27
I. PENDAHULUAN Konsumsi gula dunia cenderung meningkat sejalan perkembangan populasi dan peningkatan taraf hidup terutama di negara-negara maju. Di lain pihak, dengan alasan kesehatan, konsumen berusaha mencari pemanis yang tidak menghasilkan kalori agar mereka tetap dapat menikmati rasa manis tanpa takut menjadi gemuk atau menimbulkan respon glikemik (peningkatan kadar gula darah). Industri pangan dan farmasi berlomba-lomba menciptakan pemanis-pemanis sintetik bebas kalori. Pemanis yang dihasilkan nantinya diharapkan dapat mengganti sukrosa (gula tebu), glukosa atau gula-gula lain yang berkalori tinggi, mendukung usaha konsumen untuk mengontrol berat badan, menekan kadar glukosa darah, mengurangi sedapat mungkin karies gigi yang diakibatkan konsumsi gula, akan tetapi tetap dapat menikmati rasa manis. Evaluasi terhadap pemanis buatan sebelum dilempar ke pasaran meliputi mutu sensorik (rasa manis, ada tidaknya rasa pahit, ada tidaknya bau), keamanan, pengaruhnya terhadap zat-zat lain dalam bahan pangan, stabilitas dalam proses dan pengolahan pangan. Tren terbaru, industri pangan mulai suka menggunakan kombinasi beberapa pemanis buatan sekaligus. 1

MAKALAH KIMIA PANGAN ASPARTAM

Embed Size (px)

Citation preview

Page 1: MAKALAH KIMIA PANGAN ASPARTAM

I. PENDAHULUAN

Konsumsi gula dunia cenderung meningkat sejalan perkembangan

populasi dan peningkatan taraf hidup terutama di negara-negara maju. Di lain

pihak, dengan alasan kesehatan, konsumen berusaha mencari pemanis yang tidak

menghasilkan kalori agar mereka tetap dapat menikmati rasa manis tanpa takut

menjadi gemuk atau menimbulkan respon glikemik (peningkatan kadar gula

darah). Industri pangan dan farmasi berlomba-lomba menciptakan pemanis-

pemanis sintetik bebas kalori. Pemanis yang dihasilkan nantinya diharapkan dapat

mengganti sukrosa (gula tebu), glukosa atau gula-gula lain yang berkalori tinggi,

mendukung usaha konsumen untuk mengontrol berat badan, menekan kadar

glukosa darah, mengurangi sedapat mungkin karies gigi yang diakibatkan

konsumsi gula, akan tetapi tetap dapat menikmati rasa manis.

Evaluasi terhadap pemanis buatan sebelum dilempar ke pasaran meliputi

mutu sensorik (rasa manis, ada tidaknya rasa pahit, ada tidaknya bau), keamanan,

pengaruhnya terhadap zat-zat lain dalam bahan pangan, stabilitas dalam proses

dan pengolahan pangan. Tren terbaru, industri pangan mulai suka menggunakan

kombinasi beberapa pemanis buatan sekaligus.

Industri pangan di Indonesia sudah lama mengenal pemanis buatan

sakarin, siklamat dan aspartam. Hanya dua yang pertama penggunaannya sangat

ketat, bahkan di negara-negara tertentu sudah dilarang. Sedangkan aspartam

banyak digunakan industri pangan Indonesia, khususnya untuk produk makanan

dan minuman diet.

Aspartam adalah bahan pemanis untuk diet yang terbuat dari senyawa

pembentuk protein. Di samping merupakan bahan pemanis rendah kalori,

aspartam juga memberikan rasa manis yang sangat menyerupai rasa manis gula.

Aspartam digunakan dalam produk-produk minuman ringan, kue, dan makanan

lainnya di lebih dari 100 negara. Namun, hingga saat ini tingkat keamanan

aspartam masih diperdebatkan.

1

Page 2: MAKALAH KIMIA PANGAN ASPARTAM

II. PEMBAHASAN

A. Sejarah Aspartam

Manusia selalu menginginkan makanan dengan rasa yang manis sejak

ribuan tahun yang lalu. Lukisan gua kuno di Arana Spanyol menunjukkan gambar

seorang laki-laki neolitikum mengambil madu dari sarang lebah liar. Dari situ

dapat diambil gambaran bahwa manusia purba juga menyukai rasa manis dari

makanan untuk menunjukkan makanan apa yang aman untuk dikonsumsi. Bahkan

timbul pemikiran bahwa keinginan untuk rasa manis merupakan pembawaan sifat

dari manusia. Namun sayangnya, beberapa makanan yang secara alami memiliki

rasa manis mengandung jumlah kalori dan karbohidrat yang besar. Oleh karena

itu, pemanis buatan dikembangkan untuk memperoleh rasa manis tanpa kalori.

