BAB II LANDASAN TEORI

Transkripsi

1 BAB II LANDASAN TEORI 2.1 Gizi Jenis-Jenis Zat Gizi Zat gizi dapat dibedakan menjadi dua kelompok sesuai kebutuhan, yaitu makronutrien dan mikronutrien. Makronutrien adalah zata-zat makanan yang dibutuhkan tubuh dalam jumlah besar setiap hari. Mikronutrien adalah zat-zat makanan yang dibutuhkan dalam jumlah kecil. Makronutrien merupakan komponen terbesar dari susunan diet, yaitu karbohidrat, protein, lemak [11] Kandungan Zat Gizi Pada Makanan Selama ini tidak ada satu jenis makanan yang mengandung lengkap semua zat gizi. Setiap makanan menghasilkan jumlah kalori berbeda sesuai dengan komposisi gizinya, yaitu lemak 9 kalori, karbohidrat 4 kalori, dan protein 4 kalori setiap gramnya. Contoh daftar komposisi bahan makanan (DKBM) beserta nilai zat gizi masing-masing jenis makanan dapat dilihat tabel 2.1. Food Code EB035 GA002 GA003 GA004 PF002 Bahan Makanan Tabel 2.1 Daftar Komposisi Bahan Makanan [9] Kalori (kkal Protein (g) Lemak (g) Karbohidrat (g) Udang kering Anggur Apel Arbei Jenis Makanan Lauk Pauk Buah Buah Buah Bayam kukus Sayuran PF003 EB018 Bayam Sayuran rebus Pindang Lauk layang Pauk 6

2 7 2.2 Diabetes Melitus Pengertian Diabetes Melitus adalah penyakit yang disebabkan peningkatan kadar gula darah, dimana tubuh tidak dapat mengubah makanan menjadi energi. Kondisi ini sering kali menjurus ke arah masalah-masalah kesehatan, yaitu sebagai berikut [12]: a. Kebutaan. b. Penyakit jantung dan urat nadi. c. Gagal ginjal. d. Beragam amputasi. e. Kerusakan pada syaraf. f. Diabetes yang tidak terkontrol dapat mengganggu kehamilan Jenis-Jenis Diabetes Melitus Ada 3 jenis utama penyakit diabetes melitus, yaitu sebagai berikut [13]: 1. Diabetes tipe 1 Penyakit diabetes tipe 1 berkaitan dengan ketidaksanggupan pankreas untuk membuat insulin. Penyebab pankreas tidak dapat menghasilkan cukup insulin pada penderita diabetes tipe 1, yaitu sebagai berikut: a. Faktor keturunan atau genetika. b. Tubuh kehilangan kemampuan untuk membentuk insulin karena sistem kekebalan tubuh menghancurkan sel-sel yang memproduksi insulin. c. Virus atau zat kimia yang menyebabkan kerusakan pada sel dalam pankreas. 2. Diabetes tipe 2 Penderita diabetes tipe 2 mampu menghasilkan insulin, tetapi insulin yang dihasilkan tidak dapat digunakan sebagaimana mestinya. Penyebab utama penderita diabetes tipe 2, yaitu sebagai berikut: a. Faktor keturunan atau genetika. b. Pola makan atau gaya hidup yang berlemak dan tidak sehat. c. Kadar kolesterol yang tinggi.

3 8 d. Jarang berolahraga. e. Obesitas atau kelebihan berat badan. 3. Diabetes masa kehamilan (gestational). Diabetes masa kehamilan (gestational) disebabkan oleh hormon kehamilan. Diabetes masa kehamilan akan hilang setelah bayi dilahirkan, tetapi terdapat kemungkinan bahwa perempuan ini akan menderita penyakit diabetes tipe 2 dalam hidupnya nanti Pencegahan Diabetes Melitus Pencegahan penyakit penderita diabetes tipe 2 yang belum mengalami komplikasi, yaitu mengontrol keadaan kadar gula darahnya dengan diet dan pemberian obat dari ahli gizi. Pencegahan penyakit diabetes, yaitu sebagai berikut [8]: a. Penyuluhan kesehatan. b. Status gizi yang baik dan pengendalian diabetes. c. Pemeriksaan berkala diabetes dan komplikasinya. d. Pemeriksaan berkala kaki penyandang diabetes Penatalaksanaan Diet Diabetes Melitus Penatalaksanaan diet diabetes adalah meningkatkan kualitas hidup dan menjaga kadar gula darah dalam tubuh. Menurut Askandar tujuan diet penyakit diabetes, yaitu sebagai berikut [14]: 1. Memperbaiki kesehatan umum penyandang diabetes. 2. Mengarahkan berat badan normal. 3. Mempertahankan glukosa darah sekitar normal. 4. Menekan perkembangan komplikasi diabetes. 5. Memberikan modifikasi diet sesuai dengan keadaan penyandang diabetes. 6. Menarik dan mudah diterima.

