UJI KANDUNGAN FORMALIN PADA IKAN ASIN MENGGUNAKAN SENSOR WARNA DENGAN BANTUAN FMR (Formalin Main Reagent)

(1)

Hariyadi Singgih, Uji Kandungan Formalin, Hal 55-70

UJI KANDUNGAN FORMALIN PADA IKAN

ASIN MENGGUNAKAN SENSOR WARNA

DENGAN BANTUAN FMR

(Formalin Main Reagent)

Hariyadi Singgih5

Abstrak

Formalin merupakan salah satu bahan kimia bersifat racun yang sering digunakan sebagai bahan pengawet untuk contoh-contoh biologi. Akan tetapi pada prakteknya formalin banyak disalah gunakan sebagai pengawet bahan makanan seperti ikan asin, ikan basah, tahu, bakso dsb. Apabila makanan tersebut terkonsumsi dapat mengakibatkan gangguan pada organ dan sistem metabolisme tubuh manusia.

Tujuan penelitian menguji kandungan formalin pada bahan makanan khususnya ikan asin menggunakan sensor warna secara otomatis. Penelitian diawali dari proses pembuatan sampel larutan formalin sesuai nilai perhitungan sebagai data acuan. Pada sampel ditambahkan pereaksi FMR (Formalin Main Reagent) 2-3 ml untuk membuat warna sampel, Pembacaan warna sampel digunakan sensor TCS3200. Sensor TCS3200 berfungsi mengubah warna ke dalam bentuk arus dan dikonversikan menjadi sinyal frekuensi. Nilai frekuensi yang diperoleh dari pembacaan sensor warna diproses pada mikrokontroller ATMega8 menggunakan bahasa C. Data ditampilkan pada LCD (Liquid Crystal Display) berupa komposisi nilai RGB dan nilai kandungan formalin.

Hasil penelitian berupa alat ukur uji kandungan formalin dengan kemampuan ukur 10-60 ppm. Pengukuran kandungan formalin dengan sensor warna didapatkan hasil sesuai dengan perbandingan nilai perhitungan dan menunjukkan nilai kesalahan relatif sebesar 5,38 %.

Kata-kata kunci : formalin, FMR, sensor warna TCS3200,

mikrokontroler.

Abstract

Formaline is a chemical subtain that commonly used to preserve Biological specimen. However, in reality formaline is used to preserve food such as salted fish, fresh fish, tofu, meat ball, etc. If those foods are

5

Hariyadi Singgih. Dosen Program Studi Teknik Elektronika, Jurusan

(2)

consumed by human, it can disturb the metabolism and human organs especially kidney and digestive system.

The aim of this research is to detect and measure the amount of formaline in food especially salted fish using automatic colour sensor. This research is begun from manufacturing process of for

as the value for calibration. The sample is added FMR (formaline main reagent) of 2-3 ml to make the colour sample. To detect sample colour in this point TCS3200 sensor is used. TCS3200 sensor functions to change the colour into current and then convert it into the frequency signal. The value of frequency that was obtained from colour sensor detection is processed at microcontroller ATMega8 that uses C language. The data is displayed at LCD (liquid crystal display) in the form of RGB value and percentage amount of formaline.

The result of this research is a means to assist formaline measurement with range of measurement approximately of 10-60 ppm. The measurement amount of formaline with colour sensor is being obtained equal with manual calculation and it has relative error approximately of 5,38 %.

