IDENTIFIKASI PEMALSUAN SUSU KAMBING MELALUI
UJI SIFAT LISTRIK
WAHID SIDIK S
DEPARTEMEN FISIKA
FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM INSTITUT PERTANIAN BOGOR
PERNYATAAN MENGENAI SKRIPSI DAN SUMBER
INFORMASI SERTA PELIMPAHAN HAK CIPTA
Dengan ini saya menyatakan bahwa skripsi yang berjudul identifikasi pemalsuan susu kambing melalui uji sifat listrik adalah benar karya saya dengan arahan pembimbing bapak Irmansyah dan ibu Irma Isnafia Arief, serta belum diajukan kepada perguruan tinggi manapun. Sumber informasi yang berasal atau dikutip dari karya yang diterbitkan maupun yang tidak diterbitkan dari penulis lain telah dicantumkan dalam Daftar Pustaka di bagian akhir skripsi ini.
Dengan ini saya melimpahkan hak cipta dari karya tulis ini kepada Institut Pertanian Bogor.
Bogor, Mei 2013
Wahid Sidik S
ABSTRAK
WAHID SIDIK S, identifikasi pemalsuan susu kambing melalui uji sifat listrik. Dibimbing oleh Dr. Ir IRMANSYAH, M.Si dan Dr. IRMA ISNAFIA ARIEF, S.Pt, M.Si.
Susu kambing merupakan salah satu bahan pangan yang memiliki nutrisi tinggi. Dalam beberapa periode ini banyak kasus pencampuran bahan makanan dengan bahan lain. Susu termasuk dalam kategori yang rentan untuk dipalsukan. Pemalsuan susu yang sering dengan penambahan air, air cucian beras, air tajin, dan santan. Salah satu upaya untuk mengidentifikasi pemalsuan ini dengan menguji sifat listrik dari susu murni dan susu yang telah dipalsukan. Dari penelitian yang dilakukan, susu yang dicampurkan dengan air, air beras, air tajin, dan santan memiliki korelasi antara konsentrasi bahan tambahan dengan impedansi, resistansi, dan konduktansi yang dimiliki sampel. Semakin besar konsentrasi bahan penambah maka nilai dari impedansi dan resistansinya akan meningkat, namun nilai konduktansinya semakin menurun. Untuk kapasitansi yang diukur tidak memiliki korelasi dengan penambahan konsentrasi bahan penambah. Dengan demikian pemalsuan susu yang ditambah air, air cucian beras, air tajin, dan santan dapat identifikasi dengan mengukur impedansi, resistansi, dan konduktansinya.
Kata kunci : susu kambing, impedansi, kapasitansi, resistansi, konduktasi
ABSTRACT
WAHID SIDIK S, identification adulteration of goat’s milk by electrical properties measurements. Supervised by Dr. Ir IRMANSYAH, M.Si and Dr. IRMA ISNAFIA ARIEF, S.Pt, M.Si.
Goat's milk is one of the foods that have high nutritional. In this period there are some cases of foodstuffs by mixing with other materials. Milk is included in the vulnerable category to forge. Adulteration of milk that often with the addition of water, rice water, starch water, and coconut milk. One of the efforts to identify these case by examining the electrical properties of pure milk and milk that had been forged. From the research, milk that has been mixed with water, rice water, starch water, and coconut milk have correlation between concentration of additive with impedance, resistance, and conductance of the sample. The greater the concentration of the additive, impedance and resistance will increase, but the conductance decreases. The measured capacitance has no correlation with the concentration of additive. Thus adulteration of milk with addition of water, rice water, starch water, and coconut milk can be identified by measuring the impedance, resistance, and conductance.
IDENTIFIKASI PEMALSUAN SUSU KAMBING MELALUI
UJI SIFAT LISTRIK
WAHID SIDIK S
Skripsi
Sebagai salah satu syarat untuk memperoleh gelar Sarjana Sains
pada Departemen Fisika
DEPARTEMEN FISIKA
FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM
INSTITUT PERTANIAN BOGOR
BOGOR
Judul : Identifikasi Pemalsuan Susu Kambing melalui Uji Sifat Listrik Nama : Wahid Sidik S
NIM : G74090027
Disetujui oleh
Dr. Ir. Irmansyah, M.Si
Pembimbing 1
Dr. Irma Isnafia Arief, S.Pt, M.Si
Pembimbing 2
Diketahui oleh
Dr. Akhiruddin Maddu, M.Si
Ketua Departemen Fisika
PRAKATA
Segala puji hanya untuk Allah SWT yang menciptakan segala sesuatunya dengan keteraturan. Tak lupa shalawat dan salam kepada utusannya Muhammad SAW sebagai pembawa risalah kenabian dan ilmu pengetahuan.
Alhamdulillah, Penelitian tugas akhir dengan judul identifikasi pemalsuan susu kambing melalui uji sifat listrik,akhirnya dapat diselesaikan dengan baik. Ucapan terimakasih juga penulis sampaikan kepada :
1. Ayah dan Ibu, Sukarmin dan Sukinah atas dukungan serta doa tulusnya yang telah diberikan selama proses belajar di IPB. Adikku Ulfa yang selalu memberikan inspirasi, semangat, dukungan, canda dan kebersamaan.
2. Bapak Irmansyah, Alm. Ibu Rarah dan Ibu Irma atas kesabarannya sebagai Dosen Pembimbing dengan terus memberikan bimbingan, saran, dan motivasi. Segenap dosen fisika yang telah banyak memberikan ilmunya.
3. Bapak Indro dan Bapak Firman yang telah membantu selaku KOMDIK di Departemen Fisika IPB.
4. Halaqah, Mas Aryo, Okta Dwi P, Cici A, dan Jenal yang telah senantiasa menyemangati selama ini.
5. Seluruh civitas Departemen Fisika IPB, Fakultas MIPA, Fisika 46, KMF, HIMAFI, pejuang Serum-G IPB, BRIGADE G-14 atas kenangan dan kebersamaan kita selama ini.