Pemanis buatan juga memberikan nilai lebih dalam meningkatkan rasa pada obat-

obatan menjadi lebih baik, memberikan pertolongan pada penderita diabetes, dan

dapat menekan biaya dalam proses pembuatan makanan dan minuman tanpa gula

murni. Pemanis buatan yang ditemukan pertama kali adalah sakarin pada tahun

1879 dan telah digunakan dalam produk pasta gigi, obat kumur, dan permen karet

tanpa gula.

Rasa manis seperti gula dari aspartam ditemukan secara tidak sengaja pada

bulan Desember 1965 oleh James Schlatter, seorang ahli kimia berkebangsaan

Amerika yang bekerja pada G. D. Searle and Co. Pada saat itu ia sedang

mengerjakan suatu proyek untuk menemukan pengobatan yang terbaru untuk

penyakit tukak lambung. Untuk mencoba obat anti tukak lambung yang baru

Schlatter menggunakan tetrapeptida (empat asam amino) yang secara normal

diproduksi di dalam lambung. Schlatter mensintesis tetrapeptida ini di dalam

laboratorium dan salah satu tahap dalam pembuatannya adalah pembentukan suatu

dipeptida sebagai senyawa intermediet. Dipeptida yang dimaksud yaitu aspartil-

fenilalanin metil ester (Walters, 2001).

Dalam rangkaian kerjanya, secara tidak sengaja ada sejumlah kecil

senyawa yang menempel pada jari Shalatter dan ia tidak menyadarinya. Kemudian

2

Page 3: MAKALAH KIMIA PANGAN ASPARTAM

pada pagi hari ia menjilat jarinya untuk mengambil sebuah kertas timbang dan ia

mendapati rasa manis pada jarinya. Rasa penasarannya menggiring ia untuk

berpikir “Dari manakah rasa manis itu berasal?” Hal pertama yang terlintas di

benaknya adalah karena kue donat yang telah ia makan ketika istirahat minum

kopi. Tapi ia baru ingat kalau ia sebelumnya telah pergi ke kamar mandi dan

mencuci tangannya. Kemudian ia menyimpulkan kemungkinan yang menempel di

tangannya tadi adalah senyawa intermediet yang telah ia buat, yaitu aspartil-

fenilalanin metil ester.

Ia telah mengetahui jika asam aspartat dan fenilalanin, yang menyusun

senyawa ini, adalah asam amino alami yang ada di semua protein. Jadi ia merasa

aman-aman saja untuk mengonsumsi senyawaan itu. Schlatter dan rekan kerjanya,

Harman Lowrie, keduanya mencoba senyawaan itu dalam 10 ml kopi hitam, dan

mereka mendapatkan rasa manis yang sempurna tanpa adanya rasa pahit pada

bagian akhir. Kemudian mereka mencatatnya pada buku kerja laboratorium

Schlatter. Atasan Schlatter, Dr. Bob Mazur, meyakinkan nilai potensi yang cukup

tinggi dari penemuan ini kepada suatu perusahaan makanan. Dua puluh tahun

kemudian rasa keingintahuan Schlatter telah menghasilkan keuntungan kurang

lebih satu miliar tiap tahunnya. Merek pemanis buatan aspartam yang beredar

secara luas saat ini contohnya adalah Canderel, Equal, dan NutraSweet.

B. Kegunaan dan Sifat Aspartam

Aspartam adalah salah satu pemanis buatan. Aspartam 200 kali lebih

manis dengan konsentrasi yang sama dengan gula, tanpa nilai energi yang tinggi

seperti gula. Aspartam, seperti peptida lainnya, memiliki nilai kalori sebesar 4

kkal (17 kilo joule) per gram. Jumlah aspartam yang dibutuhkan untuk

menghasilkan rasa manis sangat kecil, sehingga nilai kontribusi kalori bisa

diabaikan. Hal itu menyebabkan aspartam menjadi pemanis buatan yang populer

bagi orang yang menghindari konsumsi kalori dari gula. Aspartam pada umumnya

digunakan sebagai pemanis alternatif pada produk makanan, minuman, dan

farmasi. Rasa manis aspartam tidak identik dengan gula, rasa manis aspartam

3

Page 4: MAKALAH KIMIA PANGAN ASPARTAM

terasa lebih lambat pada awalnya namun dapat bertahan lebih lama daripada gula.