Keywords: formaline, FMR, TCS3200 sensor, microcontroller

1. PENDAHULUAN

Maraknya penggunaan formalin pada bahan makanan merupakan berita yang sangat mengejutkan pada penghujung tahun 2005 hingga sekarang. Bahan formalin tidak hanya ditemukan pada bahan makanan atau produk makanan yang beredar di pasar tradisional tetapi juga diperdagangkan di beberapa supermarket di seluruh Indonesia. Umumnya formalin digunakan sebagai salah satu zat untuk mengawetkan makanan, sehingga makanan akan lebih bertahan lama. (Mahdi, C dan Mubarrak, Shofi A. 2008)

Hasil penelitian BPOM dari 700 sampel produk makanan yang diambil dari Jawa, Sulawesi Selatan dan Lampung, 56 persen diantaranya mengandung bahan formalin. Bahkan 70 persen mie basah diawetkan dengan formalin. Penelitian yang dilakukan oleh Balai Besar POM DKI Jakarta juga menyebutkan, delapan merek Mie dan Tahu yang dipasarkan di Jakarta mengandung formalin. BPOM Makasar juga menemukan ikan asin kering di pasar swalayan dan tradisional ternyata juga mengandung formalin. (Service Buletin. 2006)

(3)

Hariyadi Singgih, Uji Kandungan Formalin, Hal 55-70 Berdasarkan penelitian yang dilakukan oleh Chanif Mahdi dan Shofy Mubarrak, Malang, 2008 dari 10 sampel produk ikan asin kering dari tempat yang berbeda lebih dari 60% positif mengandung formalin (Mahdi, C. 2008). Melihat persoalan tersebut, maka dalam penelitian ini dibuat sebuah Alat Uji untuk mengetahui kandungan formalin dalam bahan makanan.

2. KAJIAN PUSTAKA 2.1 Formalin

Menurut Kepala Pusat Penelitian Kimia LIPI, Dr. Leonardus Broto Kardono, formalin pada mulanya berbentuk padat dengan sebutan formaldehida atau istilah asingnya ditulis formaldehyde. Zat yang sebetulnya banyak memiliki nama lain berdasarkan senyawa campurannya ini memiliki senyawa CH2OH yang reaktif dan mudah mengikat air. Bila zat ini sudah bercampur dengan air dia disebut formalin yang memiliki rumus kimia CH2O. Gambar 1 menunjukan struktur formalin. Bahan formalin yang banyak ditemukan di pasar umumnya mempunyai konsentrasi 37%-40%. Formalin mempunyai fungsi sebagai antibacterial agent dapat memperlambat aktivitas bakteri dalam makanan yang mengandung banyak protein, maka formalin bereaksi dengan protein dalam makanan dan membuat makanan menjadi awet. Tapi ketika masuk kedalam tubuh manusia, maka ia bersifat mutagenik dan karsiogenik yang dapat memicu tumbuhnya sel kanker dan cacatnya gen pada tubuh (Mahdi, C. 2008).

Gambar 1. Struktur Formalin (Fluka, 2001)

Menurut IPCS (International Programme on Chemical

Safety), lembaga khusus dari tiga organisasi di PBB, yaitu ILO,

UNEP, serta WHO, yang mengkhususkan pada keselamatan penggunaan bahan kimiawi, secara umum disebutkan bahwa batas toleransi formaldehida yang dapat diterima tubuh dalam

(4)

bentuk air minum adalah 0,1 mg/liter (1 ppm setara 1 mg/liter) atau dalam satu hari asupan yang dibolehkan adalah 0.2 mg. Sementara formalin yang boleh masuk ke tubuh dalam bentuk makanan untuk orang dewasa adalah 1,5 mg hingga 14 mg per hari. National Institute for Occupational Safety and Health (NIOSH) menyatakan formaldehida berbahaya bagi kesehatan pada kadar 20 ppm. Sedangkan dalam Material Safety Data Sheet (MSDS), formaldehida dicurigai bersifat kanker (Fluka, 2002). 2.2 Metode Spot Test

Beberapa metode analisa kimia yang sudah ada, untuk penetapan kandungan formalin, borak, dan zat pewarna berbahaya salah satunya dapat dilakukan dengan metode spot test. Yaitu metode analisa kimia dengan menggunakan reagent kit (kit tester). Metode ini mempunyai keistimewaan antara lain cepat, murah, pasti dan tidak memerlukan peralatan yang rumit dan dapat dilakukan kapanpun dan dimanapun.