6. Semua pihak yang telah menemani, menginspirasi, menyemangati, memberikan masukan mengkritik penulis sepanjang perjalanan menuntut ilmu hingga terselesaikannya skripsi ini.
Semoga Allah membalas semuanya dengan yang lebih baik, agar silaturahmi kita tetap terjaga tanpa batas waktu. Dan semoga tulisan ini dapat memberi manfaat yang seluas-luasnya.
Bogor, Juni 2013
DAFTAR ISI
Halaman
DAFTAR GAMBAR ... viii
DAFTAR TABEL ... viii
DAFTAR LAMPIRAN ... ix
PENDAHULUAN ... 1
Latar Belakang ... 1
Perumusan Masalah ... 2
Tujuan Penelitian ... 2
Hipotesis ... 2
TINJAUAN PUSTAKA ... 2
Susu Kambing ... 2
Konduktivitas Listrik ... 4
Kapasitansi ... 5
Impedansi ... 6
METODOLOGI PENELITIAN ... 7
Waktu dan Tempat Pelaksanaan ... 7
Alat dan Bahan Penelitian ... 7
Prosedur Penelitian ... 7
HASIL DAN PEMBAHASAN ... 9
Sifat Fisik-Kimia dan Sifat Listrik Susu Kambing ... 9
Sifat Listrik Bahan Penambah ... 10
Sifat Listrik Susu Kambing dengan Penambahan ... 11
Impedansi ... 11
Kapasitansi ... 13
Resistansi ... 16
Konduktansi... 18
SIMPULAN DAN SARAN 20 Simpulan ... 20
Saran ... 21
DAFTAR PUSTAKA ... 21
DAFTAR GAMBAR
Halaman
1 Plat Kapasitor Menggunakan Papan PCB ... 7 2 Diagram Alir Penelitian ... 8 3 Hubungan Impedansi dengan Konsentrasi
Bahan Penambah pada Sampel Susu IPTP ... 11 4 Hubungan Impedansi dengan Konsentrasi
Bahan Penambah pada Sampel Susu INTP ... 12 5 Hubungan Impedansi dengan Konsentrasi
Bahan Penambah pada Sampel Susu Darul Falah (DF) ... 13 6 Hubungan Kapasitansi dengan Konsentrasi
Bahan Penambah pada Sampel Susu IPTP ... 14 7 Hubungan Kapasitansi dengan Konsentrasi
Bahan Penambah pada Sampel Susu INTP ... 15 8 Hubungan Kapasitansi dengan Konsentrasi
Bahan Penambah pada Sampel Susu Darul Falah (DF) ... 15 9 Hubungan Rsistansi dengan Konsentrasi
Bahan Penambah pada Sampel Susu IPTP ... 16 10 Hubungan Resistansi dengan Konsentrasi
Bahan Penambah pada Sampel Susu INTP ... 17 11 Hubungan Resistansi dengan Konsentrasi
Bahan Penambah pada Sampel Susu Darul Falah (DF) ... 17 12 Hubungan Konduktansi dengan Konsentrasi
Bahan Penambah pada Sampel Susu IPTP ... 18 13 Hubungan Konduktansi dengan Konsentrasi
Bahan Penambah pada Sampel Susu INTP ... 19 14 Hubungan Konduktansi dengan Konsentrasi
Bahan Penambah pada Sampel Susu Darul Falah (DF) ... 19
DAFTAR TABEL
Halaman
1 Syarat Mutu Susu Segar Menurut SNI 01-3141-1998 ... 3 2 Komposisi Susu Hewan Ternak dan Manusia ... 4 3 Hasil Pengujian Susu Kambing dengan Milkotester ... 9 4 Sifat Listrik Susu Kambing
Pada Frekuensi 23.583 kHz ... 9 5 Sifat Listrik Bahan Penambah
DAFTAR LAMPIRAN
Halaman
1 Grafik Sifat Listrik Susu dengan Penambahan
pada Frekuensi 42 Hz ... 23 2 Grafik Sifat Listrik Susu dengan Penambahan
pada Frekuensi 479 Hz ... 24 3 Grafik Sifat Listrik Susu dengan Penambahan
pada Frekuensi 1.27 kHz ... 25 4 Grafik Sifat Listrik Susu dengan Penambahan
pada Frekuensi 165.406 kHz ... 27 5 Grafik Sifat Listrik Susu dengan Penambahan
pada Frekuensi 438.055 kHz ... 28 6 Grafik Sifat Listrik Susu dengan Penambahan
pada Frekuensi 1.887 MHz ... 29 7 Nilai Sifat Fisik-Kimia dan Sifat Listrik Susu
1
PENDAHULUAN
Latar Belakang
Keamanan suatu bahan pangan saat ini menjadi hal yang sering
dibicara-kan. Hal ini karena pangan merupakan suatu hal yang berpengaruh langsung
terhadap kesehatan manusia. Kesadaran akan keamanan pangan pun semakin
meningkat dan menjadi pertimbangan pokok bagi konsumen baik dalam
perdagangan nasional maupun internasional.1
Susu merupakan sumber protein hewani yang mengandung nilai gizi tinggi
sehingga banyak dikonsumsi oleh masyarakat.2 Pada beberapa waktu ke belakang, muncul kabar mengenai pemalsuan susu. Beberapa peternak hewan perah mulai
melakukan kecurangan dengan mencampurkan susu segar dengan air. Pada
kenyataannya bahan campuran tersebut tidak hanya air, tetapi juga menggunakan
bahan-bahan lain yang tidak diketahui keamanannya seperti santan, air tajin, air
beras, dan bahan lainnya. Susu kambing merupakan susu yang memiliki
keunggulan tertentu dibandingkan dengan susu sapi. Susu ini banyak dikonsumsi
oleh masyarakat karena diyakini memiliki khasiat menyembuhkan beberapa
penyakit kronis.3 Secara ekonomi susu kambing memiliki nilai jual yang lebih tinggi daripada susu sapi, sehingga banyak peternak yang mencapurkan susu
dengan bahan lain untuk mendapatkan keuntungan yang lebih. Akibat pemalsuan
susu ini bukan saja menimbulkan masalah kesehatan jika dikonsumsi secara terus
menerus, tetapi konsumen juga dirugikan. Konsumen membeli susu dengan harga
mahal, akan tetapi kualitas susunya tidak baik 4
Memeriksa kualitas susu terhadap dugaan pemalsuan bukan hal yang mudah,
karena susu dari kandang setiap hari kadang berubah-ubah disebabkan
kemungkinan adanya pencampuran susu dari jenis kambing yang berbeda,
kemudian jenis dan jumlah pakan serta imbangan pakan yang diberikan pada
ternak penghasil susu juga dapat memengaruhi susu. Sehingga diperlukan metode
yang dapat digunakan untuk mengidentifikasi pemalsuan susu tersebut. Salah satu
metodenya adalah dengan mengidentifikasi sifat listrik dari susu. Karena susu
2
sifat listrik yang berbeda seperti konduktivitas listrik, resistansi, kapasitansi, dan
lainnya.
