EVALUASI KINETIK ISOTERMAL PADA PEMANIS

EVALUASI KINETIK ISOTERMAL PADA PEMANIS
Pemanis merupakan salah satu zat tambahan dalam makanan yang memberikan rasa manis. Salah satunya adalah aspartame. Pada makanan, faktor kinetik, yaitu suhu dan waktu, sangat penting karena faktor tesebut dapat menimbulkan dekomposisi dari komponen yang dapat menghasilkan senyawa baru. Oleh karena itu,pada jurnal ini akan dipelajari kinetic dekomposisi termal dengan isothermal metode.Untuk eksperimen, digunakan Thermogravimetry(TG) dan tinjauan kinetic. Pada Thermogravimetry digunakan kurva TG dinamik yang diperoleh dari profil TG dinamik.Sedangkan untuk tinjauan kinetik, digunakan metode isothermal yang didasari hukum Archenius (untuk menentukan mekanisme reaksi dan parameter kinetic dari dekomposisi termal pada sampel).
Profil TG aspartame hemihydrate terdiri dari 5 tahapan:
1. tahap pertama pada 30-82C
2. tahap kedua terjadi pada 82-157C di mana terjadi dehidrasi aspartame yang menyebabkan 0.77-1.97% massa hilang.
3. Tahap ketiga 187-218C terjadi dekomposisi aspartame secara stokiometrik melalui pembentukan methanol dengan kehilangan massa sebesar 10.55%
4. Tahap keempat 219-500C terjadi dekomposisi asam 5-benzyl-3,6-dioxopiperazineacetic ( produk yang dihasilkan dari degradasi thermal aspartame) dan menyebaabkan hilangnya massa sebesar 55.06%.
5. Tahap kelima, dekomposisi 5-benzyl causting pada rentang suhu 500-716C, massa yang hilang sebesar 30.44%.
Sementara itu profil dekomposisi termal dari α–lactose-monohydrate terdiri dari 4 tahap yaitu:
1. Tahap pertama, pada suhu 125-150C, hilangnya air terkristal dari lactose menyebabkan 4.58% dari massa hilang.
2. Tahap kedua (176-285C) besarnya massa yang hilang adalah 27.20%
3. Tahap ketiga 285-395C besarnya massa yang hilang adalah 34.88%
4. Tahap terakhir pada suhu 394-607C dimana besarnya massa yang hilang adalah 32.84%
Sedangkan pada pemanis, terjadi 7 tahapan kehilangan massa;
1. Pada tahap pertama sampai ketiga, pada suhu 26-64,66-86,dan 87-109C, besarnya massa yang hilang berturut-turut adalah0.9, 1.3, dan 1.8%. hal ini ditandai dengan lepasnya molekul air (dehidrasi).
2. Tahap keempat (114-191C) sebanyakk 11,3% massa hilang akibat dekomposisi aspartame dan lactose.
3. Pada tiga tahap terakhir ( 191-308,309-480,dan 482-645C) massa yang hilang sebesar 30.8, 20.9 dan 31.3%. Hal ini terjadi akibat dekomposisi asam 5-benzyl-3,6- dioxopiperazineacetic.



Pada thermogravimetry didapat hasil seperti berikut, kurva TG/DTG pada :

laktosa aspartame
. pemanis
Perbandingan data TG pemanis dengan TG aspartame dan lactose memperlihatkan bahwa ada hubungan antara aspartame dan lactose dalam pemanis, Yang diperlihatkan dengan adanya penurunan stabilitas termal pemanis dan proses dekomposisi.
Pada tinjauan kinetic yang berdasarkan pada hukum Archenius,data TG isothermal dikonversi dan dimasukkan ke persamaan Archenius.Hasil yang didapat adalah bahwa reaksi dekomposisi termal dari aspartame dan pemanis mengikuti mekanisme orde dua pada tahap pertama, dan mekanisme orde 0 pada tahap kedua dekomposisi. Oleh karena itu, konstanta laju reaksi (k) dihitung dengan persamaan Archenius.Korelasi linier dibuktikan antara ln k vs reciprocal temperature(1/T), sehingga energy aktivasi dan factor pre-eksponensial dari reaksi dekomposisi termal pada sampel dihitung dengan persamaan Archenius.Hasil parameter kinetik pada sampel yang diperoleh dengan metode isothermal adalah sebagai berikut:
Parameter kinetik aspartame pemanis
E/kj mol-1 171 118
328 140
A/s-1 244 E+15 4.73E+10
7.41E+34 1.83E+13
r 0.9897 0.9633
0.9932 0.9698
Dari data di atas terlihat bahwa pemanis memiliki energi aktivasi yang lebih rendah, yang menandakan bahwa stabilitas yang rendah .Konstanta laju reaksi yang dihasilkan dari metode isothermal mengikuti hubungan eksponensial dengan suhu.
Sumber:Journal of Thermal Analysis and Calorimetry, Vol. 79 (2005) 263–266
EVALUATION OF ISOTHERMAL KINETIC OF SWEETENER
Marta M. Concei__o1*, V. J. Fernandes Jr.1, F. S. M. Sinfrônio2, J. C. O. Santos3,
M. C. D. Silva2, V. M. Fonseca4 and A. G. Souza2