Abstrak—Sensor Quartz  emas  dari  QCM  (Quartz Crystal Microbalance)
yang terlapis
senyawa
NanopartikelNi(OH) 2 telah  berhasil  dibuat.  Senyawa Nanopartikel  Ni(OH) 2 disintesis  dengan  menggunakan metode pengendapan. Pada pelapisan senyawa Nanopartikel  Ni(OH) 2 pada  Quartz emas  dari  QCM dilakukan  bantuan  pelapisan  Polianilin  dengan  metode voltametri  siklik. Gelatin  Sapi  dan  Gelatin  Babi  dapat dibedakan  dengan  menggunakan  sensor  QCM  yang  telah termodifikasi ini pada pH larutan Basa (pH 9).
Kata  Kunci — Quartz  Crystal  Microbalance  (QCM), NanopartikelNi(OH) 2 ,  Polianilin,  Voltametri  Siklik,  Elektrolisis, Gelatin, Sapi, dan Babi.

## I. PENDAHULUAN
Gelatin merupakan suatu polipeptida larut yang berasal dari  kolagen  dimana  merupakan  suatu  konstituen  utama  dari kulit,  tulang  dan  ligamen  hewan.  Gelatin  diperoleh  dari hidrolisis  parsial  dari  kolagen.  Ketika  diberi  asam  atau  basa disertai  panas  maka  struktur  fibrosa  kolagen  dipecah ireversibel  menghasilkan gelatin  [11]. Tulang sapi, kulit sapi, dan  kulit  babi  adalah  bahan  yang  biasa  digunakan  untuk memperoleh  gelatin.  Oleh  karena  gelatin  kebanyakan diperoleh  dari  babi  atau  sapi,  maka  diperlukan  penelitian untuk  membedakan  gelatin  tersebut.  Suatu  langkah  untuk mengkaji perbedaan kedua jenis gelatin yang berasal dari sapi dan  babi  dari  komposisi  asam  amino  menunjukkan  suatu kesamaan.  Namun,  yang  membedakan  dari  keduanya  yaitu jumlah  komposisi  asam  aminonya.  Gelatin  babi  memiliki kandungan glisin, prolin dan arginin lebih tinggi dibandingkan dengan  gelatin  sapi  [7].  Meskipun  hasil  pengamatannya menunjukkan  adanya  perbedaan  jumlah  komposisi  asam amino  dari  kedua  gelatin  tersebut,  kenyataannya  pada  proses analisisnya kurang cepat dan efisien.
Salah satu  pengujian  bahan  asal  gelatin  yang  telah dilaporkan  adalah  Uji  FTIR  [3],  PCR[10],  ELISA  [5]  dan Surface  PlasmonResonance (SPR)  yang  berbasis  biosensor. Surface  Plasmon  Resonance (SPR)  sendiri  memiliki kelebihan.  Kelebihan  dariSPR  ini  yaitu  sensitif  untuk mendeteksi  dan  mengidentifikasi  biomolekul  [9].  Namun, sensor  ini  perlu  diselidiki  lebih  lanjut  mengenai  pengaruh variasi konsentrasi dan variasi pH dalam kedua larutan gelatin tersebut supaya dapat dibedakan.
Dalam  kesempatan  kali  ini  peneliti  bermaksud  untuk melakukan penelitian dengan menggunakan alat sensor Quartz Crystal  Microbalance  (QCM).  Quartz  Crystal  Microbalance merupakan  alat  instrumen  yang  sering  digunakan  untuk mengukur massa dan viskositas dalam film lapis tipis [8]. Alat sensor  QCM  ini  memiliki  kelebihan  sensitivitas  tinggi, kemudahan dalam pemakaian dan sangat praktis penggunaannya.  Instrumen  ini  membaca  frekuensi  resonansi dan resistansi pada 5 MHz.
Material  yang  digunakan  dalam  makalah  ini  yaitu Ni(OH) 2 dengan bantuan  senyawa polianilin  sebagai  material yang dapat membantu sifat sensitifitas dari sensor tersebut [6]. Material  Ni(OH) 2 difungsikan  sebagai  resonator  yang  dapat menghasilkan  frekuensi  tertentu  yang  bergantung  pada ketebalannya.  Dalam  sintesis  material  Ni(OH) 2 Nanopartikel digunakan  tegangan  55V.  Pada  Laboratorium  Instrumentasi dan  Analitik  Kimia  FMIPA  ITS  melakukan  beberapa pengembangan  penelitian  pada  Nikel.  Pengembangan penelitian  yang  telah  berhasil  yaitu  sintesis  Ni(OH) 2 dari logamnya  secara  elektrokimia  dan  telah  dikembangkan sebagai  sensor  untuk  pendeteksian  insulin.  Oleh  karena  itu dalam  penelitian  ini  digunakan  Ni(OH) 2 sebagai  material tambahan pada alat sensor QCM.