Perumusan Masalah
a. Apakah sifat listrik dari susu kambing dapat digunakan untuk
meng-identifikasi pemalsuannya ?
b. Apakah sifat listrik susu kambing berkorelasi dengan konsentrasi bahan
dalam penambahan tersebut ?
Tujuan Penelitian
Penelitian ini bertujuan untuk :
a. Menguji sifat listrik susu kambing murni.
b. Menguji sifat listrik dari susu kambing yang dicampur dengan air beras, air
tajin, air, dan santan.
c. Menganalisis hubungan tingkat pemalsuan susu kambing dengan sifat
listrik yang dihasilkan.
Hipotesis
Penambahan air, air beras, air tajin, dan santan ke dalam susu kambing
akan memengaruhi sifat listrik dari susu tersebut. Semakin besar jumlah bahan
penambahnya maka akan semakin terlihat perbedaan pada sifat listrik dari
masing-masing penambah.
TINJAUAN PUSTAKA
Susu Kambing
Susu kambing merupakan hasil sekresi dari ambing kambing sebagai
makanan anaknya. Susu kambing dapat dikonsumsi manusia sebagiamana susu
3
berfungsi sebagai antiseptik alami dan dapat membantu menekan pertumbuhan
bakteri dalam tubuh. Susu kambing juga kaya protein dan asam amino sehingga
menambah nutrisi tubuh, dan mengoptimalkan kerja pankreas untuk memproduksi
insulin.5
Komponen alami susu kambing terdiri atas air, lemak, protein, laktosa, dan
komponen lainnya seperti garam, enzim, vitamin, asam sitrat, gas, dan fosfolipid.6 Syarat mutu susu segar menurut Standar nasioanal Indonesia (SNI) tahun 1998
dapat dilihat pada Tabel 1.
Tabel 1 Syarat Mutu Susu Segar Menurut SNI 01-3141-1998.7
No. Kriteria Uji Satuan Persyaratan
1. Keadaan : 1.1 Bau 1.2 Rasa 1.3 Warna 1.4 Konsistensi
Normal Normal Normal Normal 2. Suhu pada waktu diterima Celcius Maks. 8
3. Kotoran dan benda aasing Tidak boleh ada
4. Berat jenis pada 27,5 celcius 1,0260 – 1,0280
10. Uji pemalsuan Negatif
11. Uji peroksida Positif
12. Lemak %.B/B Min. 3,0 16.2 Tembaga (Cu) 16.3 Seng (Zn) 16.4 Merkuri (Hg) 16.5 Arsen (As)
4
Razafindrakoto et al.8 menyatakan bahwa susu kambing memiliki gizi yang serupa dengan susu sapi dan dapat digunakan sebagai pengganti susu sapi
untuk merehabilitasi anak-anak yang menderita gizi buruk. Kandungan protein
susu kambing dan sapi relatif sama. Jumlah vitamin A, vitamin B, riboflavin, dan niasin pada susu kambing lebih banyak dibanding susu sapi, namun kandungan
vitamin B6 dan B12 pada susu sapi lebih banyak. Menurut Barrionuevo et al.9, hewan percobaan yang diberi susu kambing menunjukkan tingkat cerna zat besi
yang lebih tinggi dibanding diberi diet standar dan diet susu sapi. Keuntungan
susu kambing dibanding susu sapi adalah susu kambing dapat mencegah
kekurangan zat besi pada pencernaan dan metabolisme zat besi pada kontrol dan
hewan dengan gejala malabsorpsi. Perbandingan komposisi susu hewan ternak
dan manusia dapat dilihat pada Tabel 2.
Tabel 2 Komposisi Susu Hewan Ternak dan Manusia
Komposisi Domba Kambing Sapi Manusia
Air (%) 82,5 87,0 87,5 87,5
Total padatan (%) 17,5 13,0 12,5 12,5
Lemak (%) 6,5 3,5 3,5 4,4
Diameter globula lemak (µm) 4,0 3,9 4,4 -
Total nitrogen (%) 5,5 3,5 3,2 1,1
Kasein (%) 4,5 2,8 2,6 0,4
Serum Protein (%) 1,0 0,7 0,6 0,7
Laktosa (%) 4,8 4,8 4,7 6,9
Mineral (%) 0,92 0,8 0,72 0,30
Ca (mg/l) 193 134 119 32
Energi (kkal/l) 1050 650 700 690
Berat jenis (gr/cm3) 1,037 1,032 1,032 1,015
Derajat keasaman (0SH) 8,5 8,0 7,1 -
pH 6,65 6,60 6,50 6,85
Titik Beku (0C) -0,580 -0,570 -0,524 -
Sumber : Pulina dan Nudda, 200410
Konduktivitas listrik
Konduktansi didefinisikan sebagai ukuran kemampuan suatu bahan untuk
mengalirkan muatan dan dalam standar SI mempunyai satuan siemens (S). Nilai
konduktansi yang besar menunjukkan bahwa bahan tersebut mampu
mengkonduksikan arus dengan baik, tetapi nilai konduktansi yang rendah
menunjukkan bahan itu susah mengalirkan muatan. Arus I akan mengalir dalam
5
suatu daerah yang cukup lebar, berbanding lurus dengan V. hubungan empiris ini
disebut hokum Ohm yang dinyatakan dengan Persamaan (1).11
(1)
Keterangan :
I = Arus (A)
V = Potensial (volt)
R = Hambatan (Ω)
Dan persamaan konduktansi dinyatakan dengan Persamaan (2).
