HASIL DAN PEMBAHASAN Eksplorasi Pada tahapan ini dilakukan plot persen transmitan (%T) dan bilangan gelombang untuk masing-masing spektrum dari 18 sampel temulawak dengan tujuan untuk mengetahui pola data. Pola spektrum untuk masing-masing sampel temulawak disajikan pada Gambar 3. Gambar 3. Spektrum FTIR Temulawak Dari gambar grafik spektrum FTIR senyawa aktif temulawak di atas memperlihatkan pola yang relatif sama untuk puncak-puncak/lembah yang terjadi setiap spektrum pada selang tertentu. Puncak-puncak/lembah yang cukup jelas terjadi pada selang 3600-3300 cm -1, 3000-2850 cm -1, 1820-1660 cm -1, 1660-1450 cm -1 dan 1300-1000 cm -1. Sesuai dengan tabel 1, puncak-puncak/lembah tersebut merupakan daerah identifikasi yang terdapat ikatan-ikatan kimia yaitu ikatan hidrogen O-H, C-H alkana, aromatik C=C-, R-O-Ar, dan Karbonil. 18
Gambar 4. Spektrum FTIR Kunyit Gambar 5. Spektrum FTIR Jahe. 19
Gambar 4 merupakan gambar sampel spektrum kunyit dan Gambar 5 merupakan gambar spectrum FTIR jahe. Jika gambar sampel spektrum kunyit (Gambar 4) dibandingkan dengan gambar sampel spektrum temulawak (Gambar 3) secara kasat mata dapat dilihat perbedaannya, tetapi jika gambar spektrum jahe (Gambar 5) dibandingkan dengan gambar spektrum temulawak (Gambar 3) secara kasat mata sulit untuk dibedakan, karena spektrum jahe dan spektrum temulawak terlihat mirip antara satu dengan yang lain. Jika ada satu sampel spektrum jahe masuk dalam kelompok sampel spektrum temulawak maka akan sulit untuk mengidentifikasi mana spektrum jahenya, begitupun sebaliknya jika ada satu sampel spektrum temulawak yang masuk dalam kelompok spektrum jahe akan kesulitan juga mengidentifikasi yang mana spektrum temulawaknya. Berdasarkan hal tersebut maka diperlukan suatu metode klasifikasi tertentu untuk mengurangi kesalahan identifikasi spektrum secara visual. Pemulusan dan Pereduksian data dengan Transformasi Wavelet Diskret Pada tahapan ini dilakukan pereduksian awal jumlah titik spektrum FTIR dari 1866 titik menjadi 1024 titik dengan memperhatikan daerah identifikasi. Hal ini dimaksudkan untuk memenuhi syarat metode Wavelet yaitu 2 M titik, berarti dalam hal ini jumlah titik yang digunakan adalah 2 10. Titik-titik yang telah terpilih kemudian ditransformasi dengan metode wavelet diskret. Transformasi wavelet diskret tidak hanya membuat spektrum sampel lebih halus/mulus tetapi juga mereduksi dimensi datanya. Pada penelitian ini jumlah titik awal sebanyak 1024 titik kemudian direduksi menjadi beberapa titik yaitu 512, 256, 128, 64 dan 32 titik. Adapun gambar spektrum temulawak hasil transformasi wavelet diskret pada berbagai reduksi titik disajikan pada Gambar 6. 20
(a) Reduksi 1024 titik (b) Reduksi 512 titik (c) Reduksi 256 titik (d) Reduksi 128 titik (e) Reduksi 64 titik (f) Reduksi 32 titik Gambar 6. Spektrum FTIR Temulawak pada berbagai titik reduksi 21
Gambar 6a merupakan gambar spektrum temulawak untuk 1024 titik. Pemilihan titik-titik pada Gambar 6a berdasarkan daerah identifikasi IR kurkuminoid (Tabel 1). Jika dibandingkan dengan Gambar 3, dapat di lihat perbedaannya pada ujung kanan dan kiri masing-masing spektrum. Bilangan gelombang pada Gambar 5 dimulai dari 3600 cm -1 sampai 1000 cm -1, sementara pada Gambar 3 bilangan gelombang di mulai dari 4000 cm -1 sampai 400 cm -1. Secara umum pola spektrum temulawak pada Gambar 6 sebelum dan setelah transformasi wavelet diskret masih sama dengan pola spektrum asalnya pada Gambar 3. Berdasarkan hal tersebut dapat diketahui bahwa penggunaan transformasi wavelet diskret untuk memuluskan dan mereduksi data tidak mengubah pola asalnya. 22
