Electronic Theses and Dissertation

Pembuatan sensor optik pH dari zat warna antosianin campuran Umbi Gadung (Discorea alata L.) dan Bunga Kencana (Ruellia tuberos L.) berbasis matriks membran polielektrolit pektin-kitosan (PEC) dan nano silika telah dilakukan. Antosianin Discorea alata L. dan Ruellia tuberos L. diekstraksi dengan cara maserasi menggunakan pelarut metanol dan diperoleh total konsentrasi sebesar 43,91 mg/L. Ekstrak yang diperoleh dianalisis dengan uji flavonoid yang ditandai dengan positif berwarna merah dan uji fenol yang ditandai dengan positif berwarna hitam. Antosianin dikarakterisasi menggunakan spektroskopi Fourier Tranform Infrared (FTIR) untuk mengetahui gugus fungsi dari senyawa yang diuji, lalu Scanning Electron Microscopy (SEM) untuk melihat permukaan sampel yang mana penambahan silika terhadap PEC terbukti dapat menghasilkan membran yang lebih optimal, X-Ray Diffractions (X-RD) dilakukan untuk mengetahui nilai kritanilitas yang mana penambahan antosianin menyebabkan penurunan derajat kristalinitas sebesar 4,37% dan Differential Thermal Analyzer (DTA) untuk mengetahui ketahanan suatu material atau sampel terhadap suhu yang mana hasil yang diperoleh menunjukkan bahwa membran dari PEC/silika mempunyai ketahanan yang lebih baik pada temperatur tinggi yaitu mencapai 480oC. Sensor pH dari antosianin diimobilisasi pada matriks membran PEC-Silika dan penggunaan alat hardware dan software yang dilakukan untuk mengukur nilai RGB (Red, Green dan Blue) yang dinamakan dengan sensor optik pH. Sensor menghasilkan kinerja yang baik sesuai dengan parameter kinerja sensor dimana sensor optik pH memiliki sensitivitas yang baik pada konsentrasi antosianin 2 mg/L dan konsentrasi buffer fosfat 0,1 M. Standar deviasi untuk reprodubilitas pada blue adalah 0,001651 dengan nilai persen standar deviasi relative (RSD) yang diperoleh adalah 0,478693. Waktu respon analisis sensor optik pH yang masih memberikan respon yang stabil pada detik ke-60 sampai ke-300. Waktu hidup sensor selama 30 hari masih dapat memberikan respon yang stabil. Sensor optik ini telah digunakan untuk menentukan pH saliva berdasarkan perbedaan umur. Hasil penelitian menunjukkan tidak berbeda nyata hasil pengukuran menggunakan Arduino Uno untuk sensor TCS3200 dengan metode potensiometri. Sensor optik yang dihasilkan dapat memperlebar pengukuran rentang pH.


Kata kunci: Sensor optik pH, matriks membran polielektrolit pektin-kitosan, Silika, RGB, antosianin, saliva.

The manufacture of an optical pH sensor from an anthocyanin dye mixed with Gadung Tuber (Discorea alata L.) and Kencana Flower (Ruellia tuberos L.) based on a pectin-chitosan (PEC) and nano silica polyelectrolyte membrane matrix has been carried out. The anthocyanins of Discorea alata L. and Ruellia tuberos L. were extracted by maceration using methanol solvent and a total concentration of 43.91 mg/L was obtained. The extract obtained was analyzed using the flavonoid test which was marked positive in red and the phenol test which was marked positive in black. Anthocyanins were characterized using Fourier Transform Infrared (FTIR) spectroscopy to determine the functional groups of the compounds tested, then Scanning Electron Microscopy (SEM) to see the sample surface where the addition of silica to PEC was proven to produce a more optimal membrane, X-Ray Diffractions (X -RD) was carried out to determine the crystallinity value where the addition of anthocyanin caused a decrease in the degree of crystallinity by 4.37% and Differential Thermal Analyzer (DTA) to determine the resistance of a material or sample to temperature where the results obtained showed that the PEC/silica membrane had better resistance at high temperatures, reaching 480oC. The pH sensor from anthocyanin is immobilized on a PEC-Silica membrane matrix and hardware and software tools are used to measure the RGB (Red, Green and Blue) values which are called pH optical sensors. The sensor produces good performance according to the sensor performance parameters where the pH optical sensor has good sensitivity at an anthocyanin concentration of 2 mg/L and a phosphate buffer concentration of 0.1 M. The standard deviation for reproducibility in blue is 0.001651 with a percent value of relative standard deviation (RSD) obtained is 0.478693. Response time analysis of the pH optical sensor which still provides a stable response from 60 to 300 seconds. The sensor's life time is 30 days and can still provide a stable response. This optical sensor has been used to determine saliva pH based on age differences. The research results show that there is no significant difference in the results of measurements using the Arduino Uno for the TCS3200 sensor using the potentiometric method. The resulting optical sensor can widen the pH range measurement. Key words: pH optical sensor, pectin-chitosan polyelectrolyte membrane matrix, silica, RGB, anthocyanin, saliva.