Deteksi gelatin sapi dan babi dengan nanosphere Au (Emas) dan Ag (Perak) berbasis localized surface plasmon resonance (LSPR) menggunakan metallic nanoparticles boundary element method (MNPBEM)

ABSTRAK:

Gelatin banyak digunakan dalam produk makanan dan berasal dari hewan seperti sapi dan babi, yang mana babi diharamkan dalam Islam. Penelitian ini bertujuan untuk mengembangkan metode deteksi halal-haram gelatin menggunakan sensor berbasis Localized Surface Plasmon Resonance (LSPR) dengan menganalisis perbedaan karakteristik optik antara gelatin sapi dan babi. Metode yang digunakan mencakup eksperimen dan komputasi, di mana eksperimen dilakukan dengan menguji indeks bias larutan gelatin sapi dan babi, sementara simulasi dilakukan menggunakan MNPBEM toolbox untuk menganalisis pergeseran panjang gelombang resonansi. Sebelum pengujian utama, dilakukan optimasi untuk menentukan material yang paling sensitif terhadap perubahan optik pada gelatin. Hasil menunjukkan bahwa perak (Ag) berukuran 100 nm adalah yang paling sensitif, serta terdapat perbedaan signifikan dalam karakteristik absorption cross-section dan scattering cross-section antara gelatin sapi dan babi. Kesimpulannya, sensor berbasis LSPR menggunakan MNPBEM toolbox secara numerik telah dapat membedakan karakteristik optis gelatin sapi dan babi, sehingga menjadi solusi dalam menentukan kehalalan suatu produk berbasis gelatin.

ABSTRACT:

Gelatine is often used in food products. It is derived from animals, such as cowsand pigs, which are forbidden in Islam. This research aims to develop halal and haramdetection methods using a Localized Surface Plasmon Resonance (LSPR)-based sensor byanalyzing the optical characteristic differences between bovine and porcine gelatines. Themethod includes both experiments and computation. The experiment tests the refractiveindex of bovine and porcine gelatine solutions. The simulation employs the MNPBEMtoolbox to analyze the resonance wavelength shift. Before the main testing, the researcheroptimizes the process to determine the most sensitive material for gelatine optical changes.The results indicate that a 100 nm silver (Ag) is the most sensitive. Additionally, the studyidentifies significant differences in absorption and scattering cross-sections between bovineand porcine gelatines. The research concludes that an LSPR-based sensor using theMNPBEM toolbox can numerically differentiate the optical characteristics of bovine andporcine gelatine. Therefore, it can help determine whether a gelatine-based product is halal.

مستخلص البحث:

ستخدم اجليالتني على نطاق واسع يف املنتجات الغذائية وأييت من مثل األبقار واخلنازير، واليت حيظراإلسالماخلنازير. هدف هذا البحث إىل تطوير طريقة للكشف عن اجليالتني احلالل-احلرام ابستخدام جهاز استشعار يعتمدعلى رنني البالزمون السطحي املوضعي(LSPR)من خالل حتليل االختالف يف اخلصائص البصرية بني اجليالتنيالبقري واخلنازير. تضمنت الطرق املستخدمة جتارب وحساابت ، حيث مت إجراء التجارب عن طريق اختبار معاملاالنكسار حمللول جيالتني البقر واخلنازير ، بينما مت إجراء عمليات احملاكاة ابستخدام صندوق أدواتMNPBEMلتحليل حتول الطول املوجي للرنني.قبل االختبار الرئيسي، مت إجراء التحسني لتحديد املادة األكثر حساسية للتغرياتالبصرية يف اجليالتني. أظهرت النتائج أن الفضة (Ag) اليت يبلغ مقدارها100اننومرت كانت األكثر حساسية،كانت هناك اختالفات معنوية يف خصائص املقطع العرضي لالمتصاص واملقطع العرضي لالستطارة بني اجليالتنيوالبقري واخلنزيري. يف اخلتام، متكنت أجهزة االستشعار القائمة علىLSPRابستخدام صندوق أدواتMNPBEMعدداي من التمييز بني اخلصائص البصرية للجيالتني البقري واخلنزيري، حبيث يكون حال يف حتديدحاللية املنتج من اجليالتني.