(2)
Keterangan :
G = Konduktansi (S)
Konduktivitas listrik adalah kemampuan suatu bahan untuk
menghantarkan arus listrik. Dimana dinyatakan oleh Persamaan (3).12
(3)
Keterangan :
σ = Konduktivitas (1/Ω-m) R = Hambatan (Ω)
A = Luas permukaan (m²)
l = panjang (m)
Kapasitansi
Kapasitansi adalah kemampuan dari suatu kapasitor untuk dapat menampung
muatan elektron. Coulombs pada abad 18 menghitung bahwa 1 coulomb = 6.25 x
1018 elektron. Michael Faraday membuat postulat bahwa sebuah kapasitor akan memiliki kapasitansi sebesar 1 farad jika dengan tegangan 1 volt dapat memuat
muatan elektron sebanyak 1 coulomb. Ditunjukkan pada Persamaan (4).
(4)
Keterangan :
6
C = nilai kapasitansi (F)
V = besar tegangan (V)
Dalam praktek pembuatan kapasitor, kapasitansinya memiliki nilai sesuai
dengan Persamaan (5).
(5)
Keterangan :
C = nilai kapasitansi (F)
k = konstanta dielektrik
A = luas penampang kapasitor (m)
d = jarak antar plat kapasitor (m)
Impedansi
Jika suatu kapasitor dirangkai dengan resistor dan induktor pada rangkaian
arus bolak balik, maka hambatan total rangkaian tersebut dikenal dengan
impedansi.13 Dengan analisis fasor untuk tegangan diperoleh nilai impedansi rangkaian seri sesuai Persamaan (6).
√
(6)
Keterangan :
Z = Impedansi (Ω)
R = Resistansi (Ω)
XL = Reaktansi Induktif (Ω) XC = Reaktansi Kapasitif (Ω)
Secara formulasi hukum Ohm untuk impedansi diperoleh dengan
perbandingan tegangan total dengan arus total dalam rangkaian.
(7)
Keterangan :
Z = Impedansi (Ω)
7
METODOLOGI PENELITIAN
Waktu dan Tempat Pelaksanaan
Penelitian dilaksanakan di Lab Biofisika Membran Departemen Fisika IPB
dan di Lab Teknologi Pengolahan Susu Departemen IPTP IPB. Waktu penelitian
adalah dari bulan Oktober 2012 sampai bulan Mei 2013.
Alat dan Bahan Penelitian
Alat yang digunakan adalah botol sampel, plat kapaistor, pendingin, LCR
meter dan Milko tester. Bahan yang digunakan antara lain susu kambing, air
beras, air tajin, air biasa, dan santan.
Prosedur Penelitian
1. Pembuatan 2 buah plat kapasitor menggunakan papan PCB dengan ukuran 4 cm x 5 cm, dan jarak kedua plat 0.5 cm. Seperti yang ditunjukkan pada
Gambar 1.
2. Mengidentifikasi karakteristik susu kambing yang murni menggunakan
Milkotester sehingga didapatkan nilai dari sifat kimia dan fisik susu
tersebut, yaitu Lemak (F), Protein (P), Padatan tanpa lemak (SNF), Garam
(S), Laktosa (L), Densitas (D), Titik beku (FP), Air (W).
3. Mengidentifikasi susu yang belum dicampur tersebut berdasarkan sifat
listriknya menggunakan LCR meter, yaitu konduktansi (G), impedansi (Z),
kapasitansi (Cs), dan resistansi (Rs).
4. Mencampurkan susu kambing dan air biasa dengan perbandingan 90:10 ;
80:20 ; 70:30 ; 60:40 ; 50:50 ; 40:60 ; 30:70 ; 20:80 ; 10:90.
Gambar 1 Plat Kapasitor Menggunakan Papan PCB 0.5 cm
5 cm
4 cm kabel
8
5. Mencampurkan susu kambing dan air tajin dengan perbandingan 90:10 ;
80:20 ; 70:30 ; 60:40 ; 50:50 ; 40:60 ; 30:70 ; 20:80 ; 10:90.
6. Mencampurkan susu kambing dan santan dengan perbandingan 90:10 ;
80:20 ; 70:30 ; 60:40 ; 50:50 ; 40:60 ; 30:70 ; 20:80 ; 10:90.
7. Mencampurkan susu kambing dan air beras dengan perbandingan 90:10 ;
80:20 ; 70:30 ; 60:40 ; 50:50 ; 40:60 ; 30:70 ; 20:80 ; 10:90.
8. Pada setiap jenis campuran susu dengan bahan lain dilakukan identifikasi
sifat listriknya menggunakan LCR meter.
9. Menset nilai tegangan input 1 V, pengukuran menggunakan frekuensi 42
Hz – 5 MHz dengan membagi menjadi 25 titik.
10. Merangkum semua data yang didapat dari Milko tester dan LCR meter ke
dalam grafik dan tabel.
11. Menganalisis data dan bentuk grafik yang diperoleh.
12. Menyimpulkan hasil dari pengujian identifikasi.
Diagram Alir penelitian ditunjukkan pada Gambar 2.
Gambar 2 Diagram Alir Penelitian Mulai
Penyiapan Alat dan Bahan
Susu Murni
Pengukuran dengan MilkoTester dan LCR
meter Penambahan susu
dengan air, air beras, air tajin, dan santan. Masing-masing dengan
konsentrasi 90:10, 80:20, 70:30, 60:40, 50:50, 40:60, 30:70,
80:20, 90:10
F, P, SNF, S, D, W, L, FP,
Z, Cs, G, Rs Pengujian dengan LCR meter
Analisis data dan penarikan kesimpulan
Penyusunan skripsi
9
HASIL DAN PEMBAHASAN
Sifat Fisik-Kimia dan Sifat Listrik Susu Kambing
Jumlah sampel susu kambing yang digunakan berasal dari 3 peternakan
yang berbeda. Hasil pengukuran sifat fisik-kimia susu kambing yang dijadikan
sampel menggunakan Milkotester dapat dilihat pada Tabel 3.
