KAJIAN PENGARUH CAMPURAN LEMAK BABI TERHADAP KONSTANTADIELEKTRIK LEMAK AYAM MENGGUNAKAN METODE DIELEKTRIK

Fitria Ning Rosita1, Chomsin S. Widodo1, Sucipto2

1)Jurusan Fisika FMIPA Univ. BrawijayaEmail: fitria_rasyid@yahoo.com

AbstrakTelah dilakukan penelitian tentang studi pengaruh campuran lemak babi terhadap konstanta dielektrik lemak ayamdengan metode dielektrik. Penelitian ini bertujuan untuk mengukur konstanta dielektrik lemak ayam denganmenggunakan metode dielektrik. Selain itu juga diteliti pengaruh campuran lemak babi terhadap nilai konstantadielektrik lemak ayam. Pengukuran konstanta dielektrik dilakukan pada campuran lemak ayam dan lemak babi denganpersentase berturut-turut sebesar 100%,0%; 0%,100%; 99,5%,0,5%; 99%,1%; 95%,5%; 90%,10%; 80%,20%;70%,30%; 60%,40%; dan 50%,50%. Pengukuran dilakukan dengan menggunakan plat kapasitor dari lempengantembaga dengan ukuran 20 x 10 mm berjarak 5 mm yang ditengahnya diletakkan campuran lemak sebagai bahandielektrik dan dihubungkan dengan LCR meter GW-Instek seri 816. Frekuensi yang digunakan berkisar antara 800 Hzsampai 2000 Hz. Hasil penelitian menunjukkan bahwa metode dielektrik mampu mengukur konstanta dielektrik lemakayam. Peningkatan konsetrasi campuran lemak babi yang diberikan menyebabkan penurunan nilai konstanta dielektriklemak ayam dengan kecenderungan linear.

Kata kunci : dielektrik, lemak ayam, dan lemak babi

Pendahuluan

Biolistrik adalah karakteristik kelistrikan darisuatu sel atau jaringan pada makhluk hidup. Sifatbiolistrik dapat diukur dengan metode dielektrik.Metode dielektrik yaitu pengukuran yangdilakukan dengan menggunakan dua platkapasitor dan bahan yang akan diukur harusditempatkan diantara dua elektroda sehinggabahan tersebut berperilaku seperti sebuahkapasitor. Pengukuran sifat biolistrik denganmetode dielektrik lebih efisien karena prosesanalisis cepat dan instrument lebih sederhana.Pada bahan pangan, sifat biolistrik umumnyadigunakan untuk menilai kualitas dan kemurnianbahan secara cepat, non destruktif, mengarah in-situ berdasar energi elektromagnetik, teknikultrasonik, dan resonansi [1].

Pada penelitian sebelumnya, Sucipto et al [2]telah melakukan pengukuran sifat kelistrikankonduktansi dengan frekuensi tinggi untukmendeteksi lemak babi dan beberapa lemak lainmenggunakan LCR meter dalam skalalaboratorium. Namun, penelitian tersebut hanyamengukur karakteristik kelistrikan berupakonduktansi pada nilai frekuensi yang tinggi.Hasil dari penelitian tersebut berpotensi untukdijadikan dasar pendeteksian campuran lemakbabi tehadap lemak lain dengan meneliti lebihlanjut sifat kelistrikan selain konduktansi danmenggunakan frekuensi rendah. Oleh sebab itu,pada penelitian ini dilakukan pengukurankonstanta dielektrik lemak ayam denganmenggunakan metode dielektrik. Selain itu jugaditeliti pengaruh campuran lemak babi terhadapnilai konstanta dielektrik lemak ayam pada

frekuensi yang lebih rendah sebagai studi awalpendeteksian campuran lemak babi pada lemakatau bahan lain dengan metode dielektrik.

Metode

Peralatan yang digunakan pada penelitian iniyaitu LCR meter GW-instek seri 816, LCRkonektor L dan H, PCB tembaga, solder, kawattembaga, kabel tunggal, penggaris, alteco,gunting, pisau, pirex, corong kaca, toples kaca,gelas ukur, microwave, magnetic stirrer, spatula,kain saring, kertas karbon, dan mikropipet. Bahanyang digunakan adalah lemak ayam, lemak babidan Na2SO4 anhidrat.

Tahapan penelitian yaitu studi literatur,persiapan alat dan bahan yang meliputi persiapanalat ukur sifat listrik dan persiapan sampel.Persiapan alat ukur sifat listrik meliputipembuatan plat kapasitor dengan ukuran masing-masing 20 x 10 mm yang diletakkan secara sejajardengan diberikan jarak pemisah sepanjang 5 mmmenggunakan bahan isolator.

