IDENTIFIKASI KANDUNGAN GLUKOSA DALAM SAMPEL MADU TJ, MADURASA DAN MADU
MURNI MENGGUNAKAN
NEAR INFRARED SPEKTROSKOPI
[1] Erwin Hartaman Gea (192016008)
Program Studi Fisika-Pendidikan Fisika,
Fakultas Sains dan Matematika
Universitas Kristen Satya Wacana
Jln Diponerogo No 52-60 Salatiga, Tlp 50711,
Indonesia
e-mail: erwingea19@gmail.com
Abstrak
Madu merupakan substansi kompleks
berupa zat manis alami yang dihasilkan lebah madu dengan bahan baku nektar
tanaman, sekresi bagian tanaman, atau ekskresi serangga yang dikumpulkan lebah
kemudian ditransformasi menjadi madu dengan menambahkan senyawa lainnya. Madu mempunyai
konstituen utama monosakarida 75-80% (fruktosa 38,2% dan glukosa 31,3%),
disakarida (1,31% sukrosa, laktosa 7,11%, dan maltosa 7,31%), dan air (15-23%).
Madu memiliki banyak manfaat baik dalam industry farmasi, makanan, minuman dan
estetika. Permintaan madu di Indonesia semakin meningkat sementara itu tidak
semua madu di Indonesia sudah terverifikasi sehingga diperlukan konfirmasi kualitas
madu. Pada penelitian ini menggunakan 3 sampel yakni Madu TJ, Madurasa sebagai
madu sachet dan Madu Murni sebagai pembanding. Penelitian ini menggunakan
metode deskritif-analisis, penelitian ini bertujuan untuk menganalisis
kandungan glukosa dalam tiap sampel madu melalui spectrum madu yang dihasilkan.
Kemudian kadar Glukosa dianalisis
menggunakan NIR Infrared dengan bantuan aplikasi Matlab R2013a. Hasil
penelitian menunjukkan bahwa terdapat perbedaan antara kadungan glukosa dalam
tiap sampel dimana kadar glukosa madu sachetan lebih tinggi dari pada madu
murni yang dapat menentukan nilai kualitas madu akibat dari penambahan glukosa
tambahan.
Kata Kunci — Madu,
NIR Infrared, Glukosa, Spectra.
I. Pendahuluan
Madu merupakan substansi kompleks berupa zat manis
alami yang dihasilkan lebah madu dengan bahan baku nektar tanaman, sekresi
bagian tanaman, atau ekskresi serangga yang dikumpulkan lebah kemudian
ditransformasi menjadi madu dengan menambahkan senyawa spesifik yang dihasilkan
oleh lebah madu yang disimpan dan dimatangkan dalam sisiran madu (Anonim, 2001).
Istilah Nektar dalam madu adalah cairan manis yang kaya dengan gula yang diproduksi oleh bunga dari
tumbuh-tumbuhan dan sangat disukai oleh serangga salah satunya lebah. Madu
memiliki Komposisi madu sangat kompleks
mengandung setidaknya 181-200 zat yang berbeda (Ferreira et al., 2009) jumlah zat
tersebut yang membuat madu menjadi istimewa baik untuk kesehatan maupun bidang
pengobatan lainnya. Madu berupa larutan dengan osmolaritas tinggi, terdiri dari
konstituen utama monosakarida 75-80% (fruktosa 38,2% dan glukosa 31,3%),
disakarida (1,31% sukrosa, laktosa 7,11%, dan maltosa 7,31%), dan air (15-23%)
(Bogdanov et al., 2004).
Dari sisi kandungan, madu mengandung senyawa
yang dihasilkan dan disimpan oleh lebah dengan kandungan karbohidrat yang
mencapai 95-97% terhadap bobot kering madu. Dari beberapa penelitian
menunjukkan bahwa madu memiliki efek anti bakteri, efek aninflamasi, efek anti
oksida dan meningkatkan system imun (Andam Mira, Emran Rahmana, 2017). Dalam
penelitian akan menggungkapkan kalitas madu melalui kemunian madu tersebut,
kemunian atau kualitas madu merupakan pertimbangan yang penting, dan perlu diperhatikan. Kualitas madu ditentukan oleh beberapa
parameter diantaranya kadar air, keasaman, dan gula total merupakan parameter
penting yang bertanggung jawab dalam menentukan stabilitas dan ketahanan
terhadap kontaminasi mikroba pembusukan atau fermentasi selama penyimpanan
karena kontaminasi mikroba merupakan faktor utama kualitas madu (Bogdanov,
2004). Untuk
menduga kandungan nutrisi dan kimia dari madu, biasanya dilakukan uji laboratorium
yang dikenal dengan istilah analisa polen dimana analisa ini melibatkan bahan
dan analisa kimia ataupun proses lainnya yang terkadang menghabiskan waktu yang
cukup lama, sehingga tidak cocok diterapkan di industri yang bergerak dibidang
produksi dan distribusi madu (Escuredo et al., 2012).