## II.  ALAT DAN BAHAN

## A.  Alat
Peralatan  yang  digunakan  dalam  penelitian  ini  adalah satu  set  alat  Quartz  Crystal  Microbalance  (SRS-QCM  200), satu  set  alat  destilasi,  oven, furnace ,  kabel,  penjepit  buaya, statif, termometer, power supply , amplas dengan grade 1200, magnetic  stirrer , hot  plate ,  alat  gelas,  neraca  analitik Ohauss,stopwatch,  satu  set  potensiostat  (Potensiostat  eDAQ EA161  dan  e-corder  ED410),  satu  set  mikroskop  optik,  dan satu set Personal Computer (PC).

## B.  Bahan
Bahan  yang  digunakan  dalam  penelitian  ini  adalah anilin 99,9% (Merck), HCl pekat (37%  SAP Chemicals),  dua buah  pelat  nikel  (PT.  INCO,  Indonesia),  aqua  demineralisasi (Aqua  DM-Indolab),  Natrium  sitrat  dihidrat  99,5% (C 6 H 5 Na 3 O 7 .2H 2 O,  Sigma-Aldrich),  gelatin  sapi,  dan  gelatin babi.

## Deteksi Gelatin Babi Menggunakan Sensor Emas Termodifikasi Ni(OH) 2 Nanopartikel dengan Quartz Crystal Microbalance (QCM)
Lourentia Candle dan Fredy Kurniawan*
Jurusan Kimia, Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam, Institut Teknologi Sepuluh Nopember (ITS) Jl. Arief Rahman Hakim, Surabaya 60111 Indonesia
*e-mail : fredy@chem.its.ac.id
1. Komputer
2. QCM SRS200
3. Statip
4. Magnetic Stirrer
5. Beaker Gelas
6. Crystal Holder

## II. METODOLOGI PENELITIAN

## A. Sintesis Pelapisan Ni(OH)
2 Ni(OH) 2 disintesis  dengan  metode  elektrolisis  seperti yang  telah  dilakukan  oleh  Budipramana  (2014) . Setelah disintesis, Ni(OH) 2 tersebut dilapiskan pada permukaan sensor emas dari QCM sebagai bahan aktif sensor.

## B.  Pengujian terhadap Larutan Gelatin
Pengujian  dengan  QCM  dikombinasikan  dengan voltametri siklik dilakukan dengan mencelupkan sensor QCM emas dalam aquadem, larutan gelatin sapi, dan larutan gelatin babi.  Setelah  sensor  dicelupkan,  sistem  diberi  perlakuan voltametri siklik dengan potensial dari -500 mV sampai 1000 mV sebanyak 20 kali siklik dengan scan rate 50 mV/s.
Gambar 1Rangkaian alat sensor QCM yang digunakan dalam pengujian

## IV.  HASIL DAN DISKUSI
Dalam  penggunaan  Ni(OH) 2 dalam  penelitian,  setelah pelapisan  Ni(OH) 2 pada  sensor  QCM,  kemudian  dilakukan pengamatan  permukaan  sensor  dengan  menggunakan  alat Mikroskop Optik. Hasil pengamatan seperti pada Gambar 2
(a)

## (b)
Gambar 2 Hasil foto mikroskop optik. (a) sensor emas sebelum dilapisi apapun, (b) setelah dilakukan pelapisan Ni(OH) 2

## B.  Pengujian terhadap Larutan Gelatin dengan QCM
Pada  pengujian  dengan  menggunakan  alat  sensor  QCM, perbedaan  dari  gelatin  sapi  dan  gelatin  babi  telah  berhasil didapatkan  pada  pH  basa,  disebabkan  pada  pH  4  maupun  7 (asam  maupun  netral)  sensor  tidak  mampu  membedakan gelatin  sapi  dan  gelatin  babi.  Berikut  merupakan  hasil  dari pengujian gelatin sapi dan gelatin babi pada pH 9, ditunjukkan pada Gambar 3.
a.
b.
Gambar 3 Grafik perubahan frekuensi larutan gelatin sapi (atas) dan larutan gelatin babi (bawah)
Pada  pengujian  sensor  pada  Gambar  4.2, pendeteksian gelatin sapi terlihat bahwa hasil yang didapatkan terlihat  terjadi  penurunan  frekuensi.  Penurunan  frekuensi  ini menunjukkan  bahwa  sensor  tersebut  dapat  digunakan  dalam mendeteksi  gelatin  sapi  dengan  baik. Frekuensi  penurunan pengujian  pada  pendeteksian  gelatin  sapi  ditunjukkan  di bawah -180 Hz. Sedangkan pada hasil pengujian gelatin babi pada  sensor Quartz emas  dari  QCM  yang  terlapis  polimer konduktif polianilin dan senyawa nanopartikel Ni(OH) 2 dalam suasana  basa  didapatkan  hasil  bahwa  terdapat  banyak  sekali noise . Data yang didapatkan tidak menunjukkan frekuensiyang jelas mengalami kenaikan atau penurunan. Dari data pengujian gelatin babi tersebut pula dapat diketahui bahwa kekuatan ion dari  gelatin  babi  untuk  berikatan  dengan  permukaan  sensor sangat lemah dan setelah gelatin tersebut bertumbukan dengan permukaan  sensor,  gelatin  tersebut  lepas  dengan  sendirinya. Penurunan  frekuensi  yang  muncul  dari  hasil  pendeteksian gelatin babi dibawah 40 Hz.
Oleh  karena itu  dari  hasil  pengujian  sensor  dengan menggunakan  penambahan  pelapisan  pada  sensor  terlapis polianilin ini dapat meningkatkan kinerja dari sensor tersebut. Sensitifitas dan perbedaan yang signifikan nampak pada hasil pengujian pada sensor ini.
200 400 600 -1000 -800 -600 -400 -200 0 D el ta F ( H z) Waktu (s) pH 9, Sapi 100 ppm pH 9, Sapi 200 ppm pH 9, Sapi 300 ppm pH 9, Sapi 400 ppm pH 9, Sapi 500 ppm Blanko 0 200 400 600 -100 -80 -60 -40 -20 0 20 40 D el ta F ( H z) Waktu (s) pH 9, Babi 100 ppm pH 9, Babi 200 ppm pH 9, Babi 300 ppm pH 9, Babi 400 ppm pH 9, Babi 500 ppm
Blanko