Gambar 1. Plat kapasitor

Selanjutnya dilakukan pengaturan danperancangan sistem pada LCR meter sertapengujian sistem pada berbagai frekuensi denganpengukuran konstanta dielektrik udara yang

disesuaikan dengan teori. Persiapan sampel yangdilakukan meliputi ekstraksi sampel lemak ayamdan lemak babi dengan menggunakan microwavedengan pemanasan pada suhu medium sekitar 10menit kemudian dilakukan penyerapan air padasampel dengan Na2SO4 anhidrat. Pencampuransampel lemak ayam dan lemak babi yang telahdiekstraksi dicampur dengan persentase tertentu.Adapun persentase campuran lemak ayam danlemak babi berturut-turut sebesar 100%,0%;0%,100%; 99,5%,0,5%; 99%,1%; 95%,5%;90%,10%; 80%,20%; 70%,30%; 60%,40%; dan50%,50%. Tahapan selanjutnya yaitu pengukuransifat listrik sampel pada frekuensi 800 Hz sampai2000 Hz dengan interval 50 Hz.

Gambar 2. Skema sistem pengukuranDari hasil pengukuran didapatkan nilai

kapasitansi (C). Nilai konstanta dielektrik (ε’)dapat dihitung dengan memasukkan nilaikapasitansi bahan (Cp), jarak keping sejajar ( ),luas keping (A) dan permitivitas ruang hampa (εo)sesuai dengan persamaan berikut.

ε’ = (1)

Analisis data dilakukan untukmenggambarkan hubungan antara konstantadielektrik dengan frekuensi pengukuran. Nilaikonstanta dielektrik diplotkan terhadap frekuensi,selanjutnya dilakukan analisa dengan metodetrendline untuk mengetahui kecenderunganhubungan data antara konstanta dielektrik danfrekuensi yang selanjutnya akan dikomparasikandengan teori dari literatur yang ada.

Hasil dan Pembahasan

Karakteristik dielektrik udara pada berbagaifrekuensi yang didapatkan dari hasil pengujianpada LCR meter GW-instek seri 816 yangdigunakan dengan plat tembaga paralel berukuranukuran 20 mm x 10 mm berjarak 5 mm dapatdilihat Gambar 3 berikut.

Gambar 3. Grafik hubungan frekuensi dankonstanta dielektrik pada udara

Grafik pada Gambar 3 menunjukkanhubungan nilai frekuensi yang diberikan dengankonstanta dielektrik. Didapat nilai konstantadielektrik berkisar antara 1,606205273 –0,630047081. Terjadi penurunan nilai konstantadielektrik seiring dengan semakin besarnyafrekuensi yang diberikan nilai konstantadielektrik pada hampa udara sebesar 1 dannilai konstanta dielektrik udara standar padafrekuensi di bawah 1000 Hz sebesar 1,00054[3]. Dari pengukuran didapatkan nilai yangpaling akurat terdapat pada frekuensi 1000 Hzdengan nilai 1,00564 sehingga dapatdikatakan bahwa pengujian alat ataustandarisasi alat LCR meter sudah tepat dandapat digunakan untuk mengukurkarakteristik biolistrik.

Konstanta Dielektrik Lemak AyamPengukuran nilai konstanta dielektrik

lemak ayam dilakukan dengan mengukur nilaikapasitansi pada jangkauan frekuensi 800-2000 Hz dengan interval pengukuran setiap50 Hz. Hasil dari pengukuran ini selanjutnyadihitung dengan menggunakan persamaan 1sehingga dihasilkan nilai konstanta dielektriklemak ayam seperti pada gambar 4 berikut.

Gambar 4. Grafik hubungan frekuensi dengankonstanta dielektrik lemak ayam

Didapatkan hasil bahwa nilai konstantadielektrik lemak ayam menurun seiring dengansemakin besarnya nilai frekuensi. Hal inidikarenakan nilai konstanta dielektrik berbandinglurus dengan nilai kapasitansi sesuai denganpersamaan (1) selain itu juga diakibatkan olehmomen dipol yang berubah kesearahannyadiakibatkan oleh frekuensi yang tinggi. Hasilpenelitian ini mirip dengan hasil riset sebelumnyayang terkait dengan konstanta dielektrik lemakbabi, lemak sapi, dan minyak goreng sawit padafrekuensi 4,20-5,00 MHz (Sucipto. 2013).

