APLIKASI KONSEP POLARISASI CAHAYA UNTUK MENENTUKAN KUALITAS MINYAK GORENG

Transkripsi

1 Proseding Seminar Nasional Fisika dan Aplikasinya Sabtu, 21 November 2015 Bale Sawala Kampus Universitas Padjadjaran, Jatinangor APLIKASI KONSEP POLARISASI CAHAYA UNTUK MENENTUKAN KUALITAS MINYAK GORENG INDAYATI, KIFLAINI FITRI LESTARI, RODLIYAH ORGIYATMI KARTIKA SENJA *, TIARA SETIA SATITI Prodi Pendidikan Fisika, Fakultas Keguruan dan Ilmu Pendidikan, Universitas Sebelas Maret Jl. Ir.Sutami No. 36A, Surakarta Abstrak. Tujuan penulisan makalah ini adalah untuk menjelaskan karakteristik minyak goreng yang baik dan parameter kualitas minyak goreng berdasarkan perubahan sudut polarisasi cahaya. Berdasarkan dari pembahasan dapat diambil kesimpulan: (1) Minyak goreng adalah minyak yang berasal dari lemak tumbuhan atau hewan yang dimurnikan dan berbentuk cair. Standar mutu minyak goreng berdasarkan sifat fisiknya adalah kadar air < 0,01 %, kadar kotoran kurang dari 0,01 %, kandungan asam lemak bebas < 0,30 %, bilangan peroksida < 1 mgo2/g, mempunyai warna, bau, dan rasa yang normal, dan mempunyai kandungan logam berat serendah mungkin. (2) Polarisasi cahaya adalah peristiwa penyerapan arah bidang getar gelombang karena peristiwa pemantulan, pembiasan, pembias ganda, absorbsi selektif, dan hamburan. Polarisasi cahaya dapat digunakan sebagai parameter kualitas minyak goreng. Untuk menguji kualitas minyak goreng dengan parameter dapat dilakukan dengan memanaskan minyak goreng sampai suhunya mencapai C dan diukur menggunakan alat polarimetar. Perlakuaan ini dilakukan secara berulang sebanyak 5 kali sehingga didapatkan hasil bahwa semakin sering minyak dipanaskan maka sudut polarisasi akan semakin meningkat. Hal ini karena minyak mengalami perubahan fisik maupun kimia yang mempengaruhi sifat optis minyak. Perubahan sifat optis minyak juga akan mengubah sudut polarisasi minyak. Kata Kunci : minyak goreng, polarisasi, sudut polarisasi, sifat optis Abstract The purpose of this paper is to describe the characteristics of a good cooking oil and cooking oil quality parameters based on changes in polarization angle of light. Based on the discussion, it can be concluded: (1) Cooking oil is the oil derived from plant or animal fat is purified and a liquid. Cooking oil quality standards based on its physical properties is the water content of <0.01%, impurity content less than 0.01%, free fatty acid content <0.30%, peroxide value <1 mgo2 / g, has the color, odor, and taste normal, and has a heavy metal content as low as possible. (2) Polarization of light is incident toward the field of vibrating wave absorption due to the events of reflection, refraction, double diffusers, selective absorption and scattering. Polarization of light can be used as cooking oil quality parameter. To test the quality of cooking oil to the parameters can be done by heating the oil until the temperature reaches 2000C and measured using a polarimetar. This perlakuaan is repeated 5 times to obtain the result that the more the oil is heated, the angle of polarization will increase. This is because the oil physical and chemical changes that affect the optical properties of the oil. Changes in the optical properties of the oil also will change the polarization angle of the oil.. Key words: cooking oil, polarization, polarization angle, optical properties * rodliyahsenja@gmail.com FL-44

