MAKALAH KIMIA PANGAN ASPARTAM

Embed Size (px)

Text of 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 pemanispemanis 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

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 obatobatan 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.

2

Kemudian 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

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.

Gambar 1. Rumus Bangun Aspartam

Nama IUPAC Wujud Rumus Molekul Massa Molekul Kerapatan Titik Leleh Titik Didih

: N-(L--Aspartil)-L-fenilalanin-1-metilester : Serbuk kristal warna putih dan tidak berbau : C14H18N2O5 : 294,3 g/mol : 1,347 g/cm3 : 246-247 oC : 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

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).

5Gambar 2. Penguraian 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.

Gambar 3. Ionisasi Aspartam

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

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 isom