Campuran aspartam dengan pemanis buatan asesulfam-K dapat memberikan rasa

manis yang lebih mirip gula murni, dan menjadi lebih manis dibandingkan

aspartam tunggal atau asesulfam-K tunggal. Adapun nilai maksimum Acceptable

Daily Intake (ADI) aspartam menurut Food and Drug Administration (FDA)

adalah sebesar 40 mg/kg berat badan.

Nama IUPAC : N-(L-α-Aspartil)-L-fenilalanin-1-metilester

Wujud : Serbuk kristal warna putih dan tidak berbau

Rumus Molekul : C14H18N2O5

Massa Molekul : 294,3 g/mol

Kerapatan : 1,347 g/cm3

Titik Leleh : 246-247 oC

Titik Didih : Terdekomposisi

Kelarutan dalam Air : Larut secara perlahan

Kelarutan : Sedikit larut dalam etanol

Seperti kebanyakan peptida, aspartam dapat terhidrolisis (terurai) menjadi

konstituen asam amino pada suhu atau pH yang tinggi. Hal ini yang menyebabkan

aspartam tidak bisa dipakai pada makanan yang dibakar/dipanggang dan juga

4

Gambar 1. Rumus Bangun Aspartam

Page 5: MAKALAH KIMIA PANGAN ASPARTAM

pada produk makanan atau minuman dengan pH yang tinggi karena tidak akan

bertahan lama. Daya tahan aspartam dalam panas dapat ditingkatkan dengan

mencampur atau membungkus aspartam dalam lemak atau maltodekstrin.

Kelarutan aspartam dalam air tergantung pada pH dan temperatur.

Kelarutan maksimum aspartam dalam air adalah pada pH 2,2 (20 mg/ml suhu

25oC) dan kelarutan minimum aspartam adalah pada pH 5,2 (13,5 mg/ml suhu

25oC). Aspartam sangat stabil dalam bentuk kering, yaitu pada suhu 25oC

aspartam tidak akan terdekomposisi. Pada pemanasan dengan suhu 105oC selama

100 jam jumlah aspartam berkurang sebanyak 5%. Sedangkan pada pemanasan

dengan suhu 120oC selama 80 jam jumlah aspartam berkurang sebanyak 50%.

Dalam bentuk larutan, aspartam paling stabil pada pH 4,3 dengan daya

tahan selama 300 hari pada suhu ruang. Kestabilan aspartam masih dikatakan baik

pada kisaran pH 3 – 5. Apabila disimpan pada suhu sekitar 30oC – 80oC aspartam

akan langsung terdegradasi menjadi diketopiperazin. Pada pH dibawah 3,4

dipeptida pada aspartam akan terhdrolisis, sedangkan pada pH di atas 5 siklisasi

terjadi dengan terbentuknya senyawa diketopiperazin. Kedua kasus tersebut dapat

menyebabkan penurunan daya manis aspartam (Wahlen, 1996).

5

Gambar 2. Penguraian aspartam

Page 6: MAKALAH KIMIA PANGAN ASPARTAM

Aspartam dalam bentuk larutannya dengan air dapat terionisasi menjadi

dua senyawa, dimana kedua senyawa tersebut merupakan residu aspartat dengan

nilai titik iso-elektrik sebesar 5,2.

Dalam makanan dengan kandungan air yang rendah stabilitas maksimum

berada pada pH 5,0. Pada pH 7,0 daya tahan aspartam hanya beberapa hari.

Kebanyakan minuman ringan memiliki pH 3-5 dimana aspartam stabil pada

kisaran pH tersebut. Dalam produk yang membutuhkan daya tahan yang lama

seperti sirup aspartam biasanya dicampur dengan pemanis yang stabil, contohnya

sakarin. Dalam produk berupa minuman serbuk, amina dalam aspartam dapat

mengalami reaksi Maillard dengan kelompok aldehida yang ada dalam senyawa

pemberi aroma minuman. Hal ini dapat menyebabkan penurunan rasa manis dan

aroma dari produk tersebut. Namun hal tersebut dapat diatasi dengan melindungi

aldehida dengan suatu asetal.

C. Pembuatan Aspartam

1. Bahan Baku

Aspartam pada umumnya dibuat dari suatu senyawa yang disebut asam

amino. Asam amino adalah suatu senyawa kimia yang biasa digunakan oleh

tanaman dan hewan untuk membentuk protein yang sangat penting bagi

kehidupan. Dari 20 macam asam amino alami, dua dari asam amino tersebut,

asam aspartat dan fenilalanin digunakan dalam pembuatan aspartam

(Romanowski, 2010).

Semua asam amino memiliki beberapa karakteristik yang umum. Asam

amino tersusun dari gugus amina, gugus karboksil, dan suatu rantai samping.

