurat tetapi ini yang paling masuk akal dan paling cepat serta disepakati oleh banyak negara, tetapi metode ini pun masih menyisakan sedikit kadar air yang tidak terukur (sekitar 0.2%). Permasalahnnya, produsen harus memeriksa ratusan karung biji kopi setiap hari, dan kapasitas oven paling hanya sekitar 10-16 sampel setiap kali pengukuran. Makin banyak sampel makin tidak akurat karena kapasitas pengeringan dan pengeluaran uap air oven ada batasnya.

Selain itu, dibutuhkan informasi cepat kadar air karena berhubungan dengan transaksi.  Lah kan lucu, mau jual beli, tapi keputusan harga baru besoknya karena menunggu hasil kadar air. Keburu “ditubruk” pembeli lain karena ketatnya persaingan untuk mendapatkan biji kopi. Sementara kalau terburu-buru beli, bisa-bisa yang kita beli adalah air. Tentu harga kopi dengan kadar air 12% harus beda dengan yang kadar airnya 14%, selisihnya 2% adalah air. Bayangkan kalau transaksi itu menyangkut satu kontainer yang kira-kira 15 ton, dikali 2%, dikali harga kopi (tergantung jenis dan origin, yang bisa berarti diantara 25-60 ribu, bisa lebih juga), itulah air yang kita beli, selain resiko biaya tambahan untuk pengeringan lanjutan dan sortasi biji kopi jelek atau yang terserang jamur, lebih-lebih lagi kerugiannya. Nah, kalau transaksinya puluhan kontainer per tahun? bisa pusing pala barbie, untung tak dapat diraih, malang tak dapat ditolak.

jadi jangan anggap sepele urusan selisih kadar air 1 atau 2 % itu. Nah, salah satu solusinya adalah pengukuran kadar air cepat. Tentu sudah ada dipasaran alat semacam ini, dan yah seperti yang diduga, paten dan buatan German, menggunakan prinsip kapasitas listrik (alatnya bisa menggunakan baterai). Jadi biji kopi yang mengandung air tersebut mempunyai kapasitas penyimpanan listrik tertentu jika dialiri listrik. Kelemahannya adalah alat tersebut tergantung situasi dan kondisi lingkungan. Oleh karena itu, alat tersebut dibuat berdasarkan lokasi, ada yang khusus edisi Indonesia dan negara lain. Dan jangan lupa, Indonesia juga luas bung, dengan kondisi ekologi yang berbeda. Belum ada penelitian mengenai keakuratan alat ini sih, karena ada keluhan di petani yang saya temui, bahwa kopi yang dibawa dari Jawa Barat, ketika sampai di Jakarta, dengan alat yang sama menghasilkan kadar air berbeda, ujung-ujungnya kena harga “korting”. Lagi-lagi yang dirugikan petani.

Alternatif lain, menggunakan near infrared. Sebenarnya sinar near infrared (NIR) di kisaran 700-2500 nm (batas gelombang NIR juga debateable tapi ini yang umum, serta bisa berarti sinar atau gelombang, sifat dualisme partikel, benar ga ya hehe??) hanya mendeteksi molekul organik dengan ikatan hidrogen. Prinsip kerjanya, ketika suatu benda (asumsinya mengandung molekul dengan ikatan hidrogen) di”tembakkan” NIR, maka pada panjang gelombang tertentu, ikatan tersebut akan menyerap sinar NIR tersebut (teorinya elektron tereksitasi bla bla bla 😉 ). Jadi, misal kita tembakkan 100% sinar, dan diujung ada sensor menyerap 100%  NIR berarti tidak ada ikatan hidrogen disitu. Dan jika yang sampai disensor misal hanya 90%, tinggal dihitung pada panjang gelombang berapa dan seberapa kuat, ikatan apa, molekul apa…. yah ini hanya penyederhanaan saja, karena tidak tepat perumpamaannya begitu secara ilmiah 🙂 .

Sebenarnya near infrared tidak mengukur kandungan air, tetapi ikatan O-H (ingat kan ya air merupakan H2O). Permasalahannya, yang punya ikatan hidrogen bukan hanya air dan ini yang membuat analysis data “sedikit” ribet. Anyway busway, setelah mendapat pemodelan untuk mengukur kadar air, perlu dipikirkan bagaimana caranya supaya model tersebut bisa diterapkan pada kehidupan nyata a.k.a industri kopi. Alat near infrared cenderung mahal (bisa berarti em em). Nah, kalau kita bisa “mengisolasi” beberapa panjang gelombang penting, maka dimungkinkan pada kemudian hari untuk perakitan alat portabel NIR yang murah meriah. Yah, penelitian ini masih tahap awal bingits, bisa-bisa ga selesai kuliah saya kalau sampai jadi alatnya hehehe… monggo dilanjutkan bagi yang berminat mengembangkan alat seperti ide diatas. Dan seberapa cepat NIR bisa mendeteksi kadar air? perkiraan saya, mulai dari loading biji kopi, pembacaan kadar air sampai unloading lagi untuk sample berikutnya bisa 1-2 menit saja, taruhlah 5 menit kalau santai-santai saja. Juga bisa diterapkan untuk online monitoring selama penyimpanan dan transportasi. Sebagai perbandingan, NIR sudah menjadi standar industri untuk pengukuran kadar air jagung dan kedelai di Amerika. Juga fungsi lain, bisa mengukur tingkat kemanisan melon atau semangka sekaligus sebagai dasar untuk sortasi dan grading di jepang. Jadi sangat memungkinkan jika NIR pada suatu waktu menjadi standar industri untuk komoditas kopi.

Nah, kalau bisa diterapkan, tentu ini masih butuh waktu, NIR bisa digunakan untuk mengukur kadar air, diskriminasi species (arabika dan robusta), kandungan gula, caffeine, chlorogenic acid. Penelitian saya selanjutnya mengenai discriminasi species dan origin dari kopi Jawa, tapi draft masih bolak balik direvisi hehehe, nantikan ya hasil nya, belum bisa ditampilkan saat ini.

 

Location: Göttingen, German

Time: May 2017

Advertisements

Leave a Reply

Fill in your details below or click an icon to log in:

WordPress.com Logo

You are commenting using your WordPress.com account. Log Out / Change )

Twitter picture

You are commenting using your Twitter account. Log Out / Change )

Facebook photo

You are commenting using your Facebook account. Log Out / Change )

Google+ photo

You are commenting using your Google+ account. Log Out / Change )

Connecting to %s