2 Analisis Aplikasi Konsep Polarisasi Cahaya untuk Menentukan Kualitas Minyak Goreng FL PENDAHULUAN Minyak goreng merupakan salah satu kebutuhan pokok manusia sebagai alat pengolahan bahanbahan makanan. Minyak goreng yang banyak beredar dipasaran adalah minyak goreng yang bersumber dari tanaman yaitu minyak kelapa dan minyak kelapa sawit. Parameter kualitas minyak meliputi sifat fisika dan sifat kimia. Sifat fisika meliputi warna, bau, kelarutan, titik cair dan polimorphism, titik didih, titik pelunakan, slipping point, shot melting point, bobot jenis, viskositas, indeks bias, titik kekeruhan (turbidity point), titik asap, titik nyala dan titik api ( Ketaren, 2008). Minimnya pengetahuan masyarakat tentang penggunaan minyak goreng yang baik menyebabkan masyarakat menggunakannya secara tidak tepat. Seringkali ditemukan penggunaan minyak goreng yang terlalu lama sehingga menyebabkan terjadinya perubahan warna, bau dan sifat-sifat fisika maupun kimia lainnya dari minyak goreng itu sendiri. Perubahan sifat fisika dan kimia dari minyak goreng akibat lamanya penggunaan ini tentu saja berpengaruh terhadap nilai gizi yang terkandung di dalam minyak goreng itu sendiri, dan secara langsung maupun tidak langsung mempengaruhi sistem kesehatan tubuh kita yang mengkonsumsi minyak goreng tersebut. Polarisasi cahaya adalah peristiwa penyerapan arah bidang getar gelombang. Jika seberkas cahaya dilewatkan pada dua buah polarisator maka intensitas cahaya yang ditransmisikan akan mencapai nilai maksimum bila arah transmisi cahaya dari kedua polarisator tersebut saling sejajar. Sebaliknya, akan menghasilkan intensitas minimum bila arah transmisi cahaya dari kedua polarisator saling tegak lurus. Apabila di antara kedua polarisator ini diberikan suatu medium transparan yang dikenai medan listrik luar maka dimungkinkan arah sudut polarisasi cahaya yang ditransmisikan oleh polarisator tersebut mengalami perubahan. Jika medium transparan yang diletakkan di antara ke-dua polarisator mengalami perubahan sifat-sifat fisik, maka sangat dimungkinkan sifat optisnya juga mengalami perubahan sehingga dapat mempengaruhi perubahan sudut polarisasi cahayanya. Berdasarkan uraian latar belakang masalah di atas, akan dilakukan pembahasan materi tentang kualitas minyak goreng yang akan dikaji dengan menggunakan tinjauan polarisasi cahaya. Dalam makalah seminar fisika ini, pembahasan tentang kualitas minyak tersebut diberi judul Aplikasi Konsep Polarisasi Cahaya Untuk Menentukan Kualitas Minyak Goreng. 2. METODE PENELITIAN A. Mutu Minyak Goreng Banyak jenis makanan yang diolah dengan cara di goreng. Oleh karena harus berhati-hati dalam memilih minyak goreng yang akan digunakan. Saat membeli minyak goreng yang patut diperhatikan adalah warna minyak goreng haruslah bening dan jernih, komposisi minyak goreng tidak mengandung lemak yang tinggi terutama jenis minyak jenuh dan terhidrogenerasi (hydrogenerated oil), tidak mudah beku jika didinginkan pada suhu rendah selama 5 menit.

3 FL-46 Indayati, dkk Standar mutu minyak goreng yang baik menurut Ketaren (2008) yaitu memiliki kadar air < 0,01 %, kadar kotoran kurang dari 0,01 %, kandungan asam lemak bebas < 0,30 %, bilangan peroksida < 1 mgo2/g, mempunyai warna, bau, dan rasa yang normal, dan mempunyai kandungan logam berat serendah mungkin. Menurut SNI , minyak goreng memiliki beberapa persyaratan mutu. Adapun parameter persyaratan mutu minyak goreng menurut SNI dapat dilihat pada tabel 1. Tabel 1. Parameter Syarat Mutu Minyak Goreng SNI No Jenis Uji Satuan Persyaratan Mutu I Mutu II 1 Keadaan 1.1 Bau - normal normal 1.2 Rasa - normal normal 1.3 Warna Putih, kuning - pucat sampai kuning 2 Kadar air % b/b mkas 2 maks 0,3 3 Bilangan Asam mg KOH/g maks 0,6 maks 2 4 Asam Linolenat maks 0,1 maks 2 (C18:3) dalam komposisi asam % lemak minyak Putih, kuning pucat sampai kuning 5 Cemaran logam : 5.1. Timbal (Pb) mg/kg maks 0,1 maks 0, Timah (Sn) maks maks 40,0/250 mg/kg 40,0/ Raksa (Hg) mg/kg maks 0,05 maks 0, Tembaga maks 0,1 maks 0,1 mg/kg (Cu) 6 Cemaran arsen maks 0,1 maks 0,1 mg/kg (As) 7 Minyak pelikan negatif negatif B. Faktor-faktor Pemanasan yang Dapat Menyebabkan Kerusakan Miyak Goreng Faktor pemanasan yang dapat menyebabkan kerusakan minyak adalah sebagai berikut: a. Lamanya minyak kontak dengan panas Pada pemanasan terhadap minyak goreng selama jam pertama, bilangan iod berkurang dengan kecepatan konstan, sedangkan jumlah oksigen dalam lemak bertambah dan selanjutnya menurun setelah pemanasan 4 jam kedua berikutnya. Kandungan persenyawaan karbonil bertambah dalam minyak selama proses pemanasan, kemudian berkurang sesuai dengan berkurangnya jumlah oksigen.