6

Gambar 3. Ionisasi Aspartam

Page 7: MAKALAH KIMIA PANGAN ASPARTAM

Hal yang membedakan sifat asam amino yang satu dengan asam amino yang

lainnya adalah terletak pada rantai sampingnya. Karakeristik lain dari asam

amino adalah kemampuan untuk membentuk konfigurasi molekul yang

berbeda yang biasa disebut dengan isomer. Isomer ini ditandai dengan huruf

L dan D. Aspartam hanya terbuat dari isomer L, L. Tidak ada kombinasi

isomer yang lain yang dapat memberikan rasa manis. Rasa manis pada

aspartam tidak dapat diprediksi dari senyawa pembentuknya. L-asam aspartat

mempunyai rasa yang datar dan L-fenilalanin mempunyai rasa yang pahit.

Namun walaupun begitu, ketika dua senyawa tersebut secara kimia digabung

dan dengan sedikit modifikasi pada L-fenilalanin, rasa manis dapat diperoleh.

Asam aspartat adalah satu dari asam amino yang memiliki rantai

samping yang bermuatan. Rantai samping yang bermuatan pada asam aspartat

adalah –CH2-COOH. Ketika berada dalam air, gugus ini akan terionisasi dan

menjadi bermuatan negatif. Fenilalanin mempunyai gugus non-polar, rantai

samping hidrofobik yang tidak dapat larut dalam air. Yaitu gugus fenil yang

terikat pada rantai utama asam amino melalui gugus –CH2. Sebelum sintesis

aspartam dilkukan, fenilalanin direaksikan dengan metanol. Reaksi ini

menambah gugus metil pada fenilalanin dengan molekul oksigen sebagai

penghubung, sehingga senyawa tersebut dikonversi menjadi suatu metil ester.

Metanol yang digunakan pada sintesis ini memiliki struktur kimia CH3OH.

Metanol adalah bahan kimia yang umum dan digunakan secara luas oleh ahli

kimia organik untuk berbagai macam sintesis kimia.

2. Proses Produksi

Walaupun komponen aspartam yaitu asam aspartat, fenilalanin, dan

metanol terdapat di alam, namun aspartam itu sendiri tidak terbentuk secara

alami. Oleh karena itu, aspartam harus diproduksi melalui beberapa proses.

Aspartam dapat dibuat melalui proses fermentasi, sintesis, dan pemurnian

(Romanowski, 2010).

7

Page 8: MAKALAH KIMIA PANGAN ASPARTAM

a. Fermentasi

Fermentasi secara langsung dapat menghasilkan asam amino yang

diperlukan dalam proses pembuatan aspartam. Dalam proses ini diperlukan

bakteri spesifik penghasil asam amino dalam jumlah yang besar. Setelah

melalui serangkaian proses selama tiga hari, asam amino dipanen dan bakteri

dimusnahkan. Urutan kerjanya adalah sebagai berikut:

Untuk memulai proses fermentasi, sampel yang berasal dari biakan murni

bakteri diletakkan dalam sebuah tabung reaksi yang berisi nutrisi yang

dibutuhkan untuk pertumbuhan bakteri. Setelah inokulasi awal ini, bakteri

mulai dikembangbiakkan. Ketika populasinya sudah cukup banyak,

bakteri tersebut dipndahkan ke dalam tangki bibit. Spesies bakteri yang

digunakan untuk membuat L-asam apartat dan L-fenilalanin secara

berturut-turut adalah B. flavum dan C. glutamicum.

Tangki bibit menyediakan kondisi lingkungan yang ideal untuk

pertumbuhan bakteri yang lebih banyak. Tangki bibit tersebut diisi dengan

bahan-bahan yang dapat membuat bakteri tumbuh subur, yaitu air hangat

dan karbohidrat seperti gula tebu, glukosa, atau sukrosa. Dalam tangki

juga diisi dengan sumber karbon seperti asam asetat, alkohol atau

hidrokarbon, dan sumber nitrogen seperti amonia cair atau urea. Bahan-

bahan tersebut dibutuhkan oleh bakteri untuk mensintesis asam amino

yang diinginkan dalam jumlah yang besar. Selain bahan-bahan utama

tersebut dibutuhkan juga vitamin, asam amino, dan nutrien lain dalam

jumlah yang kecil. Tangki bibit dilengkapi dengan sebuah mixer, yang

dapat mempertahankan madia pertumbuhan agar tetap bergerak, dan

sebuah pompa untuk memberikan udara yang bersih. Ketika jumlah

bakteri sudah cukup banyak, isi dari tangki bibit dipompa/dipindahkan ke

dalam tangki fermentasi.