Dalam dua dekade terakhir ini, perhatian dan usaha
yang besar terus dikembangkan oleh para peneliti untuk mencari metode
alternatif yang cepat, ramah lingkungan dan bersifat tidak merusak
(non-destructive) untuk memprediksi kandungan nutrisi madu (Agus et al, 2017), Untuk
mengetahui tingkat kemurnian dari madu dianalisis dengan metode penggunaan spektroskopi
Near Infrared (NIR). Pengukuran Spektrum menggunakan NIR berkisar pada daerah
cahaya inframerah tengah (mid-infrared) yaitu pada bilangan gelombang
4000-10000 cm-1. Energi yang dihasilkan oleh radiasi ini menyebabkan
vibrasi atau getaran pada molekul. Pita absorbs infra merah sangat khas dan
spesifik untuk setiap tipe ikatan kimia atau gugus fungsi. Metode ini sangat
berguna untuk mengidentifikasi senyawa organik yang terkandung dalam madu
(Dachriyanus, 2004). Metode ini dapat menganalisa kualitas pangan dengan waktu
yang sangat cepat dan dilakukan secara non-destruktif bahkan tanpa menyentuh
produk tersebut (Munawar & Budiastra, 2009). Keunggulan metode ini yang
tidak merusak bahan, persiapan sampel yang relatif mudah, tidak memerlukan
bahan kimia serta dapat menduga beberapa kualitas bahan secara simultan,
menjadikan metode ini banyak diteliti dan diterapkan di banyak bidang pertanian
(Gomez et al., 2006; Vesela et al., 2007; Liu et al., 2008; Jaiswal et al.,
2012; Munawar et al., 2016).
Penelitian ini bertujuan untuk membangun
pemahaman semua kalangan tentang tingkat kemurnian madu dengan menganalisis
kandungan yang terdapat didalam madu yang berkorelasi terhadap tingkat kualitas
madu melalui proses perbandingkan madu murni dan madu kemasan dalam
produksi. Secara umum, tujuan yang ingin dicapai pada penelitian
ini adalah mengkaji dan menerapkan teknologi Near Infrared Spectroscopy (NIRS)
sebagai metode baru untuk prediksi kualitas madu secara cepat dan non
destruktif (Agus et al, 2017).
II. METODOLOGI
Tempat dan waktu penelitian
Penelitian
dilakukan di laboratorium NIR, Gedung C ruangan NIR,Fakultas sains matematika,
UKSW. Penggunaan NIR bertujuan untuk
mengambilan data dari sampel melalui spectra dari masing masing sampel.
Penelitian ini merupakan penelitian open
project dari matakuliah Fisika Eksperimen II pada semester ganjil 2018/2019.
Penelitian dilakukan pada hari Kamis tanggal 25 October pukul 09:00 WIB dengan durasi selama 45 menit untuk tiga sampel.
Bahan
dan dan alat
Bahan yang digunakan dalam penelitian ini adalah yang
pertama madu bermerek madu TJ sachet yang diproduksi oleh PT. Trenso Jaya, yang
kedua madu bermerek Madurasa sachet yang diproduksi oleh PT.Madurasa unggulan
Nusantara, dan yang ketiga Madu Murni asal Poso dan proses pengambilannya di
alam sekitar hutan didaerah Poso, penggunaan madu murni sebagai acuan dan
perbandingan terhadap kedua madu lainnya.
Gambar 2. Jenis madu
Dalam penelitian ini tidak
terlepas dari NIR sebagai alat utama dalam memperoleh spectra dari madu dengan
menggunakan cawan petri sebagai tempat pelentakan cairan madu selama proses
scanning dengan metode transrefleksi. Selain itu, hal ini juga dilakukan untuk
menguji apakah instrumen atau metode NIR mampu membedakan jenis madu tersebutSpektra madu diambil dengan menggunakan
Near Infrared Spektrometer, dengan wavenumber sebesar 1000-2500 nm atau 4000-10000
cm-1.
Metode
pengambilan sampel
Spectral
madu diambil menggunanakan sebuah sebuah spektometer secara lengkap dengan
sumber cahaya (light sources) dari lampu tungsten halogen, fiber optics dan
komputer. Metode
pengambilan spectral dilakukan dengan memasukkan masing masing sampel kedalam cawan
petri, seperti pada gambar 2 dibawah ini.
Analisis Data
Spectra
madu bacaan NIR diolah menggunakan aplikasi Matlab R2013a dan menunjukkan
grafik Transrefleksi terhadap bilangan gelombang. Hasil bacaan NIR menunjukkan
bahwa grafik masih banyak noise sehingga di lakukan proses smoothing untuk
meredam noise pada grafik. Setelah mendapatkan grafik spectra transrefleksi
yang halus selanjutnya yaitu mencari absorbansi beserta turunan keduanya
spectra madu. Analisis factor perbedaan spectrum yaitu dengan menganalisis
turunan kedua dari absorbansi.
