Kuantifikasi Test Strip Menggunakan Sensor Warna TCS34725 dan Arduino Esp32 dalam Analisis Formalin t

Abstract

Formalin merupakan zat kimia terlarang dalam bahan tambahan makanan yang disalahgunakan untuk bahan pengawet pangan. Formalin menyebabkan dampak buruk untuk kesehatan, sehingga analisis formalin dalam makanan perlu dikembangkan. Analisis formalin secara kualitatif telah banyak dikembangkan terutama yang sederhana dan mudah digunakan seperti test strip, namun metode ini tidak dapat menentukan besarnya konsentrasi formalin dalam sampel. Oleh karena itu, dilakukan kuantifikasi test strip yang secara umum menggunakan spektrofotometer reflektan dan sistem deteksi warna. Sistem deteksi warna secara umum menggunakan kamera smartphone sebagai penangkap gambar dan aplikasi untuk analisis gambar, tetapi penggunaannya menjadi tidak praktis karena bergantung pada pencahayaan konstan. Penelitian ini bertujuan untuk kuantifikasi test strip formalin menggunakan sensor warna TCS34725, sehingga diketahui hubungan antara kuantitas formalin dengan intensitas warna. Kinerja sensor juga dipelajari dalam kuantifikasi test strip formalin. Penelitian ini dilakukan dengan membuat rancangan instrumen sensor warna dan test strip yang akan digunakan dalam kuantifikasi test strip. Instrumen sensor warna dirancang dengan menghubungkan TCS34725 dan ESP32 melalui kabel jumper yang disusun berdampingan pada kotak proyek X3. Kotak proyek X3 diberi lubang kecil pada bagian sensor yang akan menghubungkan sensor dengan casing test strip. Jarak antara sensor dengan casing test strip, warna background test strip dan ketebalan test strip menjadi variabel yang akan dipelajari. Pembuatan, immobilisasi, serta pengujian test strip formalin menggunakan reagen H2O2 dalam suasana basa dengan indikator metil merah mengadopsi dari metode Haji et al (2024). Instrumen sensor warna yang telah dirancang digunakan untuk kuantifikasi test strip formalin. Kuantifikasi test strip dilakukan dengan pengembangan kurva kalibrasi menggunakan larutan standar formalin pada konsentrasi 1; 2,5; 5; 7,5; 10 ppm. Kemudian dilakukan analisis hubungan intensitas warna R,G, atau B dengan kuantitas formalin, sehingga didapatkan hubungan linier dan sensitivitas tertinggi yang akan digunakan untuk plot kurva kalibraasi. Kurva kalibrasi digunakan untuk menentukan kinerja instrumen sensor warna. Hasil optimasi ditunjukkan melalui respon dalam bentuk intensitas warna RGB, sensitivitas yang ditunjukkan dengan nilai slope, dan koefisien determinasi dari persamaan regresi linier. Jarak optimum antara sensor dengan test strip adalah 1,2 cm yang ditunjukkan dengan sensitivitas dan koefisien determinasi tertinggi sebesar 4,56 bit/ppm dan 0,9870. Warna background test strip optimum ditunjukkan pada warna hitam dengan sensitivitas dan koefisien determinasi tertinggi sebesar 4,60 bit/ppm dan 0,9660. Ketebalan test strip optimum yaitu 4,5 mm ditunjukkan dengan sensitivitas dan koefisien determinasi tertinggi sebesar 4,71 bit/ppm dan 0,9738. Test strip juga harus dipastikan permukaannya rata agar didapatkan respon yang lebih baik. Hasil hubungan antara kuantitas formalin dengan intensitas warna R,G, dan B ditunjukkan dengan kurva kalibrasi yang menggunakan intensitas warna R sebagai plot sumbu y. Hal ini karena intensitas warna R menunjukkan sensitivitas tertinggi dan hubungan paling linier dibandingan dengan intensitas G dan B yaitu 5,07 bit/ppm dan 0,9923. Hubungan antara kuantitas formalin dengan intensitas warna R linier pada konsentrasi 1-7,5 ppm yang sesuai dengan range kerja test stip pada Haji et al (2024). Hasil kinerja instrumen sensor warna ditunjukkan dengan nilai linieritas, LOD dan LOQ, sensitivitas, presisi, dan akurasi. Linieritas dari hubungan antara kuantitas formalin dan intensitas warna ditunjukkan dengan nilai determinasi (R2) sebesar 0,9923 dan koefisien korelasi (R) sebesar -0,9961. LOD dan LOQ dari instrumen sensor warna yaitu 0,77 ppm dan 2,57 ppm. Sensitivitas intrumen sensor warna dapat dilihat dari slope sebesar 5,0735. Presisi dan akurasi dari alat ini sebesar 0,41% dan 95,89%.