Analisis Komponen Utama Pada tahap ini data pengamatan asli baik untuk sampel spektrum temulawak, jahe dan kunyit maupun, dilihat plot tebarannya berdasarkan skorskor yang diperoleh pada komponen utama pertama dan komponen utama kedua dengan persentase kumulatif keragaman sebesar 91.1%. Plot skor komponen utama pertama dan kedua disajikan pada Gambar 7. Gambar 7. Plot Skor komponen utama pertama dan kedua sampel asli Gambar 7 adalah tebaran data berdasarkan skor komponen utama pertama dan skor komponen utama kedua. Tampak bahwa sampel-sampel spektrum temulawak, jahe dan kunyit membentuk kelompok-kelompok tersendiri. Dari Gambar 7 diketahui pula bahwa kelompok antara temulawak dan jahe posisinya berdekatan, bahkan terdapat sampel temulawak (TL2) masuk dalam kelompok jahe dan beberapa sampel jahe (Jh8, Jh14 dan Jh17) masuk dalam kelompok temulawak, sedangkan sampel kunyit membentuk kelompok yang posisinya relatif jauh dari kelompok lain. 23
Kedekatan posisi kelompok sampel temulawak dan jahe mengindikasikan adanya kemiripan spektrum, oleh sebab itu dimungkinkan pada suatu saat terjadi kesalahan identifikasi yaitu spekrum temulawak teridentifikasi sebagai spektrum jahe atau sebaliknya spektrum jahe teridentifikasi sebagai spektrum temulawak. Oleh karena itu perlu adanya metode klasifikasi tertentu untuk mengurangi kesalahan idenifikasi spektrum secara visual. (a) Reduksi 1024 titik (b) Reduksi 512 titik (c) Reduksi 256 titik (d) Reduksi 128 titik (e) Reduksi 64 titik (f) Reduksi 32 titik Gambar 8. Plot skor komponen utama pertama dan kedua pada berbagai titik reduksi 24
Berdasarkan Gambar 8 dari poin a sampai f, terlihat bahwa pengelompokan sampel spektrum dengan menggunakan jumlah titik reduksi yang berbeda-beda menunjukan adanya pola yang cenderung sama. Jika diperhatikan lebih jauh sampel jahe Jh8, Jh14 dan Jh17 selalu berada di kelompok temulawak untuk berbagai titik reduksi. Demikian juga halnya dengan sampel temulawak TL2 selalu berada di kelompok jahe. Hal ini mengindikasikan bahwa pereduksian titik menggunakan transformasi wavelet diskret tidak merubah stabilitas pengelompokan. Analisis Diskriminan Pada tahap ini baik data pengamatan asli maupun data yang telah ditransformasi wavelet diskret untuk semua sampel spektrum temulawak, jahe dan kunyit, dilihat pengelompokannya menggunakan analisis diskriminan. Hasil analisis diskriminan disajikan pada Tabel 3 dan Tabel 4. Tabel 3. Proporsi pengelompokan pada berbagai titik reduksi Spektrum Temulawak Jahe Kunyit Reduksi titik 1866 1024 512 256 128 64 32 0.290323 0.290323 0.290323 0.290323 0.290323 0.290323 0.290323 0.322581 0.322581 0.322581 0.322581 0.322581 0.322581 0.322581 0.387097 0.387097 0.387097 0.387097 0.387097 0.387097 0.387097 Tabel 4. Hasil klasifikasi sampel spektrum temulawak, jahe dan kunyit. Hasil Klasifikasi % Salah Populasi Temulawak Jahe Kunyit Klasifikasi Temulawak 18 0 0 0% Seharusnya Jahe 0 20 0 0% Kunyit 0 0 24 0% Total 0% Berdasarkan Tabel 3 diketahui bahwa besarnya proporsi pengelompokan pada berbagai titik reduksi menghasilkan proporsi yang sama. Besarnya proporsi 25
ini sebanding dengan jumlah sampel pada masing-masing spektrum. Proporsi spektrum temulawak sebesar 0.290323, sedangkan spektrum jahe 0.322581 dan spektrum kunyit 0.387097. Tabel 4 adalah hasil klasifikasi sampel spektrum temulawak, jahe dan kunyit dengan menggunakan analisis diskriminan. Berdasarkan tabel tersebut diperoleh bahwa dengan menggunakan analisis diskriminan tidak ditemukan adanya kesalahan klasifikasi untuk berbagai titik reduksi. Semua sampel spektrum temulawak teridentifikasi sebagai spektrum temulawak, begitupun dengan sampel spektrum jahe dan kunyit masing-masing teridentifikasi sebagai spektrum jahe dan kunyit. Berdasarkan hal tersebut dapat disimpulkan bahwa spektrum FTIR besifat unik, sehingga dapat digunakan untuk pengklasifikasian. Pendeteksian Titik Balik