The  novel  on-package color indicator label  has been  fabricated based on  bromophenol blue and a mixture  between  bromophenol  blue  and  methyl  red,  and  tests  have  been  conducted  to  assess  the ripeness  of  tomatoes  (Lycopersicum  commune).  Bromophenol  blue  (BPB)  and  mixture  between bromophenol  blue  and  methyl  red  (MM)  were  immobilized  onto  Whattman  paper  membrane  via adsorption method. The BPB and mixture between BPB and MM/ Whattman paper membrane as color indicator work based on pH decrease as the volatile organic compounds. They produced gradually in the package headspace during developing of tomatoes fruit. Subsequently, the combination indicaror between  bromophenol  blue  and  methyl  red  changes  from  purple  to  red  foul  conditions,  while  the bromophenol blue indicator changes from blue to yellow foul conditions that can be seen visually. The results  showed  the  color  indicator  can  be  used  to  determine  the  maturity  conditions  of  tomatoes (Lycopersicum commune) at room temperature and chiller temperature. Furthermore, there are also changes  in  several  parameters  (pH,  texture,  weight  loss,  sensory  evaluation)  which  are  commonly used for the ripeness characteristics of tomatoes (Lycopersicum commune). Therefore, this indicator can be used for visual monitoring of the maturing of the tomatoes in packaging.
Keywords: ripeness indicator, BPB, MM, tomatoes, whattman membrane

## Pengembangan Indikator Bromofenol Biru dan Metil Merah pada Label Pintar sebagai Sensor Kematangan Buah Tomat

## (Development of Ripeness Sensor for Tomato based on Bromophenol Blue and Methyl Red as Smart Packaging)
Rofiko Nuning Rahayu, Indah Purnamasary, Ari Satia Nugraha Fakultas Farmasi, Universitas Jember Jalan Kalimantan 37, Jember, 68121 e-mail korespondensi : indahpurnamasary@unej.ac.id

## Abstract

## Abstrak
Label indikator warna pada pengemasan yang telah difabrikasikan berdasarkan bromofenol biru dan kombinasi antara bromofenol biru dan metil merah, dan pengujian dilakukan untuk menilai kematangan buah tomat ( Lycopersicum commune ). Bromofenol biru (BPB) dan kombinasi antara bromofenol biru dan metil merah (MM) diimobilisasi pada membran kertas whattman melalui metode adsorpsi. BPB dan  kombinasi  antara  BPB  dan  MM/membran  kertas whattman terjadi  perubahan  warna  indikator berdasarkan penurunan pH pada atmosfer kemasan yang terjadi akibat dari senyawa organik yang mudah  menguap,  senyawa  tersebut  di  produksi  secara  bertahap  selama  pengemasan  selama pengembangan  buah  tomat.  kemudian,  indikator  kombinasi  antara  bromofenol  biru  dengan  metil merah  berubah  dari  warna  ungu  merah  pada  kondisi  busuk,  sedangkan  indikator  bromofenol  biru berubah dari warna biru ke kuning pada kondisi busuk yang dapat dilihat secara visual. Hasil penelitian menunjukkan  indikator  warna  dapat  digunakan  untuk  menentukan  kondisi  kematangan  buah  tomat ( Lycopersicum  commune )  pada  suhu  ruang  dan  suhu chille. Selain  itu,  juga  terdapat  perubahan beberapa  parameter  (  pH,  tekstur,  susut  berat,  evaluasi  sensori)  yang  biasa  digunakan  untuk karakteristik kematangan  buah tomat  ( Lycopersicum commune ). Oleh karena itu, indikator tersebut dapat digunakan untuk pemantauan visual kematangan buah tomat dalam kemasan .
Kata kunci : indikator kematangan, BPB, MM, tomat, membran whattman