4 Analisis Aplikasi Konsep Polarisasi Cahaya untuk Menentukan Kualitas Minyak Goreng FL-47 b. Suhu Minyak yang dipanaskan pada suhu > 160⁰ akan mengalami oksidasi dan hidrolisis. Reaksi oksidasi menimbulkan kerusakan lebih mudah pada minyak dengan ketidakjenuhan tinggi. Pada pemanasan minyak goreng dengan suhu > 160⁰ C, minyak juga mengalami proses hidrolisis, proses hidrolisis ini akan menghasilkan asam lemak bebas yang mudah teroksidasi, sehingga minyak menjadi tengik dan membentuk asam lemak trans. c. Akselerator Oksidasi Kecepatan aerasi memegang peranan penting dalam menentukan perubahanperubahan selama oksidasi thermal. Kecepatan aerasi merupakan kecepatan kontak suatu zat dengan udara. Dalam proses aerasi ini maka kandungan oksigen dalam zat akan bertambah dan kandungan jumlah karbon dioksida akan menurun. Nilai kekentalan naik secara proporsional dengan kecepatan aerasi, sedangkan bilangan iod semakin menurun dengan bertambahnya kecepatan aerasi. Konsentrasi persenyawaan karbonil akan bertambah dengan penurunan kecepatan aerasi. Senyawa karbonil dalam lemak-lemak yang telah dipanaskan dapat berfungsi sebagai pro-oksidan atau sebagai akselerator (pemercepat) pada proses oksidasi. C. Parameter Kualitas Minyak Goreng Berdasarkan Perubahan Sudut Polarisasi Cahaya a. Pengertian Polarisasi cahaya Cahaya memiliki sifat sebagai gelombang elektromagnetik, yaitu gelombang yang dapat merambat tanpa memerlukan medium. Sedangkan berdasarkan arah getarnya, cahaya termasuk kedalam gelombang transversal. Karena hal tersebut maka cahaya dapat mengalami proses polarisasi. Gejala polarisasi hanya dapat dialami oleh gelombang transversal saja. Menurut Alonso dan Finn (1992), polarisasi cahaya adalah peristiwa penyerapan arah bidang getar gelombang. Tjia (1993) menjelaskan bahwa gejala polarisasi dapat digambarkan dengan gelombang yang terjadi pada tali yang dilewatkan pada celah. Apabila tali digetarkan searah dengan celah maka gelombang pada tali dapat melewati celah tersebut. Sebaliknya jika tali digetarkan dengan arah tegak lurus celah maka gelombang pada tali tidak bisa melewati celah tersebut. (a) Gambar 1. Peristiwa Polarisasi (a) Tali Digetarkan Searah dengan Celah (b) Tali Digetarkan dengan Arah Tegak Lurus Celah (Saripudin, Rustiawan & Suganda, 2009) (b)

5 FL-48 Indayati, dkk Seberkas sinar terdiri atas banyak gelombang yang dipancarkan oleh atom-atom dari sumber cahaya. Setiap atom menghasilkan gelombang yang memiliki orientasi tertentu dari vektor medan listrik E. Arah polarisasi dari setiap gelombang didefinisikan sebagai arah medan listrik yang bervibrasi. Gambar 2. Sebuah Diagram Skematis dari Gelombang Elektromaknetik (Serway, 2010). Pada Gambar 2, arah medan listrik terletak disepanjang sumbu y. Namun, gelombang elektromaknetik dapat memiliki vektor E yang terletak di bidang yz membentuk sudut berapapun yang memungkinkan dengan sumbu y. Oleh karena itu arah vibrasi dari suatu sumber gelombang semuanya mungkin, maka resultan gelombang elektromagnetiknya adalah suatu superposisi dari gelombang-gelombang yang bervibrasi ke arah yang berlainan. Hasilnya adalah sinar cahaya yang tidak terpolarisasi. (a) Gambar 3. Berkas Cahya (a) Representasi dari Seberkas Cahaya yang Tidak Terpolarisasi. (b) Berkas Cahaya yang Terpolarisasi Secara Linier (Serway,2010). (b) Dari Gambar 3 (a) terlihat bahwa arah rambat gelombang tegak lurus bidang kertas. Panah menunjukkan beberapa arah yang mungkin dari vektor medan listrik untuk setiap gelombang yang membentuk resultan berkas sinar.

6 Analisis Aplikasi Konsep Polarisasi Cahaya untuk Menentukan Kualitas Minyak Goreng FL-49 Sebuah gelombang dikatakan terpolarisasi linier jika resultan medan listriknya bervibrasi kearah yang sama disetiap waktu pada titik tertentu, seperti ditunjukkan pada Gambar 3 (b). Bidang yang dibentuk oleh E dan arah rambatnya disebut bidang polarisasi gelombang. Sinar alami seperti sinar matahari pada umumnya adalah sinar yang tak terpolarisasi. Cahaya dapat mengalami gejala polarisasi dengan berbagai cara, antara lain karena peristiwa pemantulan, pembiasan, pembias ganda, absorbsi selektif, dan hamburan. b. Macam Polarisasi Cahaya Ketika seberkas sinar yang tidak terpolarisasi dipantulkan dari sebuah permukaan, maka cahaya yang dipantulkan mungkin seluruhnya terpolarisasi, setengahnya terpolarisasi, atau tidak terpolarisasi sama sekali bergantung pada sudutnya. Gambar 4. Cahaya yang Tidak Terpolarisasi Datang pada Bidang Pantul (Serway,2010). Misal sebuah sinar yang tidak terpolarisasi datang pada permukaan, seperti pada gambar 4, setiap vektor medan listrik masing-masing dapat diuraikan menjadi dua komponen. Komponen pertama adalah yang sejajar permukaan (ditunjukkan oleh titik) dan komponen kedua adalah yang tegak lurus dengan komponen pertama dan dengan arah rambatnya (ditunjukkan dengan panah). Pada keadaan ini komponen sejajarnya memantulkan lebih kuat daripada komponen tegak lurus dan menghasilkan sinar pantul yang terpolarisasi sebagian dan sinar bias juga terpolarisasi sebagian (Serway,2010). Jika sudut θ 1 berubah hingga sudut antara sinar pantul dan sinar bias adalah 90⁰, maka sinar pantul terpolarisasi seluruhnya (medan listrik tegak lurus bidang datar) dan sinar bias akan tetap terpolarisasi sebagian. Sudut dimana sudut antara sinar pantul dan sinar bias saling tegak lurus disebut sudut polarisasi yang dinotasikan θ p.