Pada tahapan ini, data yang telah di transformasi wavelet diskret di deteksi titik balik antara satu dan yang lainnya. Pendeteksian titik balik dilakukan dengan bantuan makro program R, dimana listing program selengkapnya dapat di lihat pada lampiran. Pendeteksian titik balik pada penelitian ini dengan memisalkan satu sampel spektrum sebagai spektrum standar temulawak, kemudian dengan sampel standar ini menguji sampel lain apakah sama atau tidak dengan sampel standar. Hasil pendeteksian titik balik dari masing-masing sampel temulawak dapat dilihat pada Tabel 5. 26
Tabel 5. Hasil pendeteksian titik balik spektrum temulawak pada berbagai titik reduksi transformasi wavelet diskret Kode Sampel Jumlah titik reduksi transformasi wavelet diskret 32 64 128 256 512 TL-1 83.33 94.44 100.00 100.00 100.00 TL-2 83.33 94.44 100.00 100.00 100.00 TL-3 83.33 94.44 100.00 100.00 100.00 TL-4 83.33 94.44 100.00 100.00 100.00 TL-5 83.33 94.44 100.00 100.00 100.00 TL-6 83.33 94.44 100.00 100.00 100.00 TL-7 0.00 94.44 100.00 100.00 100.00 TL-8 83.33 94.44 100.00 100.00 100.00 TL-9 83.33 94.44 100.00 100.00 100.00 TL-10 83.33 94.44 100.00 100.00 100.00 TL-11 0.00 0.00 100.00 100.00 100.00 TL-12 0.00 94.44 100.00 100.00 100.00 TL-13 83.33 94.44 100.00 100.00 100.00 TL-14 83.33 94.44 100.00 100.00 100.00 TL-15 83.33 94.44 100.00 100.00 100.00 TL-16 83.33 94.44 100.00 100.00 100.00 TL-17 83.33 94.44 100.00 100.00 100.00 TL-18 83.33 94.44 100.00 100.00 100.00 Rata-rata 83.33 94.44 100.00 100.00 100.00 Keterangan : persentase 0.00 tidak dilibatkan dalam penghitungan rata-rata. Tabel 5 merupakan persentase sampel temulawak yang teridentifikasi sebagai temulawak berdasarkan data spektrumnya untuk berbagai macam titik reduksi. Dari tabel tersebut angka 0.00 menunjukan bahwa sampel temulawak yang bersesuaian tidak digunakan sebagai sampel standar. Hal ini dikarenakan pada sampel tersebut ada daerah identifikasi yang tidak memiliki titik balik. Dari Tabel 5 dapat diketahui pula bahwa dengan menjadikan masingmasing sampel temulawak sebagai standar maka diperoleh rata-rata persentase sebagai berikut : pada reduksi hingga 32 titik diperoleh persentase sampel temulawak teridentifikasi sebesar 83.33%, sedangkan pada reduksi hingga 64 titik diperoleh persentase sampel temulawak teridentifikasi sebesar 94.44% dan pada reduksi hingga 128, 256 dan 512 diperoleh persentase sampel temulawak 27
teridentifikasi sebesar 100%. Hal ini menunjukan bahwa agar metode titik balik dapat digunakan untuk mengidentifikasi sampel temulawak maka jumlah reduksi titik dengan menggunakan metode wavelet diskret minimal 128 titik. Dari beberapa ulasan di atas diperoleh bahwa pereduksian data hingga minimal 128 titik memberikan persentase ketepatan identifikasi spektrum FTIR yang maksimal. ketepatan identifikasi spektrum FTIR dapat disajikan pada Gambar 9. Perentase Jumlah Titik Reduksi Gambar 9. ketepatan identifikasi spektrum FTIR Selain mendeteksi sampel spektrum temulawak, dilakukan pula pendeteksian untuk sampel spektrum lain. Dalam hal ini digunakan sampel spektrum jahe. Digunakannnya sampel spektrum jahe dengan alasan karena berdasarkan plot komponen utama posisi populasi jahe dan temulawak berdekatan. Hasil pendeteksian titik balik spektrum jahe disajikan pada Tabel 6. 28