## Pendahuluan
Indonesia merupakan negara yang banyak memiliki keanekaragaman hayati karena terdapat jenis  tanaman  lebih  dari  300.000  jenis.  Salah satunya yaitu tomat ( Solanum lycopersicum L. ). Tomat  menjadi  tanaman  budidaya  favorit  di Indonesia  selain  tanaman  cabe.  Alasan utamanya  yaitu  karena  tanaman  tomat  dapat mudah tumbuh di berbagai tempat baik di daratan tinggi  maupun  rendah,  selain  itu  juga  mudah untuk memasarkan buah tomat dipasaran  [1].
Cara  yang  dapat  dilakukan  untuk memperpanjang masa simpan buah tomat yaitu dengan  mengemas  buah  tomat.  Pengemasan buah  tomat  bertujuan  untuk  mempertahankan kesegaran  buah  tomat  saat  didistribusikan hingga sampai ketangan konsumen. Oleh karena itu  dibutuhkan  sebuah  kemasan  yang  memiliki sensor yang dapat mendeteksi tingkat kematangan buah tomat. Sensor tersebut berupa sebuah label pintar.
Komponen dari label pintar ini yaitu berupa membran whatmann, indikator  Bromofenol  Biru dan Metil Merah. Pemilihan indikator berdasarkan  pada  rentang  pH  bromofenol  biru yang  mengalami  perubahan  warna  pada suasana  asam,  yaitu  pada  rentang  pH  3,0-4,6. Pada Metil Merah  mengalami  perubahan warna pada suasana basa, yaitu pada rentang pH 4,8- 6,0  [2].  Pemilihan  membran  berdasarkan kemudahan  dalam  preparasi  dan  daya  serap terhadap indikator tinggi.
Prinsip  dari  label  pintar  pada  tingkat kematangan  buah  tomat  ini  adalah  memiliki kemampuan  dalam  menangkap  perubahan  pH akibat  dari  lamanya  penyimpanan  pada  buah tomat dalam kemasan. Proses pembuatan label pintar menggunakan teknik immobilisasi adsorbsi. Penggunaan  metode  ini  karena  mudah, preparasinya sederhana. Membran yang digunakan  adalah  kertas whatmann. Dengan adanya  label  pintar  ini  diharapkan  dapat memberikan  manfaat  bagi  konsumen  untuk memberikan informasi tentang tingkat kematangan  buah  tomat  mulai  dari  mentah, matang, dan busuk. Sehingga dapat meningkatkan  mutu  dari  buah  tomat  dan mencegah kemungkinan adanya kerusakan yang terjadi pada produk.

## Metode Penelitian
Bahan yang digunakan adalah buah tomat ( Lycopersicum  commune ),  membran  kertas whatmann , alkohol 70%, NaOH 0,1 N, aquadest , plastic wrap , styrofoam, polivinil alkohol (PVA) .
Alat yang digunakan adalah gelas ukur 100 ml, beaker  glass 50  ml,  plat  tetes,  timbangan analitik,  vial,  batang  pengaduk,  penjepit,  kertas saring  dan  kertas  mika,  Lemari  pendingin,  pH meter, Rheotex ,  blender, scanner  Cannon  LiDe 120 manual.

## Pembuatan  membran  bromofenol  biru  dan kombinasinya
Bromofenol  biru  dan  metil  merah sebanyak  50  mg  dalam beaker  glass 50  ml dilarutkan  menggunakan  alkohol  70%  sehingga didapat konsentrasi 1000 ppm dengan perbandingan  volume  kedua  indikator  3:1. sebanyak  4  ml  larutan  bromofenol  biru  dan kombinasi  antara  bromofenol  biru  dan  metil merah dalam beaker glass, kemudian membran kertas whattman dengan  diameter  0,25  cm dimasukkan  kedalam beaker  glass yang  telah berisi  indikator  tersebut,  perendaman  dilakukan selama 24 jam. Setelah  perendaman, membran dikeringkan pada suhu ruang hingga kering.

## Preparasi label pintar indikator
Label  pintar  didesain  terlebih  dahulu perubahan  warna  yang  terjadi  dan  mewakili ketiga  kondisi  yaitu  mentah,  matang  dan  busuk seperti pada Gambar 1.
Gambar  1.  Membran  bagian  atas  dengan kombinasi indikator bromofenol biru dan metil  merah.  Membran  bagian  bawah indikator bromofenol biru.
Label  pintar  yang  telah  difabrikasi kemudian dilakukan uji stabilitas sensor dengan cara  meletakkan  sensor  pada  bagian  luar kemasan  dilakukan  penyimpanan  suhu  ruang dan  suhu chiller. Dilakukan  pengamatan  setiap tiga hari hingga buah membusuk.

## Analisis karakteristik perubahan
Intensitas warna membran pengamatan terhadap perubahan warna membran dianalisis  dengan  menggunakan program imageJ  1.44p. Perubahan  warna membran discanner dan hasil scanner kemudian dilakukan  pengukuran  menggunakan    program imageJ 1.44p dengan mengukur nilai mean RGB.

## Pengukuran pH
S ebanyak  2  buah  tomat  dihancurkan menggunakan  blender  kemudian  ditambahkan aquadest sebanyak  250  ml.  Pengukuran  pH dilakukan dengan menggunakan alat pH meter.

## Kekerasan
Pengukuran  kekerasan  buah  tomat menggunakan  alat rheotex,  pengambilan  data dilakukan  pada  3  titik  yang  berbeda  dalam  1 sampel,  yaitu  bagian  atas,  bagian  tengah  dan bagian bawah buah tomat.