## V.  KESIMPULAN/RINGKASAN
Telah dilakukan pengujian dengan menggunakan sensor Quartz emas  dari  QCM  yang  telah  termodifikasi  polimer konduktif  polianilin  dan  senyawa  nanopartikel  Ni(OH) 2 untuk  mendeteksi  gelatin  sapi  dan  gelatin  babi.  Pengujian tersebut  dilakukan  dengan  menggunakan  variasi  konsentrasi dan variasi pH. Hasil dari pengujian tersebut, sensor Quartz emas  dari  QCM  yang  telah  termodifikasi polimer  konduktif dan  senyawa  nanopartikel  Ni(OH)2 ini  dapat  membedakan gelatin  sapi  dan  gelatin  babi  pada  pH  9.  Frekuensi  yang muncul pada pengujian tersebut untuk gelatin sapi pada -180 Hz dan untuk gelatin babi pada 40 Hz.

## DAFTAR PUSTAKA
[1] Aida, A.A., Che Man, Y.B., Wong C.M.V.L., Raha A.R., Son, R. (2005).  Analysis of Raw Meats and  Fats of Pigs Using Polymerase Chain Reaction for Halal Authentication. Meat Science , 69(1), 47–52.
[2] Budipramana,  Y.,  Ersam,  T.,  Suprapto,  Kurniawan,  F.
(2014).  Synthesis  Nickel  Hydroxide  by  Electrolysis  at High Voltage. ARPN_JEAS Vol.9 No.11.
[3] Hashim,  D.  M.,  Man,  Y.  B.  Che,  Norakasha,  R., Shuhaimi,  M.,  Salmah,  Y.,  Syahariza,  Z.  A.  (2010). Potential  use  of  Fourier  transform  infrared  spectroscopy for  differentiation  of  bovne  and  porcine  gelatins.
FoodChemistry, 118 , 856-860.
[4] Nemati, M., Oveisi, M. R., Abdollahi, H., dan Sabzevari, O.  (2004).  Differentiation  of  bovne  and  porcine  gelatins using principal component analysis.
Journal ofPharmaceutical and Biomedical Analysis, 34 , 139-143.
[5] Venien,  A.,  dan  Levieux,  D.  (2005).  Differentiation  of bovine and pocine gelatines using polyclonal anti-peptide antibodies in indirect and competitive indirect ELISA. Journal  of  Pharmaceutical  ad  Biomedical  Analysis,
39 ,418-424.
[6] Rafiee, B., dan Fakhari A., (2013). ―Electrocatalytic Oxidation and Determination of Insulin at Nickel Oxide Nanoparticles – Multiwalled Carbon Nanotube Modified Screen Printed  Electrode‖. Biosensors and Bioelectronics, 46: 130–135
[7] Raja,  M.  H.  R.  N.,  Yaakob,  C.  M.,  Amin,  I.  And Noorfaizan, A., 2011, Chemical and Functional Properties of  Bovine  and  Procine  Skin  Gelatin, International
FoodResearch journal , vol. 18, 2011, pp. 813-817
[8] SRS  (Stanford  Research  System).  (2011).  ―Operation  and Service  Manual  QCM  200  Quartz  Crystal  Microbalance Digital  Controller  and  QCM  25  5MHz  Crystal  Oscillator‖. California: Stanford Research System, Inc.
[9] J.  Homola,  (2003).  ―Present  and  Future  of  Surface Plasmon Resonance Biosensors‖. Anal Bioanal Chem , vol. 377, pp. 528-539.
[10] Wolf C. and  J.  Luthy,  (2001).  “Quantitavie  competitive (QC)  PCR  for  quantification  of  porcine  DNA”. MEAT SCl , 57(2), pp. 161-168
[11] Zhou, P. dan Regenstein, J. M. (2004). ―Oprimization of extraction  conditions  of  pollock  sin  gelatin‖. Journal ofFood Science , 69, C393-C398.