Pada tabel tersebut menunjukkan bahwa setiap peternakan memiliki sifat
fisik-kimia susu kambing yang berbeda, yaitu perbadaan presentase lemak,
protein, laktosa, garam, dan padatan tanpa lemak. Menurut Goetsch et al.14 konsentrat dan bahan pakan akan memengaruhi kualitas dari susu. Pada sampel
DF, peternakan menggunakan hijauan dan bahan organik saja sebagai pakannya,
sedangkan pada sampel IPTP dan INTP selain hijauan, juga menambahkan
konsentrat, sehingga membuat kandungan lemaknya semakin meningkat. Hal lain
yang menyebabkan perbedaan nilai tersebut, adalah genetik, kebersihan kandang,
musim, dan cuaca di daerah pemeliharaan.14
Setiap bahan memiliki sifat listrik yang berbeda. Karateristik ini yang
berasal dari produk biologi telah menjadi parameter yang sering digunakan dalam
teknologi pangan.15
Tabel 3 Hasil Pengujian Susu Kambing dengan Milkotester
Sampel
Tabel 4 Sifat Listrik Susu Kambing pada Frekuensi 23.583 kHz
Sampel
Susu Impedansi (Ω) Kapasitansi (µF) Resistansi (Ω) Konduktansi (S)
IPTP 19.1230 0.7178 16.6510 0.0455
INTP 10.9050 0.0002 10.9040 0.0917
10
Tabel 4 memperlihatkan sifat listrik yang berbeda antara 3 sampel susu
yang digunakan pada pengukuran menggunakan LCR meter.
Nilai impedansi terbesar ditunjukkan oleh sampel DF, dan impedansi yang
terkecil ditunjukkan oleh sampel INTP. Nilai impedansi ini dipengaruhi oleh
kandungan lemak pada susu tersebut. Sampel DF memiliki presentase lemak lebih
besar dibanding sampel IPTP dan sampel IPTP lebih besar daripada INTP yang
diperlihatkan pada tabel 3. Beberapa penyebab yang membuat perbedaan tersebut
antara lain kandungan dari susu seperti lemak, garam, protein dan mineral lain.16
Sifat Listrik Bahan Penambah
Bahan penambah yang digunakan untuk pemalsuan pada penelitian ini
adalah air, air beras(cucian beras), air tajin, dan santan. Bahan yang dunakan
dipilih karena pada pencampuran dengan susu secara penglihatan biasa tidak
memiliki perbedaan dengan susu yang murni.
Tabel 5 memperlihatkan fenomena yang sama dengan Tabel 4. Setiap
bahan memiliki karateristik listrik yang berbeda. Pada Tabel 5, air memiliki nilai
kapasitansi yang paling besar dibanding dengan 3 bahan lainnya. Namun, santan
memiliki nilai impedansi dan resistansi yang terbesar dibanding yang lainnya. Hal
tersebut disebabkan karena santan memiliki kandungan lemak yang tinggi
dibanding dengan air, air beras, dan air tajin. Air tidak memiliki kandungan
lemak, sedangkan air beras merupakan air yang berasal dari cucian beras, dan air
tajin adalah air putih kental yang diambil ketika sedang memasak beras, sehingga
berdasarkan hal ini, santan memiliki kandungan lemak yang lebih besar dari beras
karena beras merupakan sumber pangan utama yang dominan mengandung pati
dibanding kandungan kimia yang lainnya.
Tabel 5 Sifat Listrik Bahan Penambah pada Frekuensi 23.583 kHz
Bahan
Penambah Impedansi (Ω) Kapasitansi (µF) Resistansi (Ω) Konduktansi (S)
Air 272.5700 3.1297 272.5600 0.0037
Air Beras 243.1300 0.4799 242.7300 0.0041
Air Tajin 85.1620 0.0036 85.1610 0.0117
11
Berdasarkan persamaan (2) konduktansi berbanding terbalik terhadap
resistansi, sehingga konduktansi santan memilki nilai yang paling kecil.
Sifat Listrik Susu Kambing dengan Penambahan Air, Air Tajin, Air Beras,
dan Santan
Sifat listrik dari susu kambing ketiga sampel yang telah ditambahkan
dengan bahan lain, yaitu air, air beras, air tajin, dan santan diukur pada frekuensi
42 Hz – 5 MHz. Berdasarkan data yang didapatkan maka dipilih frekuensi 23.583
kHz untuk mewakili hasil pengukuran sifat listrik susu yang ditambahkan dengan
bahan penambah. Pada frekuensi ini dapat membedakan antara masing-masing
penambahan air, air beras, air tajin, dan santan serta pola hubungan antara
penambahan dengan sifat listriknya. Pada frekuensi yang lain menunjukkan
bentuk grafik yang cukup bias seperti yang ditunjukkan pada lampiran, sehingga
dipilih frekuensi 23.583 kHz dalam penyajian hasil pengukuran sifat listriknya.
Impedansi
Impedansi merupakan penghalang dalam suatu medan listrik yang
diberikan pada kapasitor. Impedansi dipengaruhi oleh besarnya frekuensi,
resistansi, kapasitamsi, dan induktansi dari bahan yang disisipkan pada keping
kapasitor.
Gambar 3 Hubungan Impedansi dengan Konsentrasi Bahan Penambah pada Sampel Susu IPTP
12
Gambar 3 menunjukkan peningkatan konsentrasi menunjukkan perbedaan
antara masing-masing perlakuan penambahan semakin terlihat nyata. Pada gambar
tersebut kecenderungan diagram menunjukkan semakin tinggi konsentrasi bahan
penambah yang dicampurkan ke dalam susu kambing sampel IPTP maka nilai
impedansinya semakin besar. Hal tersebut disebabkan semakin banyak jumlah air
yang ditambahkan ke dalam susu, karena air bersifat polar maka ini akan
membuat medan listrik yang mengalir di dalam kapasitor semakin terhambat
sehingga jumlah muatan yang berpindah dari sisi kapasitor ke sisi yang lain
sedikit. Begitu pun dengan penambahan air beras dan air tajin, karena beras
mengandung pati yang merupakan molekul polar.
