86 langsung dengan faktor deteriorasi, terutama uap air yang meningkatkan
kadar air pada produk. Umur simpan Cinna-Ale instan di suhu pengamatan pada orde reaksi terpilih ditabulasikan dalam Tabel 12.
Tabel 13. Tabulasi umur simpan Cinna-Ale instan di suhu pengamatan pada orde reaksi terpilih
Parameter Mutu Suhu C
Nilai k Umur Simpan hari
Aktivitas Antioksidan
28 0.031
5 35
0.005 33
45 0.007
24 55
0.016 10
Kelarutan 28
0.0014 118
35 0.0004
422 45
0.0005 334
55 0.0006
259
Kecerahan serbuk 28
0.545 14
35 0.104
74 45
0.146 52
55 0.261
29
Kadar VRS 28
0.012 63
35 0.002
376 45
0.005 141
55 0.011
67
Kadar Air 28
0.042 28
35 0.005
247 45
0.006 204
55 0.024
51
Keterangan : produk tanpa kemasan
produk terkemas
D. VALIDASI REAKSI PERUBAHAN MUTU MELALUI PERHITUNGAN ENERGI AKTIVASI
87 Energi aktivasi adalah energi minimum yang harus dipenuhi agar reaksi
dapat berjalan. Menurut Labuza 1982, energi aktivasi reaksi adalah konstanta yang nilainya tetap untuk suatu jenis reaksi tertentu serta tidak dipengaruhi oleh
perubahan suhu. Energi aktivasi perlu diketahui untuk memprediksi reaksi yang terjadi pada perubahan mutu serta untuk melakukan validasi mengenai reaksi
yang terjadi. Pengaruh suhu terhadap kinetika proses kadaluarsa guna mendapatkan energi aktivasi reaksi dapat dilakukan dengan dua jenis pendekatan,
pertama pendekatan model Arrhenius dan kedua pendekatan model Linear Labuza, 1982. Pendekatan Arrhenius dilakukan dengan menunjukkan
ketergantungan konstanta laju reaksi terhadap suhu yang lebar. Pendekatan model linear dilakukan bila tidak tersedia banyak data untuk kisaran suhu yang lebar
atau bila pengaruh suhu hanya akan dilihat pada suatu kisaran yang sempit. Pendekatan linear juga digunakan untuk menghitung energi aktivasi hasil
perhitungan umur simpan yang menerapkan metode organoleptik Arpah, 2007. Menurut Lund 1975 di dalam Arpah 2007, kisaran energi aktivasi
dalam produk pangan antara 2 kkalmol hingga 150 kkalmol. Kisaran ini kemudian dibagi menjadi tiga golongan reaksi yaitu reaksi dengan energi aktivasi
rendah 2 kkalmol-15 kkalmol, seperti pada reaksi oksidasi lipida dan reaksi degradasi vitamin. Kedua, reaksi dengan energi aktivasi sedang 15 kkalmol-30
kkalmol, seperti reaksi pencoklatan non-enzimatik. Ketiga, reaksi dengan energi aktivasi tinggi 30 kkalmol-150 kkalmol. Labuza 1982, yang mempelajari
reaksi pencoklatan pada susu bubuk melaporkan nilai energi aktivasi yang lebih tinggi dari kisaran yang telah diberikan Lund 1975. Dilaporkan pula nilai energi
aktivasi degradasi vitamin C di dalam larutan adalah 12.9 kkalmol. Beberapa peneliti melaporkan nilai energi aktivasi yang lebih besar dari kisaran yang telah
diberikan oleh Lund 1975. Salah satunya, energi aktivasi dari reaksi pencoklatan nonenzimatik berkisar antara 28 kkalmol hingga 40 kkalmol Arpah, 2007.
Interpretasi E
a
energi aktivasi dapat memberikan gambaran mengenai besarnya pengaruh suhu terhadap reaksi. Nilai energi aktivasi diperoleh dari slope
grafik garis lurus hubungan ln K dengan 1T. Energi aktivasi yang besar
88 menunjukkan perubahan nilai ln K yang besar dengan hanya perubahan beberapa
derajat dari suhu, sehingga nilai slope akan besar Arpah, 2001. Persamaan Arrhenius dengan menghubungkan kebergantungan laju reaksi deteriorasi
terhadap suhu yang dirumuskan sebagai berikut Labuza, 1982 :
Keterangan : ko = konstanta laju absolute
k = konstanta laju reaksi pada suhu T Ea = Energi aktivasi kkalmol
R = konstanta gas ideal 1.986 kal.K-
1
.mol
-1
T = suhu absolute K Nilai energi aktivasi diperoleh dengan menggunakan persamaan Arrhenius
yang diperoleh pada perhitungan sebelumnya. Persamaan Arrhenius pada parameter kadar air orde reaksi satu yaitu ln k = -7881 1T + 20.05, sehingga
diketahui bahwa nilai slope EaR adalah -7881, maka nilai Energi aktivasi :
Melalui cara yang sama, diperoleh nilai energi aktivasi untuk parameter mutu Cinna-Ale lainnya. Tabel 13 berikut menunjukkan energi aktivasi untuk
kelima parameter mutu Cinna-Ale instan.
Tabel 14. Nilai energi aktivasi Ea berbagai parameter mutu Cinna-Ale instan
Parameter Persamaan Arrhenius
Orde Reaksi Terpilih Slope
EaR Ea
kkalmol
Aktivitas Antioksidan ln k = -5954 1T + 13.91
5954 11.82
Kelarutan ln k = -2450 1T + 0.089
2450 4.87
Kecerahan Serbuk ln k = 1633 1T - 6.983
1633 3.24
Kadar Air ln k = -7881 1T + 20.05
7881 15.65
89 Kadar VRS
ln k = -8692 1T + 22.02 8692
17.26
Reaksi deteriorasi perubahan mutu pengamatan Cinna-Ale instan memiliki energi aktivasi yang bervariasi. Aktivitas antioksidan, kelarutan, dan kecerahan
serbuk memiliki energi aktivasi berturut-turut 11.82 kkalmol, 4.87 kkalmol dan 3.24 kkalmol. Ketiga parameter ini termasuk ke dalam kelompok reaksi dengan
energi aktivasi rendah, termasuk dalam kelompok ini adalah reaksi-reaksi : oksidasi minyak atau lemak, reaksi enzimatik, perubahan pada pigmen klorofil
serta perubahan senyawa karotenoid Robertson, 1993. Hal ini dapat menguatkan penyebab perubahan mutu aktivitas antioksidan adalah akibat oksidasi komponen
polifenol dalam produk. Perubahan mutu kelarutan diduga akibat perubahan komponen struktural hemiselulosa komponen penyusun produk. Kecerahan
serbuk yang semakin gelap diduga akibat adanya reaksi pencoklatan terutama pada komponen sukrosa.
Berbeda dengan ketiga parameter mutu di atas yang tergolong dalam energi aktivasi rendah, kadar air dan kadar VRS tergolong dalam kelompok
energi aktivasi sedang 15 kkalmol-30 kkalmol. Perubahan mutu kadar air dengan energi aktivasi 15.65 kkalmol diduga disebabkan oleh proses difusi
oksigen dan uap air, akibatnya kadar air produk akan meningkat. Begitu pula dengan perubahan mutu kadar VRS yang diduga disebabkan oleh difusi oksigen
dan uap air yang mengikutsertakan komponen volatil keluar dari bahan pangan dan kemasan, sehingga komponen volatil tereduksi dan menurun Labuza, 1