Tabel 6. Hasil pendeteksian titik balik spektrum Jahe pada berbagai titik reduksi transformasi wavelet diskret Kode Sampel Jumlah titik reduksi transformasi wavelet diskret 32 64 128 256 512 JH-1 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 JH-2 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 JH-3 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 JH-4 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 JH-5 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 JH-6 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 JH-7 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 JH-8 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 JH-9 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 JH-10 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 JH-11 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 JH-12 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 JH-13 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 JH-14 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 JH-15 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 JH-16 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 JH-17 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 JH-18 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 JH-19 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 JH-20 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 Rata-rata 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 Tabel 6 merupakan persentase sampel jahe yang teridentifikasi sebagai sampel temulawak berdasarkan data spektrumnya pada berbagai macam titik reduksi. Dari tabel tersebut diketahui bahwa tidak ada satupun sampel jahe yang teridentifikasi sebagai sampel temulawak. Hal ini mengindikasikan bahwa penggunaan metode titik balik yang dikombinasikan dengan transformasi wavelet diskret dapat digunakan untuk menguji kesamaan spektrum FTIR. Selain mendeteksi sampel spektrum jahe, pada penelitian ini dilakukan juga pendeteksian titik balik pada sampel spektrum kunyit. Digunakannya sampel spektrum kunyit karena secara taksonomi antara kunyit dan temulawak saling 29
berdekatan. Adapun hasil pendeteksian titik balik spektrum kunyit disajikan pada Tabel 7. Tabel 7. Hasil pendeteksian titik balik spektrum Kunyit pada berbagai titik reduksi transformasi wavelet diskret Kode Sampel Jumlah titik reduksi transformasi wavelet diskret 32 64 128 256 512 CL-1 100.00 100.00 100.00 100.00 100.00 CL-2 100.00 100.00 100.00 100.00 100.00 CL-3 0.00 100.00 100.00 100.00 100.00 CL-4 100.00 100.00 100.00 100.00 100.00 CL-5 100.00 100.00 100.00 100.00 100.00 CL-6 0.00 100.00 100.00 100.00 100.00 CL-7 100.00 100.00 100.00 100.00 100.00 CL-8 100.00 100.00 100.00 100.00 100.00 CL-9 100.00 100.00 100.00 100.00 100.00 CL-10 100.00 100.00 100.00 100.00 100.00 CL-11 100.00 100.00 100.00 100.00 100.00 CL-12 100.00 100.00 100.00 100.00 100.00 CL-13 100.00 100.00 100.00 100.00 100.00 CL-14 100.00 100.00 100.00 100.00 100.00 CL-15 100.00 100.00 100.00 100.00 100.00 CL-16 100.00 100.00 100.00 100.00 100.00 CL-17 0.00 100.00 100.00 100.00 100.00 CL-18 100.00 100.00 100.00 100.00 100.00 CL-19 0.00 100.00 100.00 100.00 100.00 CL-20 100.00 100.00 100.00 100.00 100.00 CL-21 100.00 100.00 100.00 100.00 100.00 CL-22 100.00 100.00 100.00 100.00 100.00 CL-23 100.00 100.00 100.00 100.00 100.00 CL-24 0.00 100.00 100.00 100.00 100.00 Rata-rata 0.00 100.00 100.00 100.00 100.00 Tabel 7 merupakan persentase sampel kunyit yang teridentifikasi sebagai sampel temulawak berdasarkan data spektrumnya pada berbagai titik reduksi. Dari tabel tersebut diketahui bahwa pada titik reduksi 64, 128, 256 dan 512 semua sampel spektrum kunyit teridentifikasi sebagai sampel temulawak, sedangkan 30
pada titik reduksi 32 ada beberapa sampel kunyit yang tidak teridentifikasi sebagai sampel temulawak. Banyaknya sampel kunyit yang teridentifikasi sebagai sampel temulawak dikarenakan kunyit dan temulawak sama-sama mengandung senyawa kurkuminoid. Dari beberapa uraian di atas dapat disimpulkan bahwa pengujian kesamaan spektrum dengan menggunakan metode titik balik yang dikombinasikan transformasi wavelet diskret dapat digunakan pada sampel spektrum yang dari sisi taksonominya tidak berdekatan (genus). 31