7 FL-50 Indayati, dkk Gambar 5. Sinar Pantul Terpolarisasi Seluruhnya (Serway,2010). Hubungan antara sudut polarisasi dan indeks bias medium dapat dijelaskan menggunakan hukum Snellius. Pada Gambar 5 terlihat bahwa p , oleh karena itu 2 90 p. Dengan menggunkan hukum Snellius tentang pembiasan maka: n p n n 1 sin n2 sin 1 sin p n2 1 sin p n2 tan sin 90 n 2 cos p p 2 p n (2.1) 1 Persamaan 2.1 diatas dikenal sebagai hukum Brewter. Dimana n 1 adalah indeks bias medium pertama, n 2 adalah indeks bias medium kedua, dan θ 2 adalah sudut bias (Tipler, 2001). Polarisasi cahaya adalah fenomena yang sering terjadi dikehidupan sehari-hari. Cahaya matahari yang dipantulkan dari air, gelas, dan salju mengalami polarisasi sebagian. Jika permukaan horizontal, maka vektor medan listrik pada sinar pantul akan mempunyai komponen horizontal yang kuat. Kacamata yang terbuat dari material polarisasi menjadi sangat efektif untuk mengurangi kilauan cahaya. Sumbu transmisi pada lensa diorientasikan secara vertikal sehingga dapat menyerap komponen horizontal yang kuat dari cahaya yang dipantulkan. Suatu sinar cahaya setelah melewati suatu kristal dapat terpecah menjadi dua berkas akibat adanya dua arah pembiasan sekaligus yang disebut dengan pembias ganda (Soedojo, 1992). Pembias ganda dapat terjadi pada bahan kalsit (calcite) dan plastik yang ditegangkan seperti selofen (cellophone). Pada kebanyakan material, laju cahaya adalah sama kesemua arah. Material seperti ini disebut isotropik. Disebabkan struktur atomnya, bahan birefringence adalah anisotropik yaitu laju cahaya tidak sama untuk semua arah.

8 Analisis Aplikasi Konsep Polarisasi Cahaya untuk Menentukan Kualitas Minyak Goreng FL-51 Saat seberkas cahaya masuk pada material birefringence seperti kalsium karbonat, cahaya yang tidak terpolarisasi terurai menjadi dua berkas cahaya dengan bidang polarisasi yang melaju dengan kecepatan yang berbeda. Kedua berkas cahaya dipolarisasikan kearah yang saling tegak lurus. Kedua berkas tersebut adalah sinar biasa (ordinary ray) dan sinar luar biasa (extraordinari ray). Ada arah tertentu pada bahan birefringence dimana kedua sinar merambat dengan kecepatan yang sama. Arah ini disebut dengan sumbu optik (Tipler, 2001). Arah rambat cahaya pada material birefringence dijelaskan oleh Gambar 6. berikut: Gambar 6. Cahaya yang Tidak Terpolarisasi Datang Ke Dalam Kristal Karbonat (Tipler,2001). Kalsium Sinar biasa (sinar O) dikarakteristikkan oleh suatu indeks bias n O yang sama kesegala arah. Hal ini berarti jika ada sebuah titik sumber cahaya di dalam kristal maka gelombang biasa akan menyebar dari sumber cahaya seperti bola-bola. Sedangkan, sinar kedua yaitu sinar luar biasa (sinar E) yang bergerak dengan kelajuan beragam dan karena itu dikarakteristikkan oleh indeks bias n E yang berubah sesuai arah rambatnya. Hal ini berarti jika ada sebuah titik sumber cahaya di dalam kristal maka gelombang luar biasa menyebar dari sumber cahaya dengan berbentuk elips. Penjelasan dapat dilihat pada Gambar 7. berikut Gambar 7. Sebuah Sumber Titik S Di Dalam Kristal Pembias Ganda (Serway,2010). Di arah sumbu optik, sinar biasa dan sinar luar biasa mempunyai kelajuan yang sama, yang bersesuaian dengan arah yang membuat n O = n E. Beda kelajuan antara sinar tersebut maksimum