III. hasil dan pembahasan
Indentifikasi
transreflect spektra madu diplotkan menggunakan program Matlab yang
menghasilkan bentuk spektra seperti yang ditunjukkan gambar 3 sebagai berikut
Gambar 3 menunjukkan spectrum dari masing masing
sampel, perbedaan antar spectrum belum jelas kelihatan, oleh karena itu perlu
diperjelas dengan turunan kedua spectrum tersebut seperti pada gambar 5. Dengan
membuat turunan kedua tampilan dari reflektansi spectrum dapat ditingkatkan
sehingga mempermudah analisis grafik. Disisi lain keberadaan turunan pertama
sangat bermanfaat untuk melihat posisi puncak dan lembah. Sedangkan turunan
kedua dibutuhkan dalam menentukan posisi puncak spectrum dan menghilangkan baseline spectra.
Spectra madu pada awalnya menunjukkan banyak noise
sehingga dilakukan smoothing untuk mempermudah dalam menganalisis factor pembeda
madu murni dan madu sachet.Setelah grafik spectra telah di Smoothing
selanjutnya mencari nilai absorbansi
dari spectra tersebut menggunakan persamaan :
ABS=-log10(X)
Setelah mendapatkan grafik absorbansi dari spectra
madu selanjutnya yaitu mencari turunan kedua dari absorbansi guna mempermudah
dalam mengidentifikasi factor pembeda dari spectra madu murni dan madu sachet
dengan mencari grafik turunan kedua (second
derivative) sesuai dengan gambar 5 dibawah ini.
Dari hasil grafik turunan kedua absorbansi dari
spectrum madu dapat dianalisis peregangan ikatan pada bilangan gelombang
tertentu yaitu peregangan ikatan gula (C-H, O-H) yaitu pada bilangan gelombang 8500-9000
cm-1
Analisis data dilakukan pada daerah spectrum 8500-9000
cm-1. Daerah ini menarik untuk dianalisis karena pola yang terbentuk
sangat teratur, terlihat dari puncak dan lembahnya. Pada daerah ini terjadi
kenaikan puncak yang signifikan dan kedalaman lembah yang signifikan pula yang
secara secara sistematis. Pada daerah ini puncak dan lembah yang terbentuk
lebih tinggi dari puncak dan lembah pada daerah lainnya seperti ditujukkan pada
gambar 5. Tampak bahwa semakin tinggi serapan semakin tinggi konsentrasi
glukosa atau ikatan H-C.
Sesuai tabel I. ditunjukkan bahwa pada daerah bilangan
gelombang 8500-9000 cm-1 terjadi peregangan ikatan C-H yang
berkaitan dengan ikatan glukosa dalam madu. dari ketiga sampel menunjukkan
perbedaan puncak tiap spektra madu, sehingga dapat ditentukan puncak absorbansi
sebagai fungsi konsentrasi glukosa.
Setelah
diketahui bahwa puncak Absorbansi sebagai konsentrasi dapat di tentukan bahwa
madu yang memiliki konsentrasi glukosa paling tinggi yaitu madu TJ, kemudian
madurasa dan madu murni. Dapat
dipastikan bahwa perbedaan konsentrasi glukosa lebih banyak pada madu sachet
(madu TJ, madurasa) dibandingkan dengan madu murni. Hal ini dipengaruhi oleh
penambahan glukosa buatan terhadap madu sachet oleh perusahan yang membuatnya.
Semakin banyak kadar glukosa pada madu sachet akan mengakibatkan penurunan kualitas
terhadap madu tersebut.
IV. KESIMPULAN
Berdasakan
Hasil analisa data dan pembahasan dapat disimpulkan bahwa NIR Spectrometer
dapat digunakan untuk mengindentifikasi konsentrasi kadar glukosa dalam madu.
Spectra kandungan glukosa dalam madu dapat diamati dari turunan kedua spectra
pada bilangan gelombang 8500-9000 cm-1. Spectra hasil analisis dapat
dijadikan sebagai acuan dalam prediksi kandungan glukosa dari berbagai jenis
madu.
V. Daftar Pustaka
[1] Diding S. 2007, Penentuan keasamaan buah nenas varietas cayenne
secaraa tidak merusak menggunakan short wavelength Near Infrared (SW-NIR)
spectroscopy. Jurnal Teknologi dan Industri Hasil Pertanian Volume 12,
Lampung.
[2] International Tea
Committee, 2015, World Tea Production & Consumption, The United Kingdom.
[3] Giner Maslebu, Andreas
Setiawan, Jubhar. Chr Mangumblude, Ferdy S. Rondonuwu, 2016, Indentifikasi kandungan anion nitrat dalm
sampel air menggunakan near infrared spektroskopi. Universitas Kristen
Satya Wacana : Jawa tengah.
[4] Diding Suhandy, Rofandy Hartanto,
Sulusi Prabawati,Yulianingsih, Yatmin, Penggunaan
Near Infrared Spectroscopy pada penentuan kandungan terlarut buah manga
Indramayu secara tidak merusak. 2008. Jurusan teknik, Universitas Lampung.
[5] Kornelius
Upa Rodo, Ferdy S. Rondonuwu, Wahyu H. Kristiyanto,.2010, Pengukuran Konsentrasi Alkohol dalam Air Menggunakan
Sperktroskopi NIR. Universitas Kristen Satya
Wacana. Salatiga : Jawa Tengah