Konstanta dielektrik bahan sangatdipengaruhi oleh komposisi bahan yaitukomposisi asam lemaknya. Komposisi asamlemak ayam yang dominan mempengaruhikonstanta dielektrik yaitu asam oleat, asampalmitat, asam linoleat dan asam stearat(Sardjono.1999). Asam lemak dominan akanmempengaruhi kemampuan perpindahan elektrondari satu posisi ke posisi lain saat diberikanfrekuensi tertentu pada medan listrik. Selain itunilai konstanta dielektrik sampel juga dipengaruhioleh komposisi asam lemak tidak jenuh.Penyataan ini sesuai hasil penelitian konstantadielektrik lemak pangan dan asam lemak padafrekuensi 100 kHz – 1 MHz (Lizhi et al. 2008).Hal ini menunjukkan bahwa nilai konstantadielektrik lemak ayam dapat diukur denganmenggunakan metode dielektrik.

Pengaruh Campuran Lemak Babi terhadapNilai Konstanta Dielektrik Lemak Ayam

Pengukuran nilai konstanta dielektrikcampuran lemak babi pada lemak ayam dilakukandengan mengukur nilai kapasitansi padajangkauan frekuensi 800-2000 Hz dengan intervalpengukuran setiap 50 Hz.

Konstanta dielektrik bahan sangatdipengaruhi oleh komposisi bahan yaitukomposisi asam lemaknya. Komposisi asamlemak yang dominan mempengaruhi konstantadielektrik bahan lemak babi terutama yaitu asam

oleat, asam palmitat, asam linoleat dan asamstearat (Sardjono,1999 dan Sucipto, 2013). Padalemak ayam komposisi asam lemak yang dominanmempengaruhi konstanta dielektrik yaitu asamoleat, asam palmitat, asam linoleat dan asamstearat (Sardjono,1999).

Komposisi asam lemak tidak jenuh danasam lemak jenuh pada lemak ayam dan lemakbabi menunjukkan adanya perbedaan. Lemakayam terdeteksi terdapat asam lemak jenuhsebanyak 34,92% dan asam lemak tidak jenuhsebanyak 65,08% sedangkan pada lemak babiterdeteksi terdapat asam lemak jenuh sebanyak27,56% dan asam lemak tidak jenuh sebanyak72,44% (Sardjono,1999). Diketahui komposisiasam lemak tak jenuh pada lemak ayam lebihkecil daripada lemak babi (Sardjono,1999).Komposisi asam lemak tersebut yangmenyebabkan adanya perbedaan nilai konstantadielektrik pada sampel. Oleh karena itu semakinmeningkatnya nilai konsentrasi campuran lemakbabi mengakibatkan nilai konstanta dielektriklemak ayam menurun. Selain itu keberadaanbahan dielektrik campuran lemak babi dan lemakayam di tengah kapasitor cenderung menyebabkanlemahnya medan listrik sehingga kapasitansi yangdihasilkan saat diberikan frekuensi yang lebihbesar semakin menurun. Dikarenakan nilaikapasitansi berbanding lurus dengan konstantadielektrik maka nilai konstanta dielektrik pun jugamenurun seiring meningkatnya frekuensi. Selainitu, hal ini dikarenakan pada komposisi campuranlemak, konsentrasi asam lemak dari lemak ayamsemakin berkurang dan digantikan dengan asamlemak babi sehingga nilai konstanta dielektrikyang teridentifikasi semakin kecil.

Simpulan

Didapatkan hasil bahwa peningkatankonsetrasi campuran lemak babi yang diberikanmenyebabkan penurunan nilai konstanta dielektriklemak ayam dengan kecenderungan linier.

Daftar Pustaka

[1] Castro-Giraldez M, Chenoll C. Fito P J, Toldra F, Fito P. 2010. Physical Sensors for Quality Control DuringProcessing. In Toldra. F. Handbook of meat processing. Wiley-Blackell. A John Wiley & Sons, Inc.

[2] Sucipto, Irzaman, Tun Tedja I, Fauzi AM. 2011. Potential of Conductance Measurement for Lard Detection.IJIBAS-IJENS.11(05):26-30. http://www.ijens.org/Vol_11_I_05/114805-9696-IJIBAS-IJENS.pdf

[3] Halliday, D dan Resnick, R. 1978. Physics. John Wiley & Sons, Inc. New York.[4] Sucipto. 2013. Rancang Bangun Teknik Deteksi Lemak Babi pada Daging Sapi Berbasis Sifat Listrik. Pascasarjana:

Institut Pertanian Bogor, Bogor.[5] Sardjono. 1999. Komposisi Asam Lemak Total dari Otot dan Campuran Lemak dan Otot Ayam, Babi, Kambing,

Kerbau, dan Sapi. Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam Institut Pertanian Bogor, Bogor.

[6] Lizhi H, Toyoda K, Ihara I. 2008. Dielectric Properties of Edible Oils and Fatty Acids as A Function of Frequency,Temperature, Moisture and Composition. J. Food Eng. 88:151-158.