Prinsip kerjanya adalah dengan menambahkan cairan (reagent) pada bahan makanan yang diduga menggunakan bahan yang diselidiki, dengan hasil akhir terjadinya perubahan warna khas. FMR (formalin main reagent) merupakan salah satu jenis kit tester kandungan formalin. Kit tester tersebut merupakan salah satu penemuan dari dosen FMIPA UB Malang. Produk kit FMR tersebut ditunjukan dalam Gambar 2.

Gambar 2. Reagen kit FMR (Shofi A, 2008). 2.3 Sensor Warna TCS 3200

Sensor warna TCS 3200 adalah sensor warna buatan TAOS Parralax. TCS 3200 merupakan produk penyempurnaan dari produk sebelumnya yaitu TCS 230. Perbedaan antara TCS 3200 dan TCS 230 adalah konsumsi arusnya. Bentuk fisik dari sensor warna ditunjukan dalam gambar 3.

(5)

Gambar 3. Modul Sensor Warna TCS 3200 (Noor, 2010) 2.4 Mikrokontroler AVR ATmega8

AVR merupakan salah satu jenis mikrokontroler yang di dalamnya terdapat berbagai macam fungsi khusus seperti ADC, EEPROM kapasitas 128 byte sampai dengan 512 byte. Mikrokontroller dengan konsumsi daya rendah ini mampu mengeksekusi instruksi dengan kecepatan maksimum 16MIPS pada frekuensi 16MHz. Jika dibandingkan dengan ATmega8L perbedaannya hanya terletak pada besarnya tegangan yang diperlukan untuk bekerja. ATmega8 tipe L, dapat bekerja dengan tegangan antara 2,7 - 5,5 V sedangkan untuk ATmega8 hanya dapat bekerja pada tegangan antara 4,5 5,5 V. Adapun konfigurasi pin dari ATmega8 ditunjukan dalam gambar 4.

Gambar 4. Konfigurasi pin ATmega8 (Wasito S, 2004) 3. METODE

Metode penelitian diawali dengan rekam jejak lapangan dan studi perpustakaan baik menggunakan fasilitas internet maupun

(6)

media elektronik. Lokasi penelitian dilakukan di Prodi Elektronika Politeknik Negeri Malang. Sampel bahan uji diambil dari 4-lokasi pasar di kota Malang. Data rekam jejak dibuat sebuah judul relevan aktual dengan tujuan memberikan solusi dari permasalahan yang ada, yakni membuat alat uji kandungan formalin seperti dijelaskan dalam blok diagram gambar 5.

MCU ATmega8

Objek uji

Sensor Warna Display

input controller output

Gambar 5. Blok Diagram Alat Uji Formalin

1) Objek uji : berupa ikan asin yang sudah dicacah dengan berat ± 1 gram dan ditempatkan pada sebuah tabung reaksi. Untuk mendapatkan komposisi objek uji yang baik, objek uji terdiri dari 25% ikan asin dan 75% pereaksi FMR, dengan tujuan agar objek uji tidak terlalu keruh, sehingga tidak mempengaruhi hasil pengambilan data.

2) Sensor warna yang digunakan adalah TCS3200. Yang berfungsi mengubah warna menjadi arus listrik, kemudian arus listrik dikonversi ke dalam bentuk frekuensi bentuk sinyal kotak. Data output sensor langsung bisa dibaca oleh rangkaian ATmega8 melalui pin INT0, yang merupakan pin dengan fungsi khusus sebagai interupsi hardware atau software. 3) Bagian controller :

4) Mikrokontroler yang digunakan adalah ATmega8. Yang berfungsi sebagai unit pemroses data kemudian di tampilkan ke output.

