1
BAB I
PENDAHULUAN
1.1 Latar Belakang dan Permasalahan
Jeruk merupakan salah satu buah yang paling digemari di Indonesia. Selain karena rasa dan manfaat nutrisinya, jeruk juga digemari untuk menjadi buah tradisi pada hari-hari besar khususnya bagi masyarakat Indonesia keturunan tionghoa. Menurut Badan Ketahanan Pangan (2012) total konsumsi jeruk Indonesia pada tahun 2004 mencapai 2161,90 ribu ton, sedangkan produksi jeruk dalam negeri dapat mencapai 3065,9 ribu ton. Ketersediaan buah jeruk yang diperjualbelikan di Indonesia juga didapatkan dari mekanisme impor.
Menurut Badan Pusat Statistik (2012) volume impor jeruk Indonesia mencapai rata-rata 91.802 ton per tahun, selama kurun waktu 2005 – 2010. Indonesia merupakan Negara pengimpor jeruk terbesar kedua di ASEAN setelah Malaysia. Melimpahnya ketersediaan buah jeruk dipasaran tidak sebanding dengan tingkat konsumsinya, hal ini menyebabkan banyak buah jeruk tidak terserap konsumsinya secara langsung. Akibatnya, buah jeruk harus disimpan beberapa waktu bahkan sampai buah menjadi busuk dan tidak layak dikonsumsi. Proses pembusukan ini terjadi karena waktu edar buah jeruk yang sangat dipengaruhi oleh sifat alami yang dimiliki buah jeruk.
Jeruk termasuk golongan buah non-klimaterik, yaitu buah yang secara alami tetap mengalami respirasi setelah dipanen. Proses respirasi tersebut akan menyebabkan perubahan pada buah baik secara fisik maupun kimiawi, salah satunya adalah proses pematangan yang tetap berlangsung setelah buah dipetik dari pohonnya (Sutopo, 2011). Dengan sifat tersebut buah jeruk merupakan buah yang memiliki waktu edar yang singkat secara alami. Ditambah dengan dibutuhkannya waktu dalam proses pengiriman dari daerah panen menuju ke penjual hingga konsumen menyebabkan daya tahan jeruk secara alami hanya sekitar 1-5 bulan.
Daya tahan jeruk dapat ditingkatkan dengan melakukan penerapan teknik perlakuan khusus. Mulai dari penanganan pada proses pemanenan buah, distribusi, penyimpanan, hingga dengan melakukan proses pengawetan. Proses pengawetan pada jeruk tentunya harus memperhatikan pengawetan yang sesuai untuk bahan makanan. Namun tidak jarang oknum pedagang nakal melakukan pengawetan yang tidak sesuai standar pengawetan bahan makanan yang diizinkan (ilegal). Hal ini banyak dilakukan dengan tujuan untuk menekan biaya dalam proses pengawetan jeruk. Salah satu teknik pengawetan jeruk secara ilegal yang banyak dilakukan adalah dengan menggunakan pengawet kimia berbahaya diantaranya formalin.
Kasus penyalahgunaan formalin sebagai bahan pengawet makanan banyak dilakukan di Indonesia. Hasil uji Badan Pengawas Obat dan Makanan menyatakan dari 700 sampel produk makanan dan buah-buahan yang diambil dari Jawa, Sulawesi Selatan dan Lampung, 56% mengandung formalin (Suhendra, 2012). Formalin merupakan bahan pengawet yang ilegal dan berbahaya jika digunakan pada bahan makanan. Apabila masuk kedalam tubuh melebihi ambang batas, formalin dapat mengakibakan gangguan pada sistem organ tubuh serta memicu perkembangan sel-sel kanker (karsinogen). Namun zat tersebut masih diizinkan ada pada ambang batas konsentrasi pada buah yaitu 60 mg/kg, dimana secara alamiah buah mengeluarkan zat serupa formalin dengan ambang batas pada angka tersebut (Adrianto, 2012).
Ketika telah dicampurkan ke dalam bahan makanan, formalin akan membuat bakteri pembusuk untuk tumbuh dan berkembang pada makanan tersebut sehingga makanan tersebut menjadi awet. Demikian pula jika formalin diberikan pada buah jeruk maka buah jeruk tersebut dapat bertahan lama. Cara-cara yang dilakukan untuk mencampur jeruk dengan formalin salah satunya dengan merendam jeruk sehingga kulit jeruk terselubungi dengan formalin (Suhendra, 2012). Hal tersebut bertujuan untuk memudahkan pengawetan dan tidak terlalu merusak rasa dari buah jeruk, sehingga sulit untuk dideteksi tanpa bantuan alat untuk menguji kandungannya.