Sampel INTP yang ditunjukkan pada Gambar 4 memiliki kecenderungan
yang mirip dengan Gambar 3, secara umum diagram menggambarkan untuk
semua bahan menunjukkan semakin besar konsentrasi bahan penambah yang
dicampurkan pada susu maka nilai impedansinya semakin besar.
Impedansi susu dengan penambahan santan memiliki nilai yang lebih kecil
daripada impedansi dengan penambhan bahan yang lain. Di dalam santan selain
lemak ada mineral yang memiliki kemungkinan bereaksi dengan senyawa yang
berada di dalam susu sehingga menyebabkan penurunan jumlah muatan yang
mengalir di dalam kapasitor tidak sebesar pada penambahan bahan lain.
Gambar 4 Hubungan Impedansi dengan Konsentrasi Bahan Penambah pada Sampel Susu INTP
13
Gambar 5 Hubungan Impedansi dengan Konsentrasi Bahan Penambah pada Sampel Susu Darul Falah (DF)
Diagram diatas menunjukkan hubungan yang fluktuatif antara
penambahan bahan dengan sampel susu DF. Nilai impedansi yang tinggi dimiliki
oleh santan dengan konsentrasi 70 % dan air tajin dengan konsentrasi 60%,
sehingga pada diagram ini tidak dapat menyatakan keterkaitan antara presentase
penambahan bahan dengan sampel susu terhadap besarnya impedansi.
Kapasitansi
Nilai kapasitansi sebuah kapasitor keping sejajar dipengaruhi oleh
beberapa faktor diantaranya luas penampang keping, jarak antar keping, dan sifat
bahan dielektriknya.17
Dalam hal ini yang menjadi bahan dielektrinya adalah sampel susu dari 3
peternakan yang ditambahkan oleh air, air tajin, air beras, dan santan. Menurut
persamaan (5), bahan dielektrik yang terdapat diantara keping sejajar akan
melemahkan medan listrik diantaranya, karena adanya medan listrik internal yang
ada diantara keping akan menghasilkan medan listrik yang memiliki arah
berlawanan dengan medan listrik luar, sehingga menyebabkan kapaistansinya
naik.
0 500 1000 1500 2000 2500
10 20 30 40 50 60 70 80 90
Impedansi (Ω)
Konsentrasi (%)
Air
Air Beras
Air Tajin
Santan
Bahan Aditif
Im
p
e
d
an
si
(
Ω
14
Gambar 6 Hubungan Kapasitansi dengan Konsentrasi Bahan Penambah pada Sampel Susu IPTP
Pada kenaikan konsentrasi terlihat kenaikan nilai kapasitansi pada semua
penambahan bahan, kecuali santan seperti yang ditunjukkan pada Gambar 6.
Kenaikan nilai kapasitansi ini disebabkan presentase dari molekul air dan pati
yang ditambahkan pada sampel susu IPTP semakin besar sehingga medan listrik
yang berada di antara kapasitor semakin melemah.
Untuk santan dengan semakin bertambahnya konsentrasi mengakibatkan
menurunyya nilai kapasitansi. Hal yang menyebabkan peristiwa ini karena lemak
yang berada pada santan merupakan molekul non polar, dan jumlah lemak yang
ada pada dielektrik semakin besar, sehingga menyebabkan menurunnya nilai
kapasitansi.
Pada konsentrasi kurang dari 50 % susu yang dicampurkan dengan bahan
penambah mengalami kenaikan nilai kapasitansi seiring dengan bertambahnya
konsnetrasi bahan penambah, kecuali pada penambahan santan. Hal ini
menandakan molekul bahan yang semakin terpolarisasi dengan bertambahnya
15
Gambar 7 Hubungan Kapasitansi dengan Konsentrasi Bahan Penambah pada Sampel Susu INTP
Gambar 7 memperlihatkan bentuk diagram yang fluktuatif hampir untuk
semua jenis penambahan. Pada penambahan air beras terjadi penurunan nilai
kapasitansi pada konsentrasi penambahan lebih dari 50 %, sedangkan
penambahan yang lain tidak menunjukkan kecenderungan pola tertentu.
Gambar 8 Hubungan Kapasitansi dengan Konsentrasi Bahan Penambah pada Sampel Susu Darul Falah (DF)
16
Berdasarkan Gambar 8, secara umum pada konsentrasi rendah
pertambahan konsentrasi menyebabkan nilai kapasitansinya menurun. Pada
sampel susu DF memiliki kandungan lemak yang paling tinggi dibandingkan
dengan 2 sampel susu lainnya sehingga jumlah molekul dielektrik yang bersifat
non polar meningkat. Meskipun jumlah bahan yang ditambahkan semakin besar,
namun tidak memiliki pengaruh yang signifikan terhadap kenaikan nilai
kapasitansi. Ini menunjukkan polaritas dari bahan tersebut rendah pada
konsentrasi 10 % sampai 50 %. Dan pada konsentrasi bahan penambah yang
sangat tinggi yaitu 80 % dan 90 % terjadi kenaikan nilai kapasitansi, yang
menandakan molekul tersebut mengalami peningkatan polarisasi.
Resistansi
Resistansi merupakan salah satu faktor yang menentukan besarnya
impedansi sesuai dengan persamaan (6). Resistansi adalah kemampuan suatu
bahan untuk menghambat aliran arus listrik pada keping kapasitor.
Pada gambar 9, 10, dan 11 yang merupakan grafik hubungan antara
resistansi yang dimiliki oleh susu dengan bahan penambah memiliki kesesuaian
pola dengan grafik hubungan impedansi dengan konsentrasi susu yang dicampur
dengan air, air beras, air tajin, dan santan pada gambar 3, 4, dan 5.