9 FL-52 Indayati, dkk pada arah tegak lurus sumbu optik. Nilai untuk n O dan n E untuk berbagai kristal pembias ganda ditunjukkan pada Tabel 2. Tabel 2. Indeks Bias Kristal Pembias Ganda untuk Panjang Gelombang 589,3 nm (Serway,2010). Kristal n O n E n O /n E Kalsium karbonat (CaCO 3 ) 1,658 1,486 1,116 Kuarsa (SiO 2 ) 1,544 1,553 0,994 Natrium nitrat (NaNO 3 ) 1,587 1,336 1,188 Natrium sulfit (NaSO 3 ) 1,565 1,515 1,033 Seng klorida (ZnCl 2 ) 1,713 1,713 0,985 Seng sulfida (ZnS) 2,378 2,378 0,911 Polarisasi akibat absorbsi selektif terjadi jika cahaya melalui zat yang dapat memutar bidang polarisasi gelombang cahaya. Zat semacam ini disebut zat optis aktif. Pada tahun 1938, E.H.Land ( ) menemukan sebuah bahan yang disebutnya sebagai polaroid yang memolarisasikan cahaya dengan cara absorbsi selektif melalui molekul-molekul yang terorientasi. Bahan tersebut dibuat dalam bentuk bahan lembaran tipis dari rantai hidrokarbon yang panjang. Lembaran ini diregangkan selama pembuatannya sehingga molekul panjangnya menjadi lurus. Setelah lembaran dicelupkan ke dalam cairan yang mengandung iodin, maka molekul-molekul menjadi konduktor listrik yang baik. Kebanyakan konduksi terjadi di sepanjang rantai-rantai hidrokarbon karena elektron dapat dengan mudah bergerak hanya pada rantai-rantai tersebut. Saat cahaya masuk dengan vektor medan listriknya sejajar dengan rantai-rantai tersebut, arus listrik akan mengalir disepanjang rantai, sehingga energi cahaya akan diserap. Jika medan listrik tegak lurus rantai maka cahaya akan ditransmisikan. Arah tegak lurus rantai-rantai tersebut disebut dengan sumbu transmisi. Gambar 8. Sinar Yang Mengalami Polarisasi Absorbsi Selektif (Serway,2010). Jika seberkas sinar yang tidak terpolarisasi datang pada lembaran polarisasi pertama yang disebut dengan polarisator dengan sumbu transmisi berorientasi vertikal seperti ditunjukkan Gambar 2.10, maka cahaya yang dihantarkan melalui lembaran ini akan dipolarisasikan secara vertikal. Lembar polarisasi kedua yang disebut dengan analisator akan memotong berkas tersebut. Sumbu transmisi analisator dibuat bersudut θ terhadap sumbu transmisi polarisator, sehingga komponen

10 Analisis Aplikasi Konsep Polarisasi Cahaya untuk Menentukan Kualitas Minyak Goreng FL-53 E 0 yang sejajar sumbu analisator yang diloloskan melewati analisator adalah E 0 cos θ. Oleh karena itu intensitas dari berkas transmisi dapat dijelaskan dengan persamaan berikut 2 I cos (2.2) I maks dimana I adalah jumlah cahaya yang diteruskan pada sudut θ, dan I maks adalah jumlah maksimum cahaya yang diteruskan. Hubungan ini didapatkan berdasarkan percobaan yang dilakukan oleh Etienne Louis Malus pada tahun 1890, persamaan ini disebut dengan Hukum Malus (Sears, 1975). Dari persamaan 2.2, didapat bahwa intensitas dari berkas yang diteruskan akan maksimum ketika kedua sumbu transmisinya sejajar (θ=0⁰ atau 180⁰) dan akan nol (diserap sempurna oleh analisator) ketika kedua sumbu transmisi saling tegak lurus. Ketika cahaya datang mengenai suatu bahan, maka elektron-elektron dalam bahan akan menyerap dan meradiasikan kembali sebagian cahaya. Fenomena penyerapan dan radiasi kembali ini disebut dengan hamburan. Gambar 9. Hamburan Cahaya Matahari yang Tidak Terpolarisasi Oleh Molekul Udara (Serway,2010). Gambar 9. diatas mengambarkan cahaya matahari yang tidak terpolarisasi mengalami polarisasi ketika dihamburkan. Berkas sinar matahari yang tidak terpolarisasi yang melewati arah horizontal (sejajar tanah) mengenai sebuah molekul dari salah satu gas yang ada di udara, sehingga membuat molekul-molekulnya bergerak. Komponen horizontal dari vektor medan listrik dalam gelombang muncul pada arah horizontal dari vibrasi muatannya, dan komponen vertikal vektor tersebut muncul pada arah vertikal dari vibrasinya. Ketika cahaya dengan panjang gelombang λ yang berbeda-beda datang pada molekul gas berdiameter d, dengan d λ, maka intensitas relatif dari cahaya yang terhambur akan berubahubah menurut 1/λ 4. Kondisi d λ terpenuhi untuk hamburan dari molekul oksigen dan nitrogen di atmosfer, yang diamaternya sekitas 0,2 nm. Oleh karena itu, panjang gelombang yang kecil (cahaya biru) dihamburkan secara efisien daripada panjang gelombang besar (cahaya merah).