4 9 Syarat diet pada penderita diabetes tipe 2, yaitu sebagai berikut [8]: 1. Energi (kalori) yang cukup untuk mempertahankan berat badan ideal. 2. Kebutuhan protein, yaitu 25 % dari total kebutuhan energi. 3. Kebutuhan lemak, yaitu 15% dari total kebutuhan energi. 4. Kebutuhan karbohidrat, yaitu 60% dari total kebutuhan energi Penyusunan Makanan Diabetes Melitus Prinsip penyusunan makanan penyakit diabetes tipe 2, yaitu makanan yang seimbang sesuai dengan kebutuhan gizi masing masing individu. Penyandang diabetes tipe 2 perlu ditekankan pentingnya keteraturan makan dalam hal jadwal makan, jenis, dan jumlah makanan. Komposisi kandungan gizi makanan yang dianjurkan, yaitu sebagai berikut [2]: a. Karbohidrat Asupan karbohidrat yang dianjurkan sebesar 45-65% total asupan energi (kalori). Pembatasan karbohidrat total < 130g/hari tidak dianjurkan. Gula dan bumbu diperbolehkan sehingga penyandang diabetes dapat makan bersama keluarga. b. Lemak Asupan lemak dianjurkan sekitar 20-25% kebutuhan energi (kalori). Tidak diperkenankan melebihi 30% total asupan energi. c. Protein Asupan protein dianjurkan sekitar 10-20% total asupan energi. Sumber protein yang baik adalah ikan, udang, cumi daging, dan tempe Kebutuhan Kalori dan Gizi Diabetes Melitus Perhitungan kebutuhan kalori yang dilakukan, yaitu sebagai berikut [2]: 1. Hitung berat badan ideal (BBI) Unruk Perhitungan berat badan Ideal (BBI) dengan rumus Brocca yang dimodifikasi, yaitu sebagai berikut: a. Berat badan ideal = 90% x (TB dalam cm 100) x 1 kg.

5 10 b. Bagi laki-laki dengan tinggi badan (TB) di bawah 160 cm dan perempuan di bawah 150 cm, rumus dimodifikasi menjadi : Berat badan ideal (BBI) = (TB dalam cm 100) x 1 kg. 2. Hitung kebutuhan kalori basal Untuk kebutuhan kalori basal ini ditentukan oleh jenis kelamin. a. Untuk laki-laki (berat badan ideal x 30 kkal). b. Untuk perempuan (berat badan ideal x 25 kkal). 3. Hitung koreksi aktivitas Untuk kebutuhan kalori dapat ditambah sesuai dengan intensitas aktivitas fisik, yaitu sebagai berikut: a. Keadaan istirahat diberikan penambahan sejumlah (10% x kalori basal). b. Ringan diberikan penambahan sejumlah (20% x kalori basal). c. Sedang diberikan penambahan sejumlah (30% x kalori basal). d. Berat diberikan penambahan sejumlah (40% x kalori basal) e. Sangat berat diberikan penambahan sejumlah (50% x kalori basal) 4. Hitung koreksi umur Untuk kebutuhan kalori dapat dikurangi sesuai dengan umur penyandang diabetes, yaitu sebagai berikut: a. Umur tahun kebutuhan kalori dikurangi sejumlah (5% x kalori basal). b. Umur tahun kebutuhan kalori dikurangi sejumlah (10% x kalori basal). c. Umur >70 tahun kebutuhan kalori dikurangi sejumlah (20% x kalori basal. 5. Koreksi indeks masa tubuh (IMT) Perhitungan berat badan ideal (BBI) menurut indeks masa tubuh (IMT). Indeks masa tubuh dihitung dengan rumus: IMT = (Berat Badan /(Tinggi Badan 2 ) x100%) (II.1)