Proses pengujian kandungan formalin pada buah dan makanan selama ini
menggunakan alat ukur analitik seperti spektroskopi menggunakan
spektrofotometer ultra violet (UV), high performance liquid chromatography (HPLC), gas chromatography (GC) dan telah dikembangkan di Indonesia untuk pendeteksian formalin pada bahan makanan dengan menggunakan kertas tumerik dari cairan kunyit. Selain metode-metode pendeteksian tersebut dapat digunakan juga pengenalan menggunakan sistem sensor elektronika (e-tongue) yang dapat merespon kandungan formalin dalam jeruk berupa perubahan pola potensial.
Deteksi kandungan formalin dengan e-tongue dapat dilakukan dengan merespon pola rasanya. Perangkat e-tongue sendiri berdasarkan dari penelitian-penelitian sebelumnya belum memiliki nilai repeatabilitas yang baik sehingga nilai sebaran pembacaan responnya memiliki sebaran data yang banyak. Oleh karena itu perangkat ini dapat dikembangkan dengan menambahkan metode kecerdasan buatan sebagai pendukung pengambilan keputusan (decision making) yang diharapkan dapat mengenali pola rasa dengan lebih baik.
Jaringan syaraf tiruan (JST) merupakan salah satu metode kecerdasan buatan yang dapat digunakan untuk melakukan pengambilan keputusan dengan pengenalan pola input – output yang dilatihkan kepadanya. JST radial basis
function memiliki sifat jaringan yang dapat merespon pada input yang memiliki
nilai sebaran yang cukup banyak dan sesuai dengan spesifikasi untuk digunakan sebagai metode pengambilan keputusan dalam pengembangan sistem pada perangkat e-tongue.
1.2 Rumusan Masalah
Berdasarkan latar belakang diatas, maka rumusan masalah dari penelitian ini adalah bagaimana cara untuk mendeteksi formalin pada jeruk siam berformalin berdasarkan pola rasa melalui perangkat e-tongue dengan mengembangkan metode pengambilan keputusan berbasis jaringan syaraf tiruan radial basis
function.
1.3 Batasan Masalah
Penelitian ini dalam pengerjaan, pembahasan, dan penulisannya dibatasi oleh hal-hal sebagai berikut:
a. Sampel jeruk yang digunakan pada penelitian adalah jeruk siam (Citrus
sinensis Osbeck) lokal sebagai objek utama yang diambil dari beberapa
pasar di sleman dan sekitarnya.
b. Jeruk berformalin didapatkan dengan perendaman kulit jeruk dengan formalin lalu dibuat larutannya.
c. Sampel formalin yang digunakan adalah formalin cair 37%.
d. Sistem e-tongue hanya digunakan sebagai alat pengambilan data sampel dan tidak dilakukan analisis mendalam mengenai alat tersebut dan kaitannya dengan objek sampel pada skripsi ini dimana konfigurasi dan komposisi sistem e-tongue didapatkan dari penelitian terkait sebelumnya. e. Tidak dilakukan uji kandungan pada objek jeruk dengan metode
pembanding lainnya.
f. Sistem yang dibangun tidak dapat menentukan komposisi kimia yang terkandung dalam jeruk maupun formalin.
g. Sistem kecerdasan buatan berbasis perangkat lunak tidak tertanam pada
e-tongue hanya dilakukan pengujian penerapan metode JST pada data.
h. Tidak dilakukan kalibrasi pada perangkat e-tongue dimana perangkat diacu dari konfigurasi milik Kelompok Riset Lidah Elektronik Laboratorium Fisika Material dan Elektronika UGM.
1.4 Tujuan Penelitian
Tujuan yang ingin dicapai dalam penelitian ini adalah untuk membuat sistem berbasis jaringan syaraf tiruan RBF yang dapat mengenali jeruk siam berformalin.
1.5 Manfaat Penelitian
Manfaat yang diharapkan dari penelitian ini adalah untuk menjadi salah satu solusi alternatif bagi pihak terkait keamanan pangan, khususnya BPOM selain metode-metode lain yang telah ada dalam pengenalan kandungan formalin di dalam buah jeruk siam.
1.6 Metodologi Penelitian
Metodologi penelitian dilakukan secara bertahap seperti tampak pada gambar 1.1. Pada awal penelitian, dilakukan identifikasi dari permasalahan dalam
penerapan metode kepada objek penelitian untuk keperluan pengenalan jeruk berformalin serta komponen-komponen yang dapat menghubungkannya dengan metode jaringan syaraf tiruan radial basis function. Selanjutnya dilakukan studi literatur untuk mendapatkan informasi penunjang penelitian serta pengumpulan data yag dibutuhkan dalam penelitian ini.
Gambar 1. 1 Bagan metodologi penelitian
Data-data yang dikumpulkan merupakan data yang dibutuhkan dalam keseluruhan sistem yang kemudian akan dirancang meliputi penyusunan arsitektur data dan bentuk data yang akan dimasukkan ke dalam aplikasi jaringan syaraf tiruan. Selanjutnya perancangan sistem sebagai bagian penting dari proses penelitian. Perancangan sistem ini meliputi perancangan perangkat lunak saja karena hasil dari penelitian ini berupa aplikasi. Selain perancangan jaringan syaraf tiruan termasuk pula didalamnya perancangan antarmuka sistem untuk memudahkan pengguna dalam pengoperasian sistem. Sistem aplikasi dirancang agar memiliki fungsi agar berjalan sesuai dengan kebutuhan yang ingin dicapai. Setelah perancangan sistem, selanjutnya dilakukan implementasi sistem untuk mengenali perbedaan antara data jeruk tanpa formalin dan dengan formalin.
Dari implementasi sistem dilakukan pengujian dengan mengukur parameter-parameter yang diuji sehingga dapat diketahui tingkat akurasi sistem. Aplikasi dirancang dengan sistem pemrograman (coding) yang menjalankan fungsi-fungsi jaringan syaraf tiruan RBF. Implementasi meliputi pelatihan sistem dan pengenalan pola data uji dengan acuan data pelatihan. Pelatihan digunakan untuk mengadaptasikan parameter-parameter bebas jaringan syaraf tiruan melalui data latih, agar diperoleh bentuk parameter yang diinginkan. Pelatihan dilakukan dengan memasukkan data jeruk berformalin dan tidak berformalin dari beberapa varietas yang didapat dari basis data ke dalam sistem algoritma pelatihan. Proses pelatihan dilakukan berkali-kali hingga mencapai batas minimal error atau target error sudah tercapai.
Selanjutnya dilakukan proses pengujian sistem untuk melihat apakah sistem yang dibuat mampu menganalisa data input yang diberikan serta untuk menguji apakah sistem yang dibuat mampu mengklasifikasi jeruk berformalin dan tidak berformalin. Pengujian dilakukan dengan memasukkan data pembacaan
e-tongue yang didapat dari data uji ke dalam sistem yang telah memiliki nilai-nilai
parameter yang diinginkan dari hasil pelatihan.
Setelah pengujian dilakukan analisa hasil untuk mencari kekurangan sistem yang kemudian dilakukan analisis untuk mengetahui kemungkinan perbaikannya. Setelah perbaikan sistem dilakukan, sistem kembali diuji dan dilakukan analisa hasilnya sehingga sistem sesuai dengan harapan. Setelah didapatkan analisa data hasil dilanjutkan ke tahap pembahasan keseluruhan hasil. Pembahasan dilakukan dengan membahas hasil penelitian yang didapatkan dari pelatihan dan pengujian yang telah dilakukan.
1.7 Sistematika Penulisan
Secara garis besar penulisan laporan penelitian ini terdiri dari tujuh bab, antara lain sebagai berikut:
- BAB I: PENDAHULUAN
Bab ini berisi penguraian tentang latar belakang dan permasalahan penelitian, batasan masalah pada penelitian, metode penelitian, tujuan
penelitian serta sistematika penulisan laporan penelitian. - BAB II: TINJAUAN PUSTAKA
Bab ini berisi penjelasan mengenai penelitian yang sesuai bidang yang telah diterapkan sebelumnya, serta menghubungkannya dengan penelitian yang akan dilakukan.
- BAB III: LANDASAN TEORI
Bab ini berisi tentang penjelasan dan dasar teori yang meliputi : sensor rasa (e-tongue), objek penelitian jeruk, formalin, dan jaringan syaraf tiruan
radial basis function.
- BAB IV: ANALISIS DAN RANCANGAN SISTEM
Bab ini berisi penjelasan tentang rancangan sistem yang akan dibuat secara keseluruhan serta penjabarannya.
- BAB V: IMPLEMENTASI
Bab ini membahas mengenai implementasi sistem yang berasal dari rancangan yang telah dibuat sebelumnya. Meliputi implementasi secara keseluruhan, implementasi program jaringan syaraf tiruan, implementasi program pengujian, implementasi verifikasi jeruk siam berformalin dan implementasi program GUI.
- BAB VI: HASIL PENELITIAN DAN PEMBAHASAN
Bab ini menjelaskan semua pembahasan tentang data hasil penelitian jeruk berformalin serta hasil pengujian aplikasi program dalam melakukan pengenalan terhadap jeruk berformalin.
- BAB VII: KESIMPULAN DAN SARAN
Bab ini berisi kesimpulan atas penelitian yang telah dilakukan, serta memberikan saran untuk pengembangan sistem lebih lanjut.