## Susut berat
Pengukuran  terhadap  susut  berat dilakukan  berdasarkan  persentase  penurunan berat  buah  tomat  sejak  awal  penyimpanan hingga  akhir  penyimpanan  menggunakan timbangan analitik.

## Evaluasi sensorik
Penilaian terhadap rasa, bau dan warna oleh  sepuluh  responden  terhadap  tingkat kematangan buah tomat.

## Hasil
Perubahan  intensitas  warna  membran pada  uji  stabilitas  sensor  ditunjukkan  pada Gambar 2 untuk penyimpanan buah tomat suhu ruang .
Gambar 2. Hubungan waktu terhadap intensitas warna membran pada uji stabilitas sensor penyimpanan suhu ruang
Perubahan  tingkat  kematangan  buah  tomat dengan  perubahan  sensor  ditunjukkan  pada Gambar 3 untuk penyimpanan buah tomat suhu ruang.
Gambar 3. Perubahan tingkat kematangan buah tomat  berurutan  dari  kondisi  mentah, matang  dan  busuk  penyimpanan  suhu ruang
perubahan  intensitas  warna  membran  terhadap tingkat kematangan buah tomat yang ditunjukkan pada Gambar 4 untuk penyimpanan buah tomat suhu ruang.
Gambar  4.  Intensitas  warna  membran  BPB  dan kombinasinya dengan MM
penyimpanan suhu Ruang
Perubahan intensitas warna membran ini juga  diikuti  dengan  perubahan  karakteristik kematangan.  Perubahan  pH  Gambar  5  untuk penyimpanan  suhu  ruang . Susut  berat  pada Gambar  6  untuk  penyimpanan  suhu  ruang. Tingkat kekerasan Gambar 7 untuk penyimpanan suhu  ruang  serta  evaluasi  sensorik  Gambar  8 untuk  evaluasi  rasa  penyimpanan  suhu  ruang, Gambar 9 untuk evaluasi bau penyimpanan suhu ruang,  Gambar  10  untuk  evaluasi  warna penyimpanan suhu ruang.
Baru matang Matang Busuk Baru matang Matang Busuk
Gambar 5. Hubungan intensitas warna membran dengan pH  penyimpanan suhu ruang
Gambar 6. Hubungan intensitas warna membran dengan  susut  berat  penyimpanan  suhu ruang
Gambar 7. Hubungan intensitas warna membran dengan  kekerasan  penyimpanan  suhu ruang
Gambar 8. Hubungan intensitas warna membran dengan evaluasi rasa penyimpanan suhu ruang
Gambar 9. Hubungan intensitas warna membran dengan evaluasi bau penyimpanan suhu ruang
Gambar  10.  Hubungan  intensitas  warna membran dengan evaluasi warna penyimpanan suhu ruang
Baru matang Matang busuk Baru matang Matang Busuk Baru matang Matang Baru matang Matang Busuk Baru matang Matang Busuk Baru matang Matang Busuk Busukl