5) Untuk menampilkan output berupa huruf atau angka digunakan display LCD 16 x 4, dimana LCD tersebut tersusun dalam 16 kolom dan 4 baris. Komunikasi LCD dengan mikrokontroler menggunakan metode komunikasi 4 bit data.

(7)

Hariyadi Singgih, Uji Kandungan Formalin, Hal 55-70 3.1 Perancangan Perangkat Keras

3.1.1 Desain Modul Sensor

Untuk menghubungkan modul sensor warna TCS3200 dengan modul minimum sistem ATmega, dibutuhkan sebuah konektor amphenol berukuran 2x6 pin pitch 2mm height 4mm. Bentuk fisik konektor dapat dilihat dalam Gambar 6.

Gambar 6. Konektor Amphenol (Wasito S, 2004)

Modul sensor warna TCS3200 dimodifikasi dan ditambahkan rangkaian konektor yang ditunjukan dalam Gambar 7.

Gambar 7. Rangkaian Konektor (Wasito S, 2004) 3.1.2 Rangkaian Minimum Sistem ATmega8

Modul minimum sistem ATmega8 berfungsi sebagai unit pemroses data dari input di tampilkan ke output.

Modul minimum sistem ATmega8, port yang digunakan adalah: Port D : digunakan sebagai port output ke saluran LCD,

Port B : digunakan sebagai port input downloader program ke ATmega8

Port C : digunakan sebagai port input dan output dari sensor TCS3200

(8)

Gambar 8. Rangkaian Minimum Sistem ATmega8 (Wasito, 2004)

3.2 Desain Perangkat Lunak

Desain software alat uji kandungan formalin meliputi: program untuk membaca frekuensi dari sensor warna dan program kalibrasi sensor warna untuk menampilkan data RGB

(red-green-blue)

1) Inisialisasi input/output

Port D : digunakan sebagai port output ke LCD.

Port B : digunakan sebagai port input download program ke ATmega8.

Port C : digunakan sebagai port input dan output dari sensor TCS3200.

2) Membaca frekuensi dari sensor warna

Untuk membaca frekuensi didalam program dibuat sebuah timer berperiode 1 detik, dan selama periode itu dihitung berapa kali terjadi gelombang kotaki,

3) Menampilkan data RGB

Program untuk menampilkan nilai RGB dari output sensor warna TCS3200. dilakukan dengan cara mengatur mode filter pada sensor melalui pin S2 dan S3 pada sensor. Penggantian

mode filter dilakukan secara otomatis melalui program, yang

pertama filter diset mode merah kemudian frekuensi maksimumnya disimpan dalam program dalam suatu nama variabel (misal r_ref), perlakuan ini berlaku juga untuk filter hijau dan filter biru. Nilai frekuensi maksimum pada filter RGB diasumsikan 255 (warna putih).

(9)

Hariyadi Singgih, Uji Kandungan Formalin, Hal 55-70 4) Konversi nilai display kedalam konsentrasi

Untuk mengubah bentuk nilai display RGB ke konsentrasi, dipakai display R, maka digunakan rumus persamaan :

... (1) Dimana :

x = konsentrasi (ppm) y = nilai display (R) a dan b = konstanta

Pembuatan program diawali dengan membuat flowchart/alur program. Program menggunakan bahasa C yang mengacu pada alur program dalam gambar 9.

ya Start Frekuensi RGB Tombol kalibrasi ditekan? Tampil Kalibrasi Baca frekuensi larutan sampel Tampil Nilai RGB ya tidak Stop tidak Konversi display warna ke konsentrasi X = Y-b a Tampil kandungan formalin ya Inisialisasi I/O Port B3-5= input Port C0-6, Port D0-7=output Frekuensi Ref= Frekuensi

maks. / 255

Ukur lagi ? F larutan =255 ? tidak

(10)

Menampilkan Nilai RGB

Untuk mendapatkan nilai RGB dari suatu objek, sensor harus dikalibrasi dengan warna putih sebagai referensinya. Untuk mendapatkan nilai resolusi 8 bit tiap warna, digunakan persamaan sebagai berikut :

