Deteksi Pemalsuan Minyak Zaitun Menggunakan Spektroskopi FTIR dengan Metode Kemometrika PCA-SVM
Abstract
Abstract. The issue of extra virgin olive oil adulteration in Europe in November 2023 has negatively impacted consumer safety and trust in the product. To address this problem, a study was conducted to detect adulteration using Fourier Transform Infrared (FTIR) spectroscopy combined with chemometrics Principal Component Analysis (PCA) and Support Vector Machine (SVM). FTIR is a spectroscopic technique that analyzes functional groups and molecular structures by examining the interaction of molecules with infrared radiation. PCA was employed to reduce the dimensionality and visualize the FTIR spectral data. SVM was used to classify the samples into their appropriate categories. The data used in this study was secondary, namely olive oil, pork oil, and their mixtures, which were tested using FTIR spectroscopy. The results indicated that the PCA-SVM multiclass one-against-one, using a polynomial kernel with a cost of 0.1, gamma of 0.01, and degree of 4, successfully detected olive oil adulteration with an average accuracy of 91.11%. The combination of FTIR spectroscopy with PCA-SVM chemometrics is effective in detecting olive oil adulteration. This research is expected to help combat olive oil adulteration, thereby protecting consumer safety and restoring trust in the product.
Abstrak. Isu pemalsuan minyak zaitun ekstra virgin yang terjadi di Eropa pada November 2023 menimbulkan dampak negatif terhadap keamanan dan kepercayaan konsumen pada produk. Dalam upaya mengatasi masalah ini, dilakukan penelitian untuk mendeteksi pemalsuan tersebut menggunakan metode spektroskopi Fourier Transform Infra Red (FTIR) dengan kemometrika Principal Component Analysis (PCA) dan Support Vector Machine (SVM). FTIR adalah teknik spektroskopi yang memanfaatkan interaksi molekul dengan radiasi inframerah untuk menganalisis gugus fungsi dan struktur kimia molekul. Metode PCA digunakan untuk mengurangi dimensi dan visualisasi data spektra FTIR. Metode SVM digunakan untuk mengklasifikasikan sampel ke dalam kategori yang tepat. Data yang digunakan dalam penelitian ini adalah data sekunder, yaitu minyak zaitun, minyak babi, dan campurannya yang diuji menggunakan alat spektroskopi FTIR. Hasil penelitian menunjukkan bahwa metode PCA-SVM multiclass one agains one menggunakan kernel polinomial dengan parameter cost sebesar 0,1, gamma sebesar 0,01, dan degree sebesar 4 berhasil mendeteksi pemalsuan minyak zaitun dengan rata-rata akurasi 91,11%. Metode spektroskopi FTIR yang digabungkan dengan kemometrika PCA-SVM ini efektif untuk mendeteksi pemalsuan minyak zaitun. Dengan adanya penelitian ini, diharapkan dapat membantu mengatasi masalah pemalsuan produk minyak zaitun guna melindungi keamanan konsumen dan memulihkan kepercayaan terhadap produk.
References
Andayani, R., Kesumaningrum, D., Nisa, T., Husni, E., Suryati, S., Syofyan, S., & Dachriyanus, D. (2023). Analisis Rendang Daging Sapi dan Daging Babi Hutan Menggunakan Metode Spektroskopi FTIR Kombinasi Kemometrik untuk Autentikasi Halal. Jurnal Sains Farmasi & Klinis, 10(1), 78. https://doi.org/10.25077/jsfk.10.1.78-88.2023
Deisenroth, M. P., Faisal, A. A., & Ong, C. S. (2020). Mathematics for Machine Learning. In Cambridge University Press. Cambridge University Press.
Europol. (2023). 11 olive oil counterfeiters arrested following Operation OPSON. European Union Agency for Law Enforcement Cooperation. https://www.europol.europa.eu/media-press/newsroom/news/11-olive-oil-counterfeiters-arrested-following-operation-opson
Fatmawati, & Rifai, N. A. K. (2023). Klasifikasi Penyakit Diabetes Retinopati Menggunakan Support Vector Machine dengan Algoritma Grid Search Cross-validation. Jurnal Riset Statistika, 79–86. https://doi.org/10.29313/jrs.v3i1.1945
Foody, G. M., & Mathur, A. (2006). The use of small training sets containing mixed pixels for accurate hard image classification: Training on mixed spectral responses for classification by a SVM. Remote Sensing of Environment, 103(2), 179–189. https://doi.org/10.1016/j.rse.2006.04.001
Hayati, R., Munawar, A. A., Lukitaningsih, E., Earlia, N., Karma, T., & Idroes, R. (2023). Combination of PCA with LDA and SVM classifiers: A model for determining the geographical origin of coconut in the coastal plantation, Aceh Province, Indonesia. Case Studies in Chemical and Environmental Engineering, 100552. https://doi.org/10.1016/j.cscee.2023.100552
Heryadi, Y., & Wahyono, T. (2020). Machine Learning (Konsep dan Implementasi). Gava Media.
Marengo, E., & Robotti, E. (2016). 2-D PAGE Map Analysis Methods and Protocols Methods in Molecular Biology 1384. Springer Science+Business Media LLC. http://www.springer.com/series/7651
Maritha, V., Harlina, P. W., Musfiroh, I., Gazzali, A. M., & Muchtaridi, M. (2022). The Application of Chemometrics in Metabolomic and Lipidomic Analysis Data Presentation for Halal Authentication of Meat Products. In Molecules (Vol. 27, Issue 21). MDPI. https://doi.org/10.3390/molecules27217571
Munir, F., Musharraf, S. G., Sherazi, S. T. H., Malik, M. I., & Bhanger, M. I. (2019). Detection of lard contamination in five different edible oils by FT-IR spectroscopy using a partial least squares calibration model. Turkish Journal of Chemistry, 43(4), 1098–1108. https://doi.org/10.3906/kim-1902-17
Primartha, R. (2021). Algoritma Machine Learning. Informatika.
Rencher, A. C. (2002). Methods of multivariate analysis. John Wiley & Sons, Inc.
Rismawati, S. N. (2018). Analisis Kemometrik Menggunakan PCA (Principal Component Anaysis) dan LDA (Linear Discriminant Analysis) Pada Sampel Minyak Babi dan Minyak Zaitun Berbasis Data FTIR. Universitas Islam Negeri Malang.
Rohman, A. (2014). Spektroskopi Inframerah dan Kemometrika untuk Analisis Farmasi. Pustaka Pelajar.
Salnuddin, Susanto, A. N., & Bemba, J. (2024). Perbandingan Penggunaan Model Regresi Linear dan Nonlinear dalam Mendeterminasi Daya Simpan Panas (DSP) Gerabah Pengembangan. Statistika, 24(1), 65–74. https://doi.org/10.29313/statistika.v24i1.3466
Suyanto. (2022). Machine Learning Tingkat Dasar dan Lanjut. Informatika.
Widyaningsih, Y., Rahmawati, A., & Soemartojo, S. M. (2024). Analisis Variabel-Variabel yang Menjelaskan Tingkat Prokrastinasi Akademik pada Mahasiswa FMIPA Universitas XYZ. Statistika, 24(1), 31–39. https://doi.org/10.29313/statistika.v24i1.3054