BAB 1 PENDAHULUAN 1.1. Latar Belakang

Transkripsi

1 BAB 1 PENDAHULUAN 1.1. Latar Belakang Jahe (Zingiber officinale Rosc.) merupakan salah satu jenis tanaman yang termasuk kedalam suku Zingiberaceae. Jahe dikenal dengan nama umum ginger atau garden ginger. Tanaman jahe diduga berasal dari Asia dan merupakan rempah-rempah yang paling dahulu dikenal di Eropa (Ravindran dkk., 2004). Jahe telah dimanfaatkan di Asia sejak ribuan tahun yang lalu untuk mengatasi penyakit arthritis, rematik, keseleo, nyeri otot, penyakit selesma, batuk, sinusitis, sakit tenggorokan, diare, kolik, kram, gangguan pencernaan, kehilangan nafsu makan, mabuk, demam, flu, menggigil, dan penyakit menular (Attoe dan Osodeke, 2009). Di Indonesia jahe merupakan jenis tanaman herbal yang sudah banyak digunakan, hal ini terlihat pada olahan jahe yang biasa dinikmati sebagai minuman penghangat disaat cuaca dingin. Sebagai tanaman herbal, jahe menyimpan macam-macam zat yang baik bagi tubuh seperti pencegahan timbulnya kanker, mengatasi masalah pernafasan, melancarkan pencernaan, mengatasi memar dan rasa nyeri. Disisi yang lain jahe ternyata juga mampu memberikan manfaatnya untuk kecantikan yakni mengatasi kulit berminyak dan menghilangkan ketombe. Oleh karena jahe memiliki banyak manfaat dan keuntungan, serta mudah didalam pengolahan, maka banyak masyarakat Indonesia menanam jahe di berbagai daerah atau wilayah. Berdasarkan data dan sistem informasi pertanian tahun 2013 produksi jahe sebanyak 21,78% berasal dari Provinsi Jawa Tengah kemudian Jawa Barat (20,82%), Jawa Timur (15,37%), Kalimantan Selatan (5,55%), Sumatera Utara (5,32%), Lampung (4,92%), Bengkulu (3,34%) dan sisanya sebesar 22,90% merupakan kontribusi dari provinsi lainnya. Sedangkan sebaran produksi jahe di Provinsi Jawa Tengah pada tahun 2011 yakni Kab. Semarang dengan produksi ton atau 18,59% dari total produksi jahe Provinsi Jawa Tengah. Kabupaten penghasil jahe terbesar di Jawa Tengah lainnya adalah Kab. Wonogiri, Kab. Rembang, Kab. Temanggung dan Kab. Boyolali dengan masing-masing produksi 1

2 2 sebesar ton (16,56%), ton (15,80%), ton (7,98%) dan ton (7,52%). Jika dilihat dari daerah penghasil jahe di Propinsi Jawa Tengah, dapat ketahui bahwa daerah-daerah tersebut memiliki berbagai iklim dan kondisi tanah yang berbeda-beda. Beragam iklim dan kondisi tanah yang berbeda ini membuat jahe mempunyai karakteristik yang berbeda-beda (Wijayanto, dkk., 2012). Secara geografis tanaman jahe akan tumbuh dengan baik pada daerah yang tingkat curah hujannya antara mm/tahun dengan 7-9 bulan basah, dan ph tanah 6,8-7,4. Pada lahan dengan ph rendah bisa juga untuk menanam jahe, namun perlu diberikan kapur pertanian (kaptan) 1-3 ton/ha atau dolomit 0,5-2 ton/ha. Tanaman jahe dapat dibudidayakan pada daerah yang memiliki ketinggian m dpl (di atas permukaan laut), namun ketinggian optimum (terbaik) m dpl. Di dataran rendah (< 300 m dpl), tanaman ini peka terhadap serangan penyakit, terutama layu bakteri. Sedang di dataran tinggi diatas 1.000m dpl pertumbuhan jahe akan terhambat. Untuk suhu optimal tanaman ini berkisar antara 28 o C sampai dengan 30 o C. Disamping itu intensitas cahaya, suhu, dan kelembaban merupakan faktor penting dalam penentuan karakteristik dan kandungan dari tanaman jahe (Wijayanto dkk 2012). Beberapa karekteristik ini pada akhirnya akan mempengaruhi aroma yang dihasilkan jahe. Sedang aroma jahe merupakan komponen penting dalam penilaian kualitas jahe. Selama ini untuk mendeteksi aroma jahe hanya menggunakan penciuman manusia, namun metode ini masih sifatnya subyektif dan memiliki keterbatasan. sehingga untuk menentukan standarisasi kualitas jahe masih belum dapat dilakukan. Disamping itu tidak semua orang faham tentang aroma jahe yang berkualitas tersebut ditambah lagi lokasi penanaman pada kenyataannya juga mempengaruhi kualitas jahe tersebut. Untuk dapat lebih selektif didalam menentukan kualitas jahe yang dikaitkan dengan lokasi penanaman tentunya hal tersebut lebih dibutuhkan tester jahe yang benar-benar ahli dan tentunya hal yang demikian itu tidaklah mudah. Secara kimiawi pada dasarnya kandungan senyawa dalam jahe ada dua jenis yaitu senyawa mudah menguap (volatil) dan tidak mudah menguap (nonvolatil). Aroma khas ini berasal dari minyak atsiri yang dikategorikan sebagai senyawa mudah menguap. Minyak atsiri dalam jahe merupakan gabungan dari

3 3 senyawa terpenoid yang terdiri dari senyawa-senyawa seskuiterpena, zingiberena, bisabolena, sineol, sitral, zingiberal, dan zingiberol. Zingiberal mengandung gugus aldehid, dan zingiberol mengandung gugus hidroksida,-oh), felandren (phellandrena), borneol, sitronellol, geranial, linalool, limonene, dan kamfena (Hernani 2012). Oleh karena kualitas jahe ditentukan oleh aroma yang ditimbulkan sedangkan jahe mempunyai aroma kompleks yang tersusun dari berbagai macam senyawa kimia dan untuk menentukan aroma tersebut tidak mudah diketahui oleh orang awam ditambah dengan pengaruh lokasi penanaman juga dapat membedakan aroma, maka untuk itu dibutuhkan sebuah instrumen berbasis larik sensor yang dapat mengklasifikasi kualitas jahe. Menurut Rouse (2011) awalnya enose digunakan untuk aplikasi kontrol kualitas dalam makanan, minuman dan kosmetik industri. Dalam perkembangannya, enose banyak diterapkan sebagai alat identifikasi. Penerapan enose saat ini meliputi deteksi bau spesifik dari suatu penyakit untuk diagnosis medis, deteksi polutan dan kebocoran gas untuk perlindungan lingkungan. Enose tersusun dari array sensor gas yang dapat membentuk pola karakteristik gas yang terdeteksi. Kinerja dari sistem electronic nose sangat bergantung pada kinerja dari sensor array yang digunakan, dimana sensor array adalah elemen utama. Sensor yang digunakan pada electronic nose terbagi menjadi lima kategori yaitu sensor kondutivitas, sensor piezoelectric, MOSFET, sensor optik, dan metode berbasis spektometri. Terdapat dua jenis sensor konduktif yaitu metal oxide dan polimer, keduanya menunjukkan perubahan hambatan saat terpapar senyawa organik yang mudah menguap. Dari kedua jenis sensor tersebut, sensor jenis semikonduktor metal oxide telah digunakan secara lebih luas dalam instrumen electronic nose dan telah tersedia secara luas di pasaran (Nagle dkk., 1998). Meski enose telah digunakan dalam menganalisis tanaman herbal tapi enose masih sebatas untuk membandingkan aroma bahan verbal satu dengan bahan herbal lainnya. Sedangkan di Indoensia pengujian enose untuk membedakan aroma bahan herbal yang ditanam disuatu daerah dengan bahan herbal yang sama tetapi ditanam didaerah lainnya belum pernah dilakukan pengujian.

4 4 Berdasarkan permasalahan tersebut maka dalam penelitian ini akan dilakukan sebuah analisis yang dapat mengenali pola karakteristik jahe dari berbagai lokasi tanam berbeda-beda yang terdapat di Jawa Tengah dan DIY. Untuk dapat mengidentifikasi pola-pola aroma yang ada, enose harus melalui serangkaian proses pengujian dengan model tertentu untuk menghasilkan tingkat keakurasian yang tinggi. Salah satu motode yang cukup efektif dalam menganalis suatu data adalah dengan menggukana metode PCA (Principal Component Analisys) Rumusan Masalah Berdasarkan latar belakang di atas, maka dapat dirumuskan masalah penelitian yakni bagaimana mengklasifikasi aroma jahe yang ditanam diberbagai tempat atau daerah dengan menggunakan enose Batasan Masalah Batasan masalah dalam penelitian ini antara lain : 1. Sampel Jahe yang digunakan yakni jahe putih kecil yang berasal dari lokasi yang berbeda-beda yakni Bantul, Dieng, Magelang, Solo dan Temanggung. 2. Penelitian menggunakan electronic nose yang telah dibuat pada penelitian sebelum (Iswanto, 2014) dengan sistem array sensor dan menggunakan Taguchi Gas Sensor (TGS). 3. Sistem electronic nose ini tidak digunakan untuk menentukan spesifikasi dan konsentrasi gas dalam pengujian. 4. Penelitian hanya sebatas membandingkan pola karakteristik aroma jahe dari berbagai lokasi tersebut Tujuan Penelitian Tujuan dari penelitian ini adalah mengklasifikasi aroma jahe yang ditanam diberbagai tempat atau daerah dengan menggunakan enose dengan sebuah metode analisis multivariant PCA.

5 Manfaat Penelitian Penelitian ini diharapkan dapat bermanfaat untuk mengetahui potensi penggunaan Electronic Nose untuk mengklasifikasi aroma jahe serta sebagai quality control dibidang industri Metodologi Penelitian Langkah-langkah yang ditempuh di dalam penelitian meliputi: 1. Melakukan identifikasi masalah dari tema yang dilatar belakangi oleh keadaan dan permasalahan dari sistem deteksi dan pengenalan pola dengan mengamati kondisi saat ini, menganalisis berbagai permasalahan yang masih ada, dan mencari solusi atas masalah yang ditemukan. 2. Merumuskan tujuan dari penelitian. Tujuan dari penelitian ini adalah diharapkan electronic nose dapat membedakan pola aroma dari jahe yang berasal dari tempat yang berbeda-beda. 3. Melakukan pembelajaran lebih lanjut tentang sistem yang dibahas pada penelitian ini dengan metode : a. Studi literatur, yaitu mempelajari artikel, makalah, jurnal, karya tulis, serta buku-buku yang terkait dengan aroma Jahe dan teknologiteknologi yang mendukung penelitian tersebut. b. Studi konsultasi kepada dosen pembimbing mengenai metode yang digunanakan, mulai dari ektraksi ciri dan metode analisis. 4. Pengujian pada setiap sampel yang mencakup pengujian terhadap odor on odor off, menguji respon sensor terhadap sample serta menguji Repeatability data. 5. Analisis terhadap metode yang telah dibuat dengan cara mencocokkan kesesuaian data antar data serta pengujian ulang dan dilanjutkan dengan analisis data yang didapatkan dari pengujian alat saat digunakan. Dari proses ini dapat dilakukan evaluasi dan ditarik kesimpulan dari hasil penelitian yang dilakukan.

6 Sistematika Penulisan Laporan penelitian ini terdiri dari tujuh bab, di mana isi dari setiap bab terdiri dari : BAB I : PENDAHULUAN Berisi tentang latar belakang masalah yang diteliti, tujuan dan manfaat penelitian, batasan masalah pada penelitian, metodologi 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 : dasar teori tentang Jahe, Hidung Elektronik, Analisis Pola pada Electronic Nose, Prapemrosesan Sinyal, Ekstraksi cirri, Repeatability Electronic Nose, Sensor Metal Oxid dan PCA. BAB IV : METODE PENELITIAN Bab ini berisi tentang prosedur atau cara yang ditempuh untuk mencapai tujuan tertentu. Dan terdapat teknik penelitian yaitu cara yang spesifik dalam memecahkan masalah tertentu yang ditemukan dalam melaksanakan prosedur. BAB V : HASIL PENELITIAN DAN PEMBAHASAN Bab ini berisi pengujian dari sistem yang telah dibuat dan dilakukan pembahasan secara terperinci dari proses pengujian tersebut. Hasil dari pengujian ini akan didukung dengan Gambar saat sistem dijalankan. BAB VI : KESIMPULAN DAN SARAN Bab ini berisi kesimpulan atas penelitian yang telah dilakukan, serta memberikan saran untuk pengembangan sistem lebih lanjut.