Tangki fermentasi pada dasarnya adalah tangki bibit dalam bentuk yang

lebih besar. Tangki ini juga diisi dengan media pertumbuhan yang sama

dengan tangki bibit dan juga menyediakan lingkungan yang sempurna

8

Page 9: MAKALAH KIMIA PANGAN ASPARTAM

untuk pertumbuhan bakteri. Disini bakteri dibiarkan tumbuh dan

menghasilkan asam amino dalam jumlah besar. Larutan amonia

ditambahkan ke dalam tangki jika diperlukan, karena kontrol pH

merupakan bagian yang vital untuk pertumbuhan bakteri.

Ketika telah dihasilkan asam amino dalam jumlah yang cukup, isi dari

tangki fermentasi dikeluarkan sehingga proses isolasi dapat dimulai.

Proses ini dimulai dengan menggunakan pemisah sentrifugal, yang dapat

mengisolasi bakteri penghasil asam amino dalam jumlah besar. Asam

amino yang diinginkan kemudian dipisahkan dan dimurnikan dengan

menggunakan kolom penukar ion. Dari kolom ini, asam amino dipompa ke

dalam sebuah tangki kristalisasi kemudian ke dalam suatu pemisah kristal.

Asam amino tersebut kemudian dikeringkan dan disiapkan untuk proses

pembuatan aspartam selanjutnya.

b. Sintesis

Aspartam dapat dibuat melalui jalur sintesis kimia yang bervariasi.

Secara umum, aspartam dapat dibuat dengan mereaksikan fenilalanin dengan

asam aspartat dimana keduanya telah mengalami sedikit modifikasi. Adapun

langkah-langkahnya adalah sebagai berikut:

Asam amino yang dihasilkan dari proses fermentasi dimodifikasi terlebih

dahulu untuk menghasilkan aspartam. Fenilalanin direaksikan dengan

metanol menghasilkan suatu senyawa yang bernama L-fenilalanin metil

ester. Asam aspartat direaksikan dengan gugus benzil untuk melindungi

gugus karboksilat pada rantai samping sehingga reaksi pembuatan

aspartam hanya terjadi pada bagian yang spesifik.

Setelah dilakukan dimodifikasi, kedua asam amino tersebut dipompa ke

dalam tangki reaktor dan dicampur dalam suhu ruang selama 24 jam. Suhu

kemudian ditingkatkan menjadi 65 oC dan dipertahankan selama 24 jam.

Reaksi ini kemudian didinginkan hingga suhu ruang. Campuran ini

kemudian dilarutkan dengan pelarut yang sesuai dan didinginkan hingga

suhu -18 oC, proses ini menyebabkan terjadinya kristalisasi. Kristal yang

9

Page 10: MAKALAH KIMIA PANGAN ASPARTAM

terbentuk kemudian diisolasi melalui penyaringan dan pengeringan.

Kristal ini merupakan bentuk intermediet dari aspartam yang masih

membutuhkan modifikasi selanjutnya.

Bentuk intermediet ini kemudian diubah menjadi aspartam dengan cara

mereaksikannya dengan asam asetat. Reaksi ini berlangsung dalam suatu

tangki yang besar berisi larutan asam asetat, logam paladium sebagai

katalis, dan hidrogen. Campuran antara bentuk intermediet dan pereaksi

ini dibiarkan bereaksi delama 12 jam.

c. Pemurnian

Tahap terakhir dari pembuatan aspartam adalah pemurnian. Katalis

logam dipisahkan melalui penyaringan, dan pelarut didestilasi meninggalkan

residu padat. Residu ini dimurnikan dengan melarutkannya dalam larutan

etanol dan direkristalisasi. Kristal ini disaring dan dikeringkan untuk

menghasilkan produk akhir, yaitu aspartam.

Secara ringkas, reaksi yang terjadi pada proses pembuatan aspartam

ditunjukkan dalam gambar berikut ini (Ophardt, 2003):

10Gambar 4. Sintesis Ester Fenilalanin

dalam Pembuatan Aspartam

Page 11: MAKALAH KIMIA PANGAN ASPARTAM

D. Metabolisme Aspartam dan Fenilketonuria

Aspartam dimetabolisme dalam tubuh menjadi komponen-komponen

penyusunnya, yaitu asam aspartat, fenilalanin, dan metanol. Asam aspartat

(disebut juga aspartat) adalah asam amino alami yang berperan sebagai komponen

penyusun protein. Asam aspartat diklasifikasikan sebagai asam amino non-

esensial, yang mengandung arti bahwa manusia tidak membutuhkan asupan asam

amino tersebut dari luar atau dari makanan karena tubuh manusia sendiri sudah

dapat membuatnya. Asam aspartat sangat penting dalam proses sintesis DNA

baru, sintesis urea, dan sebagai neuro-transmiter dalam otak.

11

Gambar 5. Pembentukan Ikatan Amida dalam Pembuatan Aspartam

Page 12: MAKALAH KIMIA PANGAN ASPARTAM

Metabolisme asam aspartat dalam tubuh diatur dengan baik. Jika tubuh

memerlukan lebih asam aspartat, maka asam aspartat akan disintesis lebih banyak

menggunakan oksaloasetat dari siklus asam trikarboksilat (Siklus Krebs) dalam

metabolisme energi. Jika tubuh mempunyai asupan asam aspartat yang lebih maka

kelebihan asam aspartat tersebut akan dikonversikan menjadi fumarat. Kemudian

fumarat ini masuk ke dalam siklus asam trikarboksilat dan menghasilkan energi.

Metanol secara umum biasa ditemukan dalam makanan. Tabel di bawah

ini menunjukkan jumlah metanol yang bisa kita dapatkan dari sekaleng minuman

ringan diet, dibandingkan dengan jumlah metanol yang ditemukan dalam jus

buah-buahan dalam volume yang sama.

Tabel 1. Kandungan Metanol dalam Beberapa Jenis Minuman

Minuman Ringan Diet (Kaleng 12 Oz) 0,024 gram

Jus Jeruk 0,018 gram

Jus Apel 0,021 gram

Jus Anggur 0,046 gram

Jus Tomat 0,085 gram

(Sumber: Walters, 2001)

Metanol dikenal secara umum bersifat racun dalam jumlah yang besar.

Jumlah yang besar tersebut mengandung arti puluhan atau ratusan gram. Hati kita

masih dapat memetabolisme dan mengekskresikan metanol dalam jumlah yang

wajar seperti yang terdapat dalam tabel. Apabila kita meminum metanol hingga

mabuk, maka hati kita akan bekerja sangat berat sehingga dapat menyebabkan

masalah yang serius bahkan dapat menyebabkan kematian.

Fenilalanin adalah salah satu dari asam amino esensial, yang berarti

manusia harus mendapatkannya dari diet (makanan) mereka. Fenilalanin

merupakan bahan baku dalam sintesis tirosin dan beberapa neuro-transmiter.

Kelebihan fenilalanin akan dipecah menjadi fumarat dan asetoasetat, keduanya

adalah bagian dari metabolisme energi yang normal.

12

Page 13: MAKALAH KIMIA PANGAN ASPARTAM

Manusia yang kekurangan enzim untuk mengkonversi fenilalanin menjadi

tirosin tidak dapat memetabolisme fenilalanin secara alami. Kondisi ini

dinamakan fenilketonuria, karena pada penderita fenilketonuria kelebihan

fenilalanin malah dikonversi menjadi fenilketon yang muncul dalam urin. Jika

kondisi ini tidak terdeteksi dan diberi perawatan khusus dapat menyebabkan

keterbelakangan mental. Penyakit ini merupkan penyakit genetik. Penderita

Fenilketonuria pada umumnya diturunkan dari kedua orang tuanya, tidak hanya

salah satu atau berasal dari gen homozigot. Orang yang memiliki kerusakan

genetik ini harus memantau asupan fenilalanin dalam makanannya. Karena alasan

ini, maka produk yang mengandung aspartam harus diberi label informasi berupa:

“Fenilketonuria: Mengandung Fenilalanin”.

E. Kontroversi Keamanan Aspartam

Tidak peduli seberapa banyak seseorang mengkonsumsi aspartam, setelah

dikonsumsi, aspartam akan diabsorbsi ke dalam tubuh. Aspartam akan dipecah

menjadi metanol, asam aspartat, dan fenilalanin. Walaupun semua senyawa

tersebut secara alami terdapat dalam tubuh, masing-masing senyawa tersebut

dapat menyebabkan bahaya apabila dikonsumsi secara terpisah dalam dosis yang

besar. Oleh karena metabolit aspartam, bukan aspartamnya sendiri, dapat

menimbulkan bahaya maka banyak dilakukan studi keamanan aspartam. Studi

tersebut mempelajari bagaimana aspartam dapat memberikan efek terhadap

tingkatan metanol, asam aspartat, dan fenilalanin dalam tubuh. Adapun efek-efek

yang dapat terjadi dijelaskan sebagai berikut:

1. Efek Metanol

Sekitar 10% dari bobot aspartam yang dikonsumsi dilepaskan atau

dipecah sebagai metanol. Dalam tubuh, metanol diubah menjadi formaldehida

dan format. Format dalam tubuh dapat menyebabkan kebutaan dan asidosis

metabolik (Tephly dan McMartin dalam Wahlen, 1998), sedangkan metanol

bersifat racun bagi manusia apabila dikonsumsi dalam jumlah yang banyak.

Supaya tubuh dapat mengakumulasi jumlah format yang signifikan, maka

13

Page 14: MAKALAH KIMIA PANGAN ASPARTAM

seseorang harus mengkonsumsi 200-500 mg metanol/kg berat badan dan

jumlah tersebut setara dengan meminum 600-1700 kaleng minuman ringan

diet sekaligus.

Para peneliti telah melakukan studi untuk mengetahui apakah jumlah

metanol dalam darah meningkat secara signifikan apabila manusia

mengkonsumsi aspartam. Dalam suatu penelitian, subjek yang diberikan

asupan aspartam sebanyak 34 mg/kg berat badan tidak mengalami kenaikan

jumlah metanol dalam darah yang signifikan (Filer dan Stegink dalam

Wahlen, 1998). Penelitian yang lain menunjukkan kandungan metanol dalam

darah tidak meningkat walaupun subjek telah mengkonsumsi aspartam

sebanyak 200 mg/kg berat badan. Dalam studi jangka panjang, para peneliti

menemukan bahwa apabila manusia mengkonsumsi aspartam maka produksi

format masih dapat diseimbangkan melalui ekskresi. Jadi, jumlah format

dalam darah tidak berubah.

Indikasi lain yang menunjukkan bahwa manusia dapat mengkonsumsi

aspartam dengan aman adalah aspartam mengandung jumlah metanol yang

lebih sedikit dibandingkan dengan makanan alami. Sebagai contoh, jus buah-

buahan mengandung metanol rata-rata sebanyak 140 mg/l, namun aspartam

hanya mengandung metanol sebanyak 56 mg/l (Kretchmer dan Hollenbeck

dalam Wahlen, 1998). Sesuai dengan data ini metanol dalam aspartam tidak

menimbulkan bahaya bagi tubuh.

2. Efek Asam Aspartat

Dalam aspartam mengandung kurang lebih 40% asam aspartat

berdasarkan bobot. Asam aspartat berfungsi sebagai neuro-transmiter dalam

sistem saraf pusat. Namun, dalam dosis yang besar asam aspartat dapat

menyebabkan kerusakan otak. Di bawah kondisi yang normal, asam aspartat

tidak menyebabkan bahaya bagi manusia karena asam aspartat dapat

dikeluarkan dari otak melalui selaput otak. Namun, dalam dosis yang tinggi

asam aspartat dapat menembus selaput otak dan menyebabkan kerusakan

otak.

14

Page 15: MAKALAH KIMIA PANGAN ASPARTAM

Karakter ini tidak hanya ditunjukkan oleh asam aspartat, tapi oleh asam

amino yang lain yaitu glutamat. Glutamat biasa ditemukan dalam

monosodium glutamat (MSG) dimana MSG merupakan zat tambahan

makanan yang umum digunakan. Karena manusia yang mengkonsumsi asam

aspartat dalam aspartam seperti mengkonsumsi glutamat dalam MSG, maka

para peneliti melakukan studi tentang tingkatan dosis asam aspartat dan efek

sinergisnya dengan MSG.

Dalam suatu studi mengenai asam aspartat dan glutamat, manusia yang

diberi asupan aspartam kira-kira 200 mg/kg berat badan memiliki kombinasi

jumlah asam aspartat dan glutamat dalam darah paling tinggi sebesar 7

mM/100 ml (Stegink dkk dalam Wahlen, 1998). Jumlah ini hanya 1/20 dari

jumlah yang dibutuhkan untuk menyebabkan kerusakan otak pada tikus

Kretchmer dan Hollenbeck dalam Wahlen, 1998). Sesuai dengan data ini

manusia yang mengkonsumsi aspartam tidak perlu khawatir akan bahaya

yang ditimbulkan oleh kombinasi jumlah asam aspartat dan glutamat dalam

tubuh.

3. Efek Fenilalanin

Sebanyak kurang lebih 50% dari aspartam terdiri dari fenilalanin.

Senyawa kimia ini dapat menyebabkan kerusakan dan disfungsi otak bagi

manusia yang memiliki penyakit genetik fenilketonuria. Aspartam juga

diduga dapat memberikan efek yang membahayakan bagi orang yang

memiliki fenilketonuria heterozigot, yaitu gen fenilketonuria hanya berasal

dari salah satu orang tua saja. Dalam suatu percobaan, 12 orang normal (6

pria, 6 wanita) dan 8 wanita fenilketonuria heterozigot diberi asupan aspartam

sebanyak 34 mg/kg berat badan dalam suatu sajian setelah melakukan puasa.

Jumlah fenilalanin dalam darah fenilketonuria heterozigot hanya 5 μM/100

ml lebih tinggi dari yang normal. Berdasarkan hasil penelitian ini,

penambahan konsentrasi yang kecil fenilalanin dalam darah pada

fenilketonuria heterozigot tidak memberikan efek yang membahayakan.

15

Page 16: MAKALAH KIMIA PANGAN ASPARTAM

Pada awal kemunculan aspartam, FDA tidak mengizinkan peredaran

aspartam dikarenakan aspartam pada saat itu diberitakan dapat menimbulkan

kanker. Setelah diadakan penelitian lebih lanjut, pada tahun 1996 FDA

mencabut semua larangan penggunaan aspartam dan mengizinkan aspartam

untuk digunakan pada semua jenis makanan. Namun walaupun begitu, sampai

sekarang masih ramai diperdebatkan tentang keamanan aspartam. Hal ini

disebabkan oleh efek-efek yang mungkin ditimbulkan oleh aspartam seperti

yang telah dijelaskan di atas.

16

Page 17: MAKALAH KIMIA PANGAN ASPARTAM

III. KESIMPULAN

Aspartam adalah bahan pemanis untuk diet yang terbuat dari fenilalanin,

aspartam, dan metanol. Aspartam 200 kali lebih manis dengan konsentrasi yang

sama dengan gula, tanpa nilai energi yang tinggi seperti gula. Rasa manis seperti

gula dari aspartam ditemukan secara tidak sengaja pada bulan Desember 1965

oleh James Schlatter, seorang ahli kimia berkebangsaan Amerika yang bekerja

pada G. D. Searle and Co. Pada saat itu ia sedang mengerjakan suatu proyek

untuk menemukan pengobatan yang terbaru untuk penyakit tukak lambung.

Aspartam apling stabil dalam keadaan kering, namun tidak tahan terhadap

panas. Dalam bentuk larutan, aspartam stabil pada kisaran pH 3-5 dalam suhu

ruang. Aspartam dimetabolisme dalam tubuh menjadi komponen-komponen

penyusunnya, yaitu asam aspartat, fenilalanin, dan metanol. Menurut FDA jumlah

konsumsi aspartam per hari maksimal 40 mg/kg berat badan. Tahun 1996 FDA

mengizinkan penggunaan aspartam untuk berbagai jenis makanan dan minuman,

namun sampai saat ini kontroversi mengenai tingkat keamanan aspartam masih

diperdebatkan oleh para ilmuwan.

17

Page 18: MAKALAH KIMIA PANGAN ASPARTAM

DAFTAR PUSTAKA

Anonimus. 2009. Aspartame. http:// en.wikipedia.org/wiki/Aspartame (diakses

tanggal 15 Maret 2010).

Anonimus. 2010. Aspartame Controversy. http:// en.wikipedia.org/wiki/

Aspartame_controversy (diakses tanggal 15 Maret 2010).

Anonimus. 2010. Drug Information of Aspartame. http://www.

medic8.com/medicines/Aspartame.html (diakses tanggal 5 Mei 2010).

Anonimus. 2002. Scientific Facts of Aspartame. http://www.greenfacts.org

/en/index/aspartame-1.htm (diakses tanggal 16 Maret 2010).

Iskandar, Silvia. 2003. Si Manis yang Bermasalah.

http://www.chem-is-try.org/artikel_kimia/berita/si_manis_yang_bermasala

h/ (diakses tanggal 16 Maret 2010).

Ophardt, Charles E. 2003. Aspartame. http://www.elmhurst.edu/%7

Echm/vchembook/549aspartame.html (diakses tanggal 12 Maret 2010).

Romanowski, Perry. 2010. Aspartame: How Products Are Made.

http://www.enotes.com/aspartame-how-poducts-are-made.htm (diakses

tanggal 16 Maret 2010).

Wahlen, Jeanne. 1998. Health Effects of the Artificial Sweetener Aspartame.

Undergraduate Engineering Review 1998 Edition. USA: The College of

Engineering University of Wisconsin-Madison.

Walters, D. Eric. 2001. Aspartame: A Sweet Tasting Dipeptide.

http://www.chm.bris.ac.uk/motm/aspartame/aspartameh.html (diakses

tanggal 5 Mei 2010).

Widodo, Richardus. 2008. Mengenal Pemanis Buatan Mutakhir. http://

www.untag-sby.ac.id/index.php?mod=berita&id=128 (diakses tanggal 16

Maret 2010).

Winarno, F. G. 1997. Kimia Pangan dan Gizi. Jakarta: PT. Gramedia Pustaka

Utama.

18