6 11 Setelah nilai IMT diperoleh maka ditentukan bagaimana status berat badan penyandang diabetes dapat diklasifikasi, yaitu sebagai berikut: a. Berat badan kurang bila indeks masa tubuh < 18.5 kebutuhan kalori ditambah sejumlah (20% x kalori basal). b. Berat badan normal bila indeks masa tubuh antara kebutuhan kalori tidak ditambahkan. c. Berat badan lebih bila indeks masa tubuh antara kebutuhan kalori dikurangi sejumlah (20% x kalori basal). d. Obesitas tipe 1 bila indeks masa tubuh antara kebutuhan kalori dikurangi sejumlah (25% x kalori basal). e. Obesitas tipe 2 bila indeks masa tubuh > 30 kebutuhan kalori dikurangi sejumlah (30% x kalori basal). 6. Hitung total kebutuhan kalori Untuk menentukan berapa jumlah kalori yang dibutuhkan oleh penyandang diabetes dalam sehari dihitung dengan cara: Kalori basal - koreksi aktivitas - koreksi umur + koreksi IMT (II.2) Kebutuhan gizi dihitung berdasarkan syarat diet bagi penderita diabetes tipe 2, yaitu sebagai berikut [8]: a. Zat gizi karbohidrat Kebutuhan zat gizi karbohidrat dapat dihitung berdasarkan rumus: Zat gizi karbohidrat = 60% x total kebutuhan kalori sehari (II.3) b. Zat gizi protein Kebutuhan zat gizi karbohidrat dapat dihitung berdasarkan rumus: Zat gizi karbohidrat = 15% x total kebutuhan kalori sehari (II.4)

7 12 c. Zat gizi lemak Kebutuhan zat gizi karbohidrat dapat dihitung berdasarkan rumus: Zat gizi karbohidrat = 25% x total kebutuhan kalori sehari (II.5) Pilihan Makanan Diabetes Melitus Makanan untuk penyadang diabetes dijelaskan melalui piramida makanan untuk penyakit diabetes tipe 2, yaitu sumber karbohidrat, lauk pauk, sayur, dan buah buahan dapat lihat pada gambar 2.1. Gambar 2.1 Piramida Makanan Diabetes Melitus [2] Makanan sejumlah kalori terhitung kebutuhan gizi penderita diabetes tipe 2 pada gambar diatas dibagi menjadi tiga porsi besar untuk sarapan, siang, dan malam, serta ditambah tiga porsi selingan makanan pada setiap jadwal makan. 2.3 Algoritma Genetika Pengertian Algoritma genetika terinspirasi dari teori evolusi Darwin. Algoritma genetika adalah sebuah algoritma di bidang kecerdasan buatan mengenai teknik pencarian dan optimasi yang didasarkan pada seleksi atau evolusi yang terjadi di alam [3]. Algoritma geenetika menerapkan pemahaman mengenai evolusi pada pencarian penyelesaian masalah (problem solving). Algoritma Genetika mencari solusi terbaik dari kondisi dengan menggabungkan secara acak berbagai pilihan solusi terbaik.

8 13 Algoritma genetika sangat berguna dan efisien untuk masalah dengan karakteristik, yaitu sebagai berikut [15]: 1. Ruang masalah yang sangat besar, kompleks, dan sulit dipahami. 2. Tidak ada tersedia analisis matematika yang memadai. 3. Ketika terdapat metode-metode konvensional yang sudah tidak mampu untuk menyelesaikan masalah yang dihadapi. 4. Solusi yang diharapkan tidak harus yang paling optimal sudah cukup baik atau dapat diterima. 5. Terdapat batasan waktu, misalnya dalam real time system Proses Algoritma Genetika Gambar 2.2 Flow Chart Proses Algoritma Genetika [16] Secara umum proses algoritma genetika dapat dilihat pada gambar Representasi kromosom Proses algoritma genetika dimulai dengan membangun sebuah populsai random. 2. Identifikasi individu awal/populasi Untuk mendapatkan solusi awal, maka diperlukan proses pembangkitan individu awal secara acak (random). Individu tersebut terdiri dari sejumlah kromosom yang merepresentasikan solusi awal yang diinginkan.