Gambar 9 Hubungan Resistansi dengan Konsentrasi Bahan Penambah pada Sampel Susu IPTP
0 5 10 15 20 25 30
10 20 30 40 50 60 70 80 90
Resistansi (Ω)
Konsentrasi (%)
Air
Air Beras
Air Tajin
Santan
Bahan Aditif
R
e
si
stan
si
(
Ω
17
Gambar 10 Hubungan Resistansi dengan Konsentrasi Bahan Penambah pada Sampel Susu INTP
Gambar 11 Hubungan Resistansi dengan Konsentrasi Bahan Penambah pada Sampel Susu Darul Falah (DF)
Dengan demikian fenomena yang terjadi berdasarkan Gambar 9, 10, dan
11 sama dengan fenomena pada Gambar 3, 4, dan 5. Hal yang membedakan
antara impedansi dengan resistansi ada pada besarnya nilai hambatan dari sampel
18
total pada suatu rangkaian listrik tertutup yang di dalamnya terdapat resistansi,
reaktansi kapasitif, dan reaktansi induktif. Resistansi susu yang ditambahkan
dengan santan seharusnya memiliki nilai yang lebih tinggi dibanding dengan
penambahan bahan lain, namun nilai resistansi yang didapatkan dari penambahan
santan paling rendah dibanding penambahan bahan lain. Dari hal tersebut,
diasumsikan terjadi suatu proses kimiawi antara susu dengan santan sehingga
menurunkan nilai resistansinya dibanding bahan lain.
Konduktansi
Konduktansi adalah kemampuan suatu bahan untuk menghantarkan listrik,
konduktansi dipengaruhi oleh konsentrasi ion dan mobilitas ion yang dapat
menghantarkan listrik pada bahan. Semakin banyak ion dan tingkat mobilitas ion
yang tinggi akan memperbesar nilai konduktansinya.
Gambar 12 menampilkan hubungan konduktansi dengan konsentrasi
bahan yang ditambahkan pada sampel susu IPTP. Pada diagram di atas
menunjukkan semakin besar konsentrasi bahan yang ditambahkan ke dalam susu
kambing IPTP maka nilai konduktansinya semakin menurun.
Gambar 12 Hubungan Konduktansi dengan Konsentrasi Bahan Penambah pada Sampel Susu IPTP
0,00 0,05 0,10 0,15 0,20 0,25
10 20 30 40 50 60 70 80 90
Konduktansi (S)
Konsentrasi (%)
Air
Air Beras
Air Tajin
Santan
Bahan Aditif
K
o
n
d
u
k
tan
si
(S
19
Gambar 13 Hubungan Konduktansi dengan Konsentrasi Bahan Penambah pada Sampel Susu INTP
Penambahan bahan santan pada sampel susu INTP memiliki nilai
konduktansi yang lebih tinggi dibanding bahan penambah lain pada konsentrasi
40 % sampai 90 % sedangkan untuk bahan penambah air, air beras, dan air tajin
diagram menunjukkan kecenderungan semakin besar konsentrasi bahan yang
ditambahkan ke dalam sampel susu INTP, maka nilai konduktansinya semakin
kecil.
Gambar 14 Hubungan Konduktansi dengan Konsentrasi Bahan Penambah pada Sampel Susu Darul Falah (DF)
20
Pada penambahan air beras terlihat mengalami penurunan nilai
konduktansi yang tidak terlalu besar dari konsentrasi 10 % hingga 40 %. Susu
yang ditambah dengan santan memiliki nilai konduktansi pada konsentrasi 30 %
hingga 70 % yang kecil dibanding susu yang ditambah dengan bahan lain, hal ini
disebabkan sifat dari santan yang sukar dalam menghantar listrik karena
kandungan lemak yang tinggi. Untuk penambahan air tajin, diagram menunjukkan
nilai konduktansi yang semakin menurun dengan meningkatnya konsentrasi air
tajin, ini disebabkan kandungan pati yang tinggi sehingga jumlah muatan yang
mengalir di dalam kapasitor menjadi sedikit, namun juga terdapat kenaikan nilai
konduktansi di beberapa konsentrasi. Kejadian ini dimungkinkan karena proses
atomik yang terjadi dalam campuaran tersebut yang tidak diteliti pada percobaan
ini.
SIMPULAN DAN SARAN
Simpulan
Sampel susu yang digunakan pada penelitian ini diambil dari 3 peternakan
yaitu, IPTP, INTP, dan Darul Falah. Pengujian kemurnian susu kambing
dilakukan menggunakan Milkotester sehingga didapatkan data kandungan kimia
dan sifat fisik dari susu tersebut. Pengujian menggunakan LCR meter dilakukan
untuk mengetahui sifat listrik dari susu kambing murni, yaitu impedansi,
kapasitansi, resistansi, dan konduktansinya.
Sifat listrik pada susu kambing memiliki keterkaitan dengan kandungan
lemaknya. Semakin tinggi kandungan lemak yang dimiliki susu kambing maka
nilai impedansi, resistansi, dan kapasitansinya juga akan tinggi sedangkan
konduktansinya berbanding terbalik dengan kandungan lemak dari susu tersebut.
Susu kambing yang dicampurkan dengan bahan penambah, yaitu air, air
beras, air tajin, dan santan memiliki sifat listrik yang beragam. Frekuensi yang
digunakan pada analisis sifat listrik adalah 23.583 kHz. Untuk sampel susu IPTP
dan INTP hubungan antara konsentrasi dengan sifat listrik tampak pada parameter
21
tingkat pemalsuan dengan air, air tajin, air beras, dan santan dapat diidentifikasi
dengan mengukur impedansi, resistansi, dan konduktansinya. Parameter
kapasitansi dari kedua sampel masih belum menunjukkan pola hubungan antara
konsentrasi penambahan dengan nilai kapasitansinya.
Nilai impedansi dan resistansi semakin meningkat dengan semakin
bertambahnya jumlah bahan penambah, sedangkan konduktansi memiliki
hubungan yang berbanding terbalik dengan konsentrasi bahan penambah.
