Electronic Theses and Dissertation

Pembuatan sensor optik pH dari zat warna antosianin Bunga Kencana (Ruellia
tuberose L.) dan Bunga Telang (Clitoria ternatea L.) berbasis membran pektin
termodifikasi silika telah dilakukan. Antosianin dari C. ternatea L. dan R. tuberosa L.
diekstraksi dengan cara maserasi menggunakan pelarut metanol dan diperoleh total
konsentrasi sebesar 9,685 mg/L. Ekstrak yang diperoleh dianalisis dengan uji
flavonoid yang ditandai dengan positif berwarna merah dan uji fenol yang ditandai
dengan positif berwarna hitam. Sensor pH yang telah diperoleh dikarakterisasi
menggunakan spektroskopi Fourier Tranform Infrared (FTIR) untuk menentukan
gugus fungsi, Scanning Electron Microscopy (SEM) untuk melihat permukaan
membran, X-Ray Diffractions (X-RD) untuk melihat kristalinitas membran. Sensor pH
dibuat dengan imobilisasi antosianin sebagai zat aktif pada membran pektin-silika dan
menggunakan alat Arduino Uno TCS3200 untuk mengukur nilai RGB (Red, Green dan
Blue) yang dikonversikan ke nilai HIS (Hue, Intensity, dan Saturation). Sensor optik
pH memiliki sensitivitas yang baik pada konsentrasi antosianin 1 mg/L dan konsentrasi
bufer fosfat 0,03 M. Standar deviasi untuk reprodubilitas pada green untuk pH 2 adalah
0,00377 dengan nilai standar deviasi relative (RSD) yang diperoleh adalah 0,0754.
Standar deviasi untuk reprodubilitas pada green untuk pH 7 adalah 0,0064484 dengan
nilai standar deviasi relative (RSD) yang diperoleh adalah 0,1289683. Standar deviasi
untuk reprodubilitas pada green untuk pH 9 adalah 0,005253 dengan nilai standar
deviasi relative (RSD) yang diperoleh adalah 0,105057. Waktu respon analisis sensor
optik pH memberikan respon yang stabil pada rentang waktu 30 sampai 390 detik.
Waktu hidup sensor selama 30 hari masih dapat memberikan respon yang baik setiap
harinya membuktikan bahwa sensor optik pH dapat digunakan secara terus-menerus
dan real-time. Sensor optik ini telah digunakan untuk menentukan pH saliva
berdasarkan perbedaan umur. Hasil penelitian menunjukkan tidak ada perbedaan
signifikan antara hasil pengukuran menggunakan sensor Arduino Uno TCS3200
dengan metode potensiometri.
Kata kunci: Sensor optik pH, membran pektin termodifikasi silika, pektin, silika,
antosianin, Arduino Uno, TCS3200, saliva.

The development of an optical pH sensor using anthocyanin dyes extracted from Kencana flowers (Ruellia tuberosa L.) and Butterfly pea flowers (Clitoria ternatea L.) based on a silica-modified pectin membrane has been carried out. Anthocyanins from C. ternatea L. and R. tuberosa L. were extracted using maceration with methanol as the solvent, resulting in a total concentration of 9.685 mg/L. The obtained extracts were analyzed using a flavonoid test, which showed a positive red coloration, and a phenol test, which indicated a positive black coloration. The fabricated pH sensor was characterized using Fourier Transform Infrared (FTIR) spectroscopy to identify functional groups, Scanning Electron Microscopy (SEM) to observe the membrane surface, and X-Ray Diffraction (XRD) to examine membrane crystallinity. The pH sensor was prepared by immobilizing anthocyanins as the active compound onto the pectin–silica membrane, and the Arduino Uno TCS3200 module was used to measure RGB (Red, Green, and Blue) values, which were then converted to HIS (Hue, Intensity, and Saturation). The optical pH sensor exhibited good sensitivity at an anthocyanin concentration of 1 mg/L and a phosphate bufer concentration of 0.03 M. The reproducibility standard deviation for the green channel at pH 2 was 0.00377, with a relative standard deviation (RSD) of 0.0754. At pH 7, the reproducibility standard deviation was 0.0064484 with an RSD of 0.1289683, while at pH 9 it was 0.005253 with an RSD of 0.105057. The response time of the sensor remained stable within the range of 30 to 390 seconds. The sensor demonstrated a lifespan of up to 30 days while maintaining consistent performance, indicating its suitability for continuous and real-time pH monitoring. This optical sensor was applied to determine saliva pH across different age groups. The results showed no significant difference between the measurements obtained using the Arduino Uno TCS3200 sensor and the potentiometric method. Keywords: Optical pH sensor, silica-modified pectin membrane, pectin, silica, anthocyanin, Arduino Uno, TCS3200, saliva.