## Pembahasan
Pengujian  stabilitas  sensor    menunjukkan hasil  yang  stabil  selama  penyimpanan  suhu ruang  maupun  suhu chiller tidak  terdapat perubahan  warna  yang  jelas  secara  visual. peningkatan  nilai  RGB  tidak  lebih  dari  15%  [3]. Sehingga dapat disimpulkan bahwa sensor dapat digunakan hingga akhir penyimpanan.
Perubahan  intensitas  warna  membran penyimpanan  suhu  ruang  terjadi  perubahan warna  sesuai  dengan  tingkat  kematangan  buah tomat  yaitu  pada  hari  ke-1  hingga  ke-3  kondisi baru matang pada hari ke-4 hingga ke-10 kondisi matang dan pada hari ke-11 hingga ke-14 kondisi busuk.  Hal  ini  terjadi  pada  indikator  bromofenol biru  maupun  pada  kombinasinya  dengan  metil merah. Perbedannya dengan penyimpanan suhu chiller yaitu terjadi masa simpan yang cukup lama yaitu  pada  hari  ke-1  hingga  ke-3  kondisi  buah baru matang pada hari ke-4 hingga ke-16 kondisi matang dan hari ke-17 hingga ke-20 kondisi buah busuk.
pH  buah  tomat  akan  berubah  semakin asam  ketika  buah  telah  busuk.  Nilai  pH  yang semula  4,90  pada  buah  kondisi  baru  matang menurun pada hari ke-3 menjadi 4,66 yaitu pada kondisi  buah  matang  kemudian  nilai  pH  turun kembali  menjadi  3,53  pada  kondisi  buah  busuk pada  hari  ke-14  perbedaannya  dengan  suhu chiller yaitu penurunan pHnya yang terjadi cukup lama. penurunan pH selama masa penyimpanan diakibatkan  karena  peningkatan  laju  respirasi. Sehingga pada penyimpanan yang semakin lama maka nilai pH tersebut akan semakin turun [4].
Penurunan  susut  berat  buah  tomat didapatkan data pada kondisi buah baru matang berat  buah  berkisar  56,67  dengan  penurunan berat berkisar 1,73%. Buah kondisi matang berat berkisar 54,72 dengan penurunan berat sebesar 3,44%  dan  buah  kondisi  busuk  berat  buah berkisar 50,48 dengan penurunan berat sebesar 10,92%. Semakin meningkat tingkat kematangan buah maka semakin menurun berat buah tomat disebabkan  karena  penurunan  kadar  air  yang semakin menurun selama masa penyimpanan.
Hasil kekerasasn pada buah tomat akan semakin menurun seiring dengan lamanya masa simpan buah. Terbukti pada hari ke-1 hingga ke- 3  dari  738  g  menjadi  630  g  kondisi  buah  baru matang, pada kondisi buah matang yaitu hari ke- 5 hingga ke-9 nilai kekerasan menurun dari 519 g menjadi  368 g  dan pada  buah kondisi  busuk hari  ke-11  hingga  ke  -14  nilai  kekerasan  334  g menurun  menjadi  305  g.  Terjadinya  penurunan
kekerasan  atau  pelunakan  buah  pada  proses pematangan diakibatkan oleh tekanan tugor sel. Perubahan tugor terjadi pada dinding sel. Salah satu senyawa penyusun didnding sel yaitu pektin [5].
Grafik  evaluasi  sensorik  menunjukkan hasil untuk evaluasi rasa pada buah kondisi baru matang hari ke-1 hingga ke-3 didapatkan nilai 3 yaitu buah segar, bau dan warna buah tomat juga bernilai 3 karena penampakan buah yang masih bagus  berwarna  orange  dan  tidak  terdapat keriput pada permukaannya. Pada penyimpanan suhu chiller bernilai sama.
Kondisi buah matang  hari ke-4 hingga ke- 7 rasa, bau dan warna dari buah tomat bernilai 3 tetapi pada hari ke-9 nilai menurun yaitu menjadi 2,3  tetapi  masih  dikategorikan  masih  segar. Perbedaan  dari  penyimpanan  suhu chiller yaitu pada kondisi matang yang cukup lama yaitu dari hari ke-4 hingga ke-16.
Sedangkan pada buah kondisi busuk  hari ke-11 hingga ke-14 pada suhu ruang dan hari ke- 17  hingga  ke-20  pada  suhu  chiller  buah  tomat bernilai 1,3 hingga 1 pada hasil evaluasi sensorik rasa, bau dan warna, karena penampakan buah yang  keriput  dan  mengeluarkan  air  warna  buah tomat juga berubah menjadi merah tua.

## Simpulan dan Saran
Perubahan  warna  membran  bromofenol biru  dan  kombinasinya  dengan  metil  merah mampu  menunjukkan  tingkat  kematangan  buah tomat  selama  masa  penyimpanan  suhu  ruang dan chiller diikuti  dengan  perubahan  intensitas warna  yang  meningkat,  nilai  pH  yang  semakin menurun,  susut  berat  yang  semakin  menurun, nilai  kekerasan  yang  semakin  menurun  ketika buah  dalam  kondisi  busuk  dan  nilai  evaluasi sensorik yang semakin berarah pada penurunan kualitas buah tomat.

## Ucapan Terima Kasih
Ucapan  terimakasih  kepada  Grup  Chemo dan  Biosensor  Fakultas  Farmasi  Universitas Jember yang telah memberikan dukungan dalam pendanaan penelitian.

## Daftar Pustaka
[1]  Maryanto,  Ibnu.,  J.S.  Rahajoe.,  S.S. Munawar.,  W.  Dwiyanto.,  D.  Asikin.,  S.R. Ariati.,  Y.  Sunarya  dan  D.  Susiloningsih.
2013. Bioresources  Untuk  Pe,bangunan Ekonomi Hijau . Jakarta: LIPI Press.
[2]  Etcalf,  R.O.L.M.(2012). Indium  and  Indium
Compounds.  Ulmann’s  Encyclopedia  of Industrial Chemistry , 264-322. https://doi.org/10.1002/14356007.a14 [3] Kuswandi,  B.  2010. Sensor  Kimia  Teori, Praktek,  dan  Aplikasi .  Jember:  Jember University Press.
[4] Miller, T.  2010. Carbon Dioxide. [serial on line]. http://www.lentech.com/ .    [16  mei 2020].
[5] Apandi.  1984. Teknologi  Buah  dan
Sayuran . Bandung: PT.Alumni