11 FL-54 Indayati, dkk Jadi, ketika cahaya matahari dihamburkan oleh molekul gas di udara, maka radiasi berpanjang gelombang kecil (biru) akan dihamburkan dengan lebih kuat daripada radiasi berpanjang gelombang besar (merah), inilah alasan mengapa langit berwarna biru. c. Aktivitas Optik Banyak aplikasi penting dari cahaya terpolarisasi melibatkan bahan-bahan yang menunjukkan aktivitas optik. Menurut Soedojo (1992) aktivitas optik adalah gejala pemutaran bidang polarisasi. Apabila seberkas cahaya terpolarisasi secara linier diteruskan melalui jenis kristal tertentu dan cairan tertentu, arah getaran cahaya terpolarisasi linier yang keluar tidak sama dengan arah awal. Fenomena ini disebut dengan pemutaran bidang polarisasi, dan zat yang memperlihatkan efek ini disebut zat optis aktif. Menurut Nuraniza, Lapanporo, dan Arman (2013), rotasi optis yang diamati atau diukur dari suatu bahan bergantung pada jumlah senyawa dalam tabung sampel, panjang jalan atau bahan yang dilalui cahaya, temperatur pengukuran, panjang gelombang cahaya yang digunakan, kekentalan bahan, dan warna bahan yang ada di dalam tabung sampel. Semakin naik temperatur dan semakin gelap warna bahan maka sudut polarisasi akan semakin besar. Perubahan sudut polarisasi juga semakin bertambah seiring berkurangnya kekentalan atau viskositas bahan. Minyak goreng merupakan salah satu bahan optis aktif karena mempunyai struktur molekul chiral, yaitu molekul yang mempunyai atom karbon (C) yang mengikat empat atom yang berbeda (Ketaren,2008). 3. HASIL DAN PEMBAHASAN Untuk mengetahui kualitas minyak goreng dapat diamati dengan mengamati perubahan sudut polarisasi cahaya pada minyak goreng dengan memvariasikan jumlah pemanasan yang diberikan. Dalam pengujian digunakan dua jenis minyak goreng yaitu minyak goreng kelapa sawit dan minyak goreng kelapa dalam kemasan. Minyak goreng dari kelapa sawit dan minyak goreng dari kelapa dipanaskan sampai dengan suhu 200⁰C, kemudian didinginkan sampai suhu ruang. Pemanasan pada suhu ini karena pada umumnya pemanasan minyak goreng saat memasak berkisan pada suhu ini, selain itu pada suhu tinggi senyawa dalam minyak goreng akan mulai mengalami proses kimia. Setelah dingin, sudut polarisasi pada minyak goreng diukur menggunakan alat semiautomatic polarymeter, diamati dan dicatat nilai sudut polarisasi yang tertera pada alat polarimeter. Perlakuan diulangi hingga lima kali pemanasan pada minyak goreng. Polarimeter merupakan suatu alat yang tersusun atas polarisator dan analisator. Polarisator adalah polaroid yang dapat mempolarisasikan cahaya, sedangkan analisator adalah polaroid yang dapat menganalisa cahaya yang telah dipolarisasikan oleh polarisator. Peristiwa polarisasi merupakan suatu peristiwa penyearahan arah getar suatu gelombang menjadi sama dengan arah getar polaroid dengan cara menyerap gelombang yang memiliki arah getar berbeda dan meneruskan gelombang dengan arah yang sama dengan polaroid. Gambar 10. menunjukkan salah satu jenis polarimeter yang digunakan untuk menentukan perubahan sudut polarisasi pada minyak goreng.

12 Analisis Aplikasi Konsep Polarisasi Cahaya untuk Menentukan Kualitas Minyak Goreng FL-55 Gambar 10. Semiautomatic Polarymeter (Nuraniza, dkk.2013). Setelah adanya pemanasan secara berulang, didapatkan perubahan sudut polarisasi pada minyak goreng kelapa sawit seperti pada tabel berikut: Tabel 3. Perubahan Sudut Polarisasi Minyak Kelapa Sawit Pemanasan (Kali) Sudut Polarisasi 0 33,38⁰ 1 34,39⁰ 2 34,98⁰ 3 35,05⁰ 4 37,08⁰ 5 37,51⁰ Berdasarkan Tabel 3. dapat dilihat bahwa semakin sering minyak goreng dipanaskan maka sudut polarisasinya akan semakin besar, hal ini terjadi karena proses pemanasan telah mengubah sifatsifat fisik maupun kimia dari minyak goreng itu sendiri. Menurut Ade (2011), minyak setelah mengalami pemanasan, jarak antar molekulnya akan semakin renggang dan minyak akan mengalami perubahan tingkat kekentalan, semakain sering minyak dipanaskan maka tingkat kekentalannya akan semakin menurun. Kekentalan dari minyak goreng ini berpengaruh terhadap sudut polarisasi minyak goreng tersebut. Akibat pemanasan juga dimungkinkan terbentuknya molekul-molekul bebas dalam minyak goreng. Terbentuknya molekul bebas ini menurut Sri (2013) disebabkan karena dalam pemanasan dengan suhu tinggi akan terjadi hidrolisis dan oksidasi.

13 FL-56 Indayati, dkk Gambar 11. Salah Satu Proses Kimia Saat Minyak Dipanaskan Menurut Nuraniza dkk (2013), dengan adanya perubahan pada sifat optis minyak goreng akan mempengaruhi sudut polarisasi pada minyak goreng tersebut (Nuraniza, dkk. 2013). Minyak goreng merupakan salah satu bahan aktif optis karena memiliki molekul chiral atau molekul yang mempunyai atom karbon yang mengikat empat atom yang berbeda. Adanya pemanasan ini maka akan terjadai proses kimia yang akan mengubah ikatan karbon (C) pada minyak seperti pada Gambar 11, selain itu molekul bebas yang terbentuk akibar adanya reaksi hidrolisis dan oksidasi pada minyak goreng mempunyai ikatan atom karbon yang berbeda dengan ikatan atom karbon minyak goreng sebelum dipanaskan. Karena ikatan karbon pada minyak berubah berarti sifat optis minyak mengalami perubahan. Gambar 12. Sample Minyak Goreng Kelapa Sawit (a) 1 Kali Pemanasan (b) 2 Kali Pemanasan (c) 3 Kali Pemanasan (d) 4 Kali Pemanasan (e) 5 Kali Pemanasan

14 Analisis Aplikasi Konsep Polarisasi Cahaya untuk Menentukan Kualitas Minyak Goreng FL-57 Pada Gambar 12. terlihat bahwa warna sampel minyak tidak mengalami perubahan, tingkat kejernihan minyak goreng antara 1 kali pemanasan, 2 kali pemanasan, 3 kali pemanasan, 4 kali pemanasan, dan 5 kali pemanasan adalah sama. Hal ini terjadi karena minyak hanya dipanaskan sampai suhu 200⁰C saja, tidak dicampur atau ditambah dengan bahan makanan apapun, sehingga tidak mengubah warna minyak goreng, akan tetapi setelah melalui pemanasan dengan suhu tinggi dan dilakukan secara berulang-ulang kualitas minyak goreng dan sifat-sifat fisika maupun kimia pada minyak goreng akan mengalami perubahan, sehingga mempengaruhi nilai sudut polarisasi yang diperoleh. Selain pada minyak kelapa sawit, perubahan sudut polarisasi juga dialami pada minyak kelapa yang dipanaskan berulang kali. Perubahan Sudut polarisasi pada minyak kelapa yang dipanaskan dapat dilihat pada Tabel 4. Tabel 4. Perubahan Sudut Polarisasi Minyak Kelapa Pemanasan (Kali) Sudut Polarisasi 0 26,83⁰ 1 27,14⁰ 2 28,54⁰ 3 28,88⁰ 4 29,12⁰ 5 29,55⁰ Pada minyak kelapa juga terjadi perubahan sudut polarisasi setelah minyak dipanaskan. Semakin sering minyak goreng dipanaskan sudut polarisasinya juga semakin besar. Sama halnya dengan minyak kelapa sawit, minyak setelah mengalami pemanasan, jarak antar molekulnya akan semakin renggang dan minyak akan mengalami perubahan tingkat kekentalan, selain itu akibat pemanasan dimungkinkan terbentuknya molekul-molekul bebas dalam minyak goreng. Terbentuknya molekul bebas ini disebabkan karena dalam pemanasan dengan suhu tinggi akan terjadi reaksi kimia dalam minyak diantaranya adalah hidrolisis dan oksidasi. Adanya proses kimia ini akan mengubah ikatan karbon (C) pada minyak sehingga terbentuk senyawa baru. Karena ikatan karbon pada minyak berubah berarti sifat optis minyak mengalami perubahan. Gambar 13. Sample Minyak Goreng Kelapa (a) 1 Kali Pemanasan (b) 2 Kali Pemanasan (c) 3 Kali Pemanasan (d) 4 Kali Pemanasan (e) 5 Kali Pemanasan

15 FL-58 Indayati, dkk Sama halnya dengan tingkat kejernihan minyak goreng kelapa sawit, tingkat kejernihan sampel minyak goreng antara satu kali pemanasan sampai lima kali pemanasan tetap sama, karena minyak hanya mengalami proses pemanasan saja, tidak dicampur atau ditambahakan dengan bahan makanan apapun, sehingga tidak mengubah warna pada sampel minyak goreng. Dari hasil perubahan polarisasi cahaya seperti yang dijelaskan diatas, maka kualitas minyak goreng yang mengalami pemanasan berulang kali akan semakin turun kualitasnya, hal ini diindikasikan dengan semakin besarnya sudut polarisasi cahaya. Perubahan sudut polarisasi ini disebabkan karena proses pemanasan telah mengubah sifat-sifat fisik dan kimia dari minyak goreng itu sendiri sehingga sifat optis pada minyak goreng akan berubah sehingga sudut polarisasi pada minyak juga mengalami perubahan. 4. KESIMPULAN Minyak goreng yang baik yaitu memiliki kadar air < 0,01 %, kadar kotoran kurang dari 0,01 %, kandungan asam lemak bebas < 0,30 %, bilangan peroksida < 1 mgo2/g, mempunyai warna, bau, dan rasa yang normal, dan mempunyai kandungan logam berat serendah mungkin. Minyak goreng yang dipanaskan lebih dari 10 jam, dipanaskan dengan suhu > 160 o C, dan kontak dengan udara menyebabkan penurunan mutu minyak goreng. Pada minyak kelapa sawit sebelum dipanaskan sudut polarisasi yang dihasilkan 33,38 o C. Kemudian dilakukan pemanasan pada suhu 200 o C, pemanasan pertama sudut polarisasi yang dihasilkan 34,39 o C, pemanasan kedua sudut polarisasi yang dihasilkan 34,98 o C, pemanasan ketiga sudut polarisasi yang dihasilkan 35,05 o C, pemanasan keempat sudut polarisasi yang dihasilkan 37,08 o C dan pemanasan kelima sudut polarisasi yang dihasilkan 37,51 o C. Pada minyak kelapa sebelum dipanaskan sudut polarisasi yang dihasilkan 26,83 o C. Kemudian dilakukan pemanasan pada suhu 200 o C, pemanasan pertama sudut polarisasi yang dihasilkan 27,14 o C, pemanasan kedua sudut polarisasi yang dihasilkan 28,54 o C, pemanasan ketiga sudut polarisasi yang dihasilkan 28,88 o C, pemanasan keempat sudut polarisasi yang dihasilkan 29,12 o C dan pemanasan kelima sudut polarisasi yang dihasilkan 29,55 o C. Semakin sering minyak goreng dipanaskan maka sudut polarisasinya akan semakin besar, hal ini terjadi karena proses pemanasan telah mengubah sifatsifat fisik maupun kimia dari minyak goreng. Setelah mengalami pemanasan, jarak antar molekulnya akan semakin renggang dan minyak akan mengalami perubahan tingkat kekentalan, semakain sering minyak dipanaskan maka tingkat kekentalannya akan semakin menurun. Kekentalan dari minyak goreng ini berpengaruh terhadap sudut polarisasi minyak goreng tersebut. DAFTAR PUSTAKA 1. Ade. I.S., K. Sofjan Firdausi, Wahyu. S.B. (2011). Studi Uji Alternatif Kualitas Minyak Goreng Berdasarkan Perubahan Polarisasi Cahaya Terimbas. Berkala Fisika ISSN : Vol. 14, No. 4, Oktober 2011, hal Alonso dan Finn. (1992). Dasar-Dasar Fisika Universitas. Jakarta: Erlangga. 3. Ketaren, S. (2008). Minyak dan Lemak Pangan. Jakarta: UI Press 4. Nuraniza, Lapanporo. B.P., Arman, Y. (2013). Uji Kualitas Minyak Goreng Berdasarkan Perubahan Sudut Polarisasi Cahaya Menggunakan Alat Semiautomatic Polarymeter. ISSN: , Vol. I, No.2 (2013), Hal 87-91

16 Analisis Aplikasi Konsep Polarisasi Cahaya untuk Menentukan Kualitas Minyak Goreng FL Saripudin, A., Rustiawan, D., Suganda, A. (2009). Praktis Belajar Fisika 3. Jakarta: Pusat Perbukuan Departemen Pendidikan Nasional 6. Serway, R. A. & Jewett, J. J. W (alih bahasa Chriswan S). (2010). Fisika untuk Sains dan Teknik. Jakarta: Salemba Teknik 7. Soedojo, P. (1992). Azas-Azas Fisika Jilid 3 Optika. Yogyakarta: Gadjah Mada University Press 8. Sri, M., Ari, B., Eko, H., K. Sofjan Firdausi. (2013). Evaluasi Kualitas Beberapa Jenis Minyak Goreng Kemasan Setelah Dipanaskan Menggunakan Sifat Elektrooptis. Berkala Fisika ISSN : Vol. 16, No. 3, Juli 2013, hal Tjia, M.O. (1993). Gelombang. ITB Press: Bandung 10. Tipler, P.A. (alih bahasa Dr. Bambang Soegijono). (2001). Fisika Untuk Sains dan Teknik. Jakarta : Erlangga