9 14 3. Evaluasi nilai fitness Setiap generasi kromosom akan dilakukan evaluasi berdasarkan tingkat keberhasilan dari nilai solusinya terhadap masalah diselesaikan dengan menggunakan nilai fungsi fitness. 4. Seleksi Proses seleksi dilakukan untuk memilih kromosom yang akan tetap dipertahankan untuk generasi yang selanjutnya. 5. Crossover (kawin silang) Untuk membentuk keturunan anak (offspring) dari hasil perkawinan silang sesuai dengan besarnya kemungkinan perkawinan silang, orang tua (parent) yang terpilih akan disilangkan untuk membentuk anak. Jika tidak ada proses crossover, maka anak merupakan salinan dari orang tuanya. 6. Mutasi Mutasi dilakukan berdasarkan besarnya kemungkinan mutasi yang telah ditentukan, dimana anak akan dimutasi pada setiap lokus (posisi pada kromosom). 7. Memenuhi syarat regenerasi Jika generasi baru memenuhi syarat regenerasi, maka proses akan selesai Komponen Utama Algoritma Genetika Algoritma Genetika memiliki enam komponen utama, yaitu sebagai berikut [17]: 1. Teknik penyandian (Encoding) Teknik penyandian merupakan penyandian gen dari kromosom. Gen merupakan bagian dari kromosom, dimana gen biasanya mewakili satu variable. Kromosom dapat direpresentasikan dengan menggunakan: String bit : dst Array bilangan real : 65.65, , dst Elemen permutasi : E2, E10, E5, dst Daftar aturan : R1, R2, R3, dst

10 15 Elemen program : pemrograman genetika Struktur lainnya 2. Proses inisialisasi Setelah ukuran populasi telah ditentukan, dilakukan proses inisialisasi terhadap kromosom yang terdapat pada populasi tersebut. Populasi dapat ditentukan bergantung pada permasalahan yang dipecahkan. Inisialisasi kromosom dapat dilakukan secara acak dengan tetap memperhatikan domain solusi dan kendala permasalahan yang ada. 3. Fungsi evaluasi Evaluasi kromosom perlu diperhatikan dua hal yaitu evaluasi fungsi objektif dan konversi fungsi objektif kedalam nilai fungsi fitness. 4. Seleksi Seleksi bertujuan menentukan individu-individu yang akan dipilih untuk dilakukan rekombinasi. Ada beberapa metode seleksi dari induk yang dilakukan, yaitu sebagai berikut [18]: Rank-based fitness assignment Pengurutan populasi dilakukan berdasarkan nilai objektifnya. Nilai fitness dari tiap individu hanya tergantung dari posisi individu tersebut dalam urutan dan tidak dipengaruhi oleh nilai objektifnya. Roullete wheel selection Individu-individu akan dipetakan dalam suatu segmen garis secara berurutan sedemikian hingga tiap segmen individu memiliki ukuran yang sama dengan ukuran fitness. Truncation selection Individu-individu diurutkan berdasarkan nilai fitness. Individu yang terbaik yang akan diseleksi menjadi parent. Parameter yang digunakan adalah suatu nilai ambang trunk yang mengindikasian ukuran populasi diseleksi sebagai parent yang berkisar antara 50-10%. Individu yang berada dibawah nilai ambang tidak akan menghasilkan keturunan atau individu baru.

11 16 Tournament selection Sebuah nilai tour untuk nilai dari individu-individu yang dipilih secara acak dari suatu populasi. Individu-individu yang terbaik dari kelompok ini akan dipilih menjadi induk. 5. Operator algoritma genetika Dalam algoritma genetika, terdapat dua operator genetika, yaitu sebagai berikut: a. Crossover (perkawinan silang): 1. Crossover satu titik Tabel 2.2 Crossover Satu Titik Kromosom Nilai Kromosom Parent Kromosom Parent Offspring Pemilihan crossover satu titik, string binary dari awal kromosom untuk titik crossover adalah di copy dari orang tua pertama sisanya di copy dari orang tua kedua. Ilustrasi dari proses crossover satu titik dapat dilihat pada tabel Crossover dua titik Tabel 2.3 Crossover Dua Titik Kromosom Nilai Kromosom Parent Kromosom Parent Offspring Pemilihan crossover dua titik, string binary dari awal dari kromosom untuk titik pertama crossover di copy dari orang tua pertama, bagian dari the first untuk titik crossover yang kedua di copy dari orang tua kedua dan sisanya di copy dari orang tua pertama.ilustrasi dari proses crossover dua titik dapat dilihat pada tabel 2.3.