Tingkat pemalsuan susu kambing dengan penambahan air, air beras, air
tajin, dan santan pada sampel Darul Falah (DF) tidak menunjukkan pola korelasi
antara konsentrasi penambahan dengan masing-masing sifat listrik yang diukur,
sehingga perlu dilakukan pengujian dengan metode yang lain. Ada dugaan bahwa
sampel susu Darul Falah dan bahan aditif yang akan dicampurkan ke sampel susu
terkontaminasi sebelum dilakukan pengujian sifat listriknya.
Saran
Untuk penelitian selanjutnya perlu dilakukan pengujian dengan frekuensi
yang lebih tinggi dari 5 MHz dan pengujian untuk susu dengan kadar lemak yang
tinggi perlu dilakukan analisis secara molekul untuk mengetahui fenomena
tertentu yang tidak menunjukkan korelasi sifat listrik dengan tingkat
pemalsuannya. Selain itu, juga perlu diperhatikan kesterilan susu saat mobilisasi
dan bahan aditif yang digunakan sehingga pada saat pengujian menghasilkan data
yang menunjukkan hubungan pada masing-masing parameter yang diuji.
DAFTAR PUSTAKA
22
2. Prabowo, A.R. Aktivitas Antimikroba Dadih Susu Sapi Hasil Fermentasi Berbagai Starter Bakteri Probiotik. Skripsi. Bogor : Institut Pertanian Bogor. 2005.
3. Tambing S. N. Susu Kambing. [Terhubung Berkala].
www.iphpk.gov.my/Malay/susukambing. 11 September 2012. 2004.
4. Priyono. Waspada Terhadap Pemalsuan Susu. Pasca Sarjana Ilmu Ternak Universitas Diponegoro. Semarang. 2005.
5. Moeljanto, Damayanti, R, Wiryanta, B.T. Wahyu. Khasiat dan Manfaat; Susu Kambing. Depok: Agromedia Pustaka. 2002.
6. Spreer, E. Milk and Dairy Product Technology. Translated : A.Mixa. Marcel Dekker, Inc., New York. 1998.
7. Badan Standarisasi Nasional (BSN). SNI 01-3141-1998. Susu Segar. Dewan Standarisasi Nasional. Jakarta. 1998.
8. Razafindrakoto, O. et al. Goat’s Milk as A Substitute for Cow’s Milk
in Undernourished Children : A Randomized Double-blind Clinical Trial. J. Dairy Sci. 94 (1):65-69. 1994.
9. Barrionuevo, M et al. Beneficial Effect of Goat Milk on Nutritive Utilization of Iron adn Copper in Malabsorption Syndrome. J. Dairy Sci. 85:657-664. 2002.
10. Pulina, G. dan Nudda. A. Milk Production. dalam G. Pulina dan R. Bencini (editors). Dairy Sheep Nutrition. CABI Publishing.
Wallingford. 2004.
11. Beiser, A. Konsep Fisika Modern. Jakarta : Erlangga. 1992.
12. Arishandi, R. Uji sifat Listrik dan Sifat Optik Film Tipis BaxSr1-xTiO3 (BST) yang Dibuat dengan Metode Chemical Solution
Deposition. Skripsi. Bogor : Institut Pertanian Bogor. 2010.
13. Putri, R. Kajian Sifat Listrik Buah Manggis pada Tingkat Kematangan Berbeda. Skripsi. Bogor : Institut Pertanian Bogor. 2007.
23
15. Içıer, F., & Baysal, T. Dielectric Properties of Food Materials-2:Measurements Technique. Critical Reviews in Food Science and Nutrition, 44, 473-478. 2004.
16. Petty, M.C., Mabrook, M.F. Effect of Composition on The Electrical Condutance of Milk. Jurnal of Food Engineering 60 (2003) 321-325.. 2003.
17. Kusnadi. Sifat Listrik Telur Ayam Kampung Selama Penyimpanan. Skripsi. Bogor : Institut Pertanian Bogor. 2007.
LAMPIRAN
Lampiran 1 Grafik Sifat Listrik Susu dengan Penambahan pada Frekuensi 42 Hz
24
27
28
29
31
Lampiran 7 Nilai Sifat Fisik-Kimia dan Sifat Listrik Susu Kambing PE
Parameter Nilai
Lemak (%) 5.77 6.48 7.20
Protein (%) 5.29 4.91 5.24
Densitas (g/ml) 1.0319 1.0284 1.0301
Garam (%) 0.88 0.81 0.86
Laktosa (%) 3.57 3.17 3.35
Padatan Tanpa Lemak (%) 9.75 8.88 9.46
Titik Beku (°C) -0.491 -0.438 -0.471
Impedansi (Ω) 10.9050 19.1230 21.7200
Kapasitansi (µF) 0.0002 0.7178 2.1945
Resistansi (Ω) 10.9040 16.6510 21.5010
33
RIWAYAT HIDUP
Penulis dilahirkan di Jakarta pada tanggal 3 Januari 1992. Penulis
menyelesaikan pendidikan taman kanak-kanak di TK Islam Al-Ikhlas pada tahun
1997 dan melanjutkan pendidikan di Sekolah Dasar Negeri 17 Pulogebang Jakarta
Timur dan lulus pada tahun 2003. Setelah itu penulis melanjutkan pendidikan di
SMP Negeri 172 Jakarta dan lulus pada tahun 2006 kemudian melanjutkan ke
SMA Negeri 89 Jakarta dan lulus pada tahun 2009.
Tahun 2009 penulis diterima sebagai mahasiswa di Institut Pertanian
Bogor (IPB) melalui jalur Ujian Selaksi Masuk IPB (USMI) di Departemen Fisika
Fakultas Matematika dan Ilmu Pengtahuan Alam.
Selama menmpuh pendidikan, penulis juga pernah aktif di beberapa
organisasi, yaitu sebagai anggota Rohani Islam (Rohis) SMAN 89 Jakarta,
Kaderisasi Forum Alumni Rohis (FORMIS) SMAN 89 Jakarta, ketua angkatan
fisika 2009, pengurus LDK Al Hurriyyah IPB, pengurus LDF MIPA (Serum G),