(2)

(3)

Dimana :

Ref = Nilai referensi (Hz / bit) F. maks pada filter R = 19,233 KHz F. maks pada filter G = 21,817 KHz F. maks pada filter B = 23,591 KHz f = frekuensi sekarang (Hz)

Nilai = Nilai RGB (8 bit)

(4) 4. HASIL DAN PEMBAHASAN

4.1 Hasil Pengujian

Pengujian Sensor TSC3200

Untuk menampilkan nilai RGB, dilakukan dengan cara mengatur mode filter pada sensor melalui pin S2 dan S3. Penggantian mode filter dilakukan secara otomatis melalui program, hasil pengujian ditampilkan dalam gambar 10.

Gambar 10. Hasil Tampilan Nilai RGB Pengujian Sistem Menggunakan Sampel Ikan Asin

Pengujian dilakukan dengan 4-sampel yang ada di kota Malang, sampel II diambil dari pasar Mertojoyo, sampel III diambil dari pasar Blimbing, sampel IV diambil dari kidul pasar Besar yang

(11)

Hariyadi Singgih, Uji Kandungan Formalin, Hal 55-70 ditunjukan dalam gambar 11. Dan gambar 12 menunjukkan gambar visual sistem (Alat)

Gambar 11. Sampel Uji Ikan Asin

Gambar 12. Visual Sistem Hasil Pengujian

Data hasil pengujian ditunjukan dalam Tabel 1. Pengujian kedua dilakukan menggunakan alat Spektrofotometer. Data hasil pengujian diberikan dalam Tabel 2.

Tabel 1. Data Pengukuran dari Sistem

Sampel (ikan asin)

Hasil pengukuran sistem (ppm) Nilai

rata-rata I II III IV V I 34,3 32,8 33,3 34,3 32,8 33,5 II 24,8 26,8 25,3 24,8 22,8 24,9 III 24,3 20,8 24,3 26,3 22,8 23,7 IV 17,3 16,3 14,8 14,8 16,3 15,9

(12)

Tabel 2. Data Pengukuran Spektrofotometer

Sampel (ikan asin)

Hasil pengukuran instrumentasi standar

(ppm) Nilai rata-rata I II III IV V I 35,05 35,10 35,06 35,1 35,05 35,07 II 26,01 26,01 26,01 26,02 26,02 26,01 III 25,3 25,27 25,3 25,28 25,27 25,29 IV 17,03 17,02 17,01 17,01 17,01 17,01

Tabel 3. Data Perbandingan dengan Hasil Uji Referensi

Sampel (ikan asin) Nilai rata-rata (spektrofotometer) Nilai rata-rata alat yang dibuat Kasalahan relatif (%) I 35,073 33,5 4,48 II 26,012 24,9 4,27 III 25,286 23,7 6,27 IV 17,010 15,9 6,52 Kesalahan rata-rata (%) 5,38 4.2 Pembahasan

1) Kurva Sensor Merah (Red)

Pembuatan kurva data hasil pengujian bertujuan untuk mengetahui nilai linieritas hasil pengujian sistem. Data hasil pengujian dibuat kurva data konsentrasi larutan: 10 ppm 60 ppm, yang ditunjukan dalam tabel 4.

Tabel 4. Data Nilai Merah

Konsentrasi larutan (ppm) Nilai R

10 95 20 80 30 70 40 60 50 45 60 10

(13)

Hariyadi Singgih, Uji Kandungan Formalin, Hal 55-70 Hasil pembacaan sensor filter merah (Tabel 4) pada konsentrasi larutan 10 ppm, pembacaan sensor pada nilai R (red) menunjukkan nilai 95, pada konsentrasi larutan 60 ppm, pembacaan sensor pada nilai R menunjukkan nilai 10.

