Determination of Water Content and Piperine Content of Black Pepper (Piper Nigrum L.) Using Near Infrared Spectroscopy (NIRS)

Lada hitam merupakan salah satu komoditas rempah yang paling banyak diekspor oleh Indonesia. Kandungan utama lada hitam adalah piperin yang mempengaruhi tingkat kepedasan lada hitam dan dapat digunakan untuk menentukan kualitas lada hitam. Penentuan kandungan kimia lada hitam masih dilakukan dengan cara kimia di laboratorium yang membutuhkan waktu lama untuk mengetahui hasilnya, biaya pengujian yang mahal karena penggunaan alat dan bahan kimia, serta memerlukan penyiapan sampel yang rumit. Tujuan dari penelitian ini adalah untuk mengetahui kadar air dan kandungan piperine pada lada hitam dengan menggunakan metode NIRS menerapkan metode PLS (Partial Least Square) dan PCR (Principal Component Regression). FT-NIR Spectrometer tipe NIRFlex N-500 dengan rentang panjang gelombang 1000-2500 digunakan untuk mengukur 30 sample bubuk lada hitam. Data spektrum NIRS diproses terlebih dahulu dengan metode normalisasi, SNV, MSC, dan de-Trending, sedangkan metode kalibrasi yang digunakan adalah PLS dan PCR. Hasil penelitian menunjukkan bahwa pendugaan kadar piperin terbaik menggunakan metode PLS dengan data spektrum asli pada faktor 8 (r = 0,87; SEC = 0,42 %; SEP = 0,44 %; CV = 5,79 %; RPD = 1,77 dan konsistensi = 97,46 %), sedangkan pendugaan kadar air lada hitam terbaik diperoleh dengan metode PCR dengan data spektrum menggunakan normalisasi pretreatment pada faktor 15 (r = 0,85; SEC = 0,32 %; SEP = 0,29 %; CV = 2,79 %, RPD = 1,90 dan konsistensi = 108,96 %).Black pepper is one of the most widely exported spice commodities by Indonesia. The main content of black pepper is piperine which affects the spiciness of black pepper and can be used to determine the quality of black pepper. Determination of the chemical content of black pepper is still carried out by chemical methods in the laboratory which takes a long time to find out the results, the test costs are expensive due to the use of tools and chemicals and requires complicated sample preparation. The purpose of this study was to determine the water content and piperine content in black pepper using the NIRS method using the PLS (Partial Least Square) and PCR (Principal Component Regression) methods. FT-NIR Spectrometer type NIRFlex N-500 with wave length of 1000-2500 was used to measure 30 samples of black paper powder.  NIRS spectrum data were pre-processed by normalization, SNV, MSC, and de-Trending methods, while the calibration methods used are PLS and PCR. The results showed that the best estimation of piperine levels was using the PLS method with the original spectrum data at a factor of 8 (r = 0.87; SEC = 0.42 %; SEP = 0.44 %; CV = 5.79 %; RPD = 1 .77 and consistency = 97.46 %), while the best estimation of the water content of black pepper was obtained using the PCR method with spectrum data using normalization pretreatment at a factor of 15 (r = 0.85; SEC = 0.32 %; SEP = 0, 29 %; CV = 2.79 %; RPD = 1.90 and consistency = 108.96 %)