12 17 b. Mutasi Mutasi dilakukan untuk menggantikan nilai gen yang hilang dari populasi pada saat proses seleksi dilakukan. 6. Penentuan Parameter Parameter merupakan suatu ukuran populasi (popsize), peluang crossover (pc) dan peluang mutasi (pm). Kombinasi nilai yang tepat untuk parameter tersebut sangat dipengaruhi oleh permasalahan yang akan diselesaikan. Serangkaian pengujian penelitian terdahulu diperlukan untuk mendapatkan kombinasi nilai parameter yang sesuai. Ukuran populasi (popsize) antara 20 sampai 50, pc antara 0.1 sampai 0.8, dan pm antara 0.1 sampai 0.3 untuk pengujian biasanya sudah memadai [7] Pengertian Individu Mendefenisikan individu untuk membangun penyelesaian permasalahan dengan algoritma genetika, yaitu sebagai berikut [17]: Gen, nilai yang menyatakan satuan dasar yang dapat membentuk suatu arti tertentu dalam satu kesatuan gen yang disebut dengan kromosom. Allele, nilai dari gen. Alelle dapat berupa bilangan biner, float, kombinatorial, atau karakter. Kromosom, gabungan dari gen-gen yang membentuk nilai tertentu. Individu, keadaan dari solusi pada persoalan yang ada. Generasi, siklus evolusi atau satu iterasi di dalam algoritma genetika. Populasi, sekumpulan individu yang akan diproses dalam satu siklus proses evolusi Nilai Fitness Nilai fitness adalah inverse dari perbedaan antara nilai individu yang muncul dan target yang ditentukan. Nilai fitness diperlukan untuk menyatakan baik atau tidaknya suatu solusi dari permasalah yang diangkat. Nilai fitness dapat dijadikan sebuah acuan dalam mencapai nilai optimal dalam algoritma genetika.

13 Pengujian Black Box Pengujian blackbox terfokus pada keperluan penelusuran kesalahan fungsional dari software [19]. Ujicoba blackbox berusaha untuk menemukan kesalahan dalam beberapa kategori, diantaranya: a. Fungsi-fungsi yang salah atau hilang b. Kesalahan interface c. Kesalahan dalam struktur data atau akses database eksternal d. Kesalahan performa e. Kesalahan inisialisasi dan terminasi 2.5 Uji Validitas Uji validitas oleh para ahli (expert judgment), yaitu ahli gizi. Pengujian validitas ini merupakan pengujian dalam penyusunan makanan bagi diet penderita diabetes tipe 2. Expert judgment atau penilaian ahli adalah sebuah pendekatan untuk mengumpulkan dan mendapatkan informasi tentang pendapat dari individuindividu dengan keahlian tertentu. Expert judgment merupakan bagian integral dari kebanyakan cara pengambilan keputusan [6]. 2.6 Skala Pengukuran Likert Skala Likert merupakan skala pengukuran untuk mengukur sikap, pendapat dan persepsi seseorang atau kelompok tentang kejadian atau gejala sosial. Skala Likert menjadikan variabel yang akan diukur dijabarkan kembali menjadi indikatar- indikator yang dapat diukur. Indikator-indikator yang terukur ini dapat dijadikan titik tolak untuk membuat item instrument yang berupa pertanyaan atau pernyataan yang perlu dijawab oleh responden. Setiap jawaban dihubungkan dengan bentuk pertanyaan atau dukungan sikap yang diungkapkan dengan kata kata. Interval pada skala Likert dibagi menjadi dua untuk pernyataan positif dan pernyataan negatif.

14 19 Contoh interval skala Likert untuk kedua pernyataan tersebut, yaitu sebagai berikut ini: Tabel 2.4 Interval Skala Likert [22] Pertanyaan Positif Pertanyaan Negatif Sangat Setuju [5] Sangat Setuju [5] Setuju [4] Setuju [4] Netral [3] Netral [3] Tidak Setuju [2] Tidak Setuju [2] Sangat Tidak Setuju [1] Sangat Tidak Setuju [1] Skala Likert digunakan untuk mendapatkan data pada uji validitas perangkat lunak. Skala Likert digunakan untuk mengukur faktor validitas perangkat lunak. Skala Likert akan digunakan untuk menguji faktor usability. 2.7 Penelitian Terdahulu Penulisan tugas akhir ini, penulis mengacu pada beberapa penelitian yang telah dilakukan adalah sebagai berikut: 1. Penelitian yang dilakukan oleh Erwin tahun 2014 membahas analisis dan implementasi penentuan menu diet berdasarkan tingkat konsumsi energi pasien menggunakan metode harris benedict dan algoritma genetika. Penelitian ini membantu ahli gizi dalam menyusun menu makanan sesuai dengan penyakit dan golongan darah sesuai kebutuhan kalori [4]. 2. Penelitian yang dilakukan oleh Yuvico tahun 2004 membahas perancangan dan pembuatan aplikasi penyusunan menu makanan untuk program diet dengan metode algoritma genetika. Penelitian ini membantu ahli gizi dalam penyusunan menu diet bagi pasien untuk kasus obesitas (kelebihan berat badan) sesuai kebutuhan kalori [3].