Gambar 13. Kurva Standar Regresi Konsentrasi Dengan Nilai Red

2) Kurva Sensor Hijau (Green)

Dalam Tabel 5 hasil pembacaan sensor filter hijau untuk konsentrasi larutan = 10 ppm, pembacaan sensor pada nilai G (green) menunjukkan nilai 15, pada konsentrasi larutan =60 ppm, pembacaan sensor pada nilai G menunjukkan nilai 5. Pembacaan sensor menggunakan mode filter hijau pada hasil pengukuran kandungan formalin menunjukkan respon yang kurang baik.

Tabel 5. Data nilai hijau

Konsentrasi larutan (ppm) Nilai G 10 15 20 15 30 10 40 10 50 5 60 5

(14)

Gambar 14. Kurva Standar Regresi Konsentrasi Dengan Nilai Green

3) Kurva Sensor Biru (Blue)

Dalam Tabel 6, hasil pembacaan sensor filter biru untuk konsentrasi larutan 10 ppm, pembacaan sensor pada nilai B (blue) menunjukkan nilai 45, pada konsentrasi larutan 60 ppm, pembacaan sensor pada nilai B menunjukkan nilai 5. Pembacaan sensor menggunakan mode filter biru pada hasil pengukuran kandungan formalin menunjukkan respon yang kurang baik, dan

mode filter biru mampu membaca perubahan komposisi RGB

pada larutan formalin dengan konsentrasi 10-60 ppm, akan tetapi hasil pembacaan filter hijau menunjukkan angka perubahan pada komposisi larutan RGB.

Tabel 6. Data Nilai Biru

Konsentrasi larutan (ppm) Nilai B 10 45 20 35 30 20 40 10 50 10 60 5

(15)

Gambar 15. Kurva Standar Regresi dengan Nilai Blue 5. PENUTUP

Dari hasil dan pembahasan data pengujian alat ukur kandungan formalin dapat disimpulkan:

1) Dari 4 sampel ikan asin yang diambil dibeberapa pasar di Kota Malang, 3 diantaranya tidak layak dikonsumsi dikarenakan kandungan formalinnya melebihi ambang batas kelayakan konsumsi (ambang batas = 20 ppm). Artinya pemakaian zat formalin sudah membudaya dimasyarakat.

2) Hasil pengujian filter merah pada sensor TCS 3200 mempunyai respon paling baik dibanding filter hijau dan biru. 3) Alat ukur kandungan formalin hasil penelitian ini mampu mengukur kandungan formalin pada konsenstrasi 10 ppm-60 ppm, dan untuk pembacaan diatas nilai 60 ppm alat tetap bisa membaca tetapi hasilnya tidak akurat.

4) Prosentase kesalahan ukur terbesar setelah dilakukan uji banding dengan alat referensi sebesar 6,52% dan dalam pengujian sistem secara keseluruhan didapat kesalahan rata-rata sebesar 5,38%.

5) Untuk mendapatkan nilai RGB optimal dari suatu objek berwarna, jarak pambacaan sensor dari objek sekurang-kurangnya 2 cm, karena pembacaan sensor yang optimal terletak pada jarak 2-3 cm dari objek.

6. DAFTAR PUSTAKA

Fluka, 2001. - .

Masruroh, L. 2010.

Glukosa Pada Apel (Malus Sylvestris Mill) Dengan

(16)

Universitas Islam Negeri Maulana Malik Ibrahim Malang, Skripsi.

Mahdi, C dan Mubarrak, Shofi A. 2008.

Formalin, Borak dan Pewarna Rhodamin pada Produk

, Berkala Ilmiah Perikanan Vol.3, Universitas Brawijaya.

Mengenal Berbagai Produk Reagen Kit Tester Untuk Uji Formalin, Borak, Zat Pewarna Berbahaya Dan

Lampiran 2, Universitas Brawijaya. chanifmahdi@gmail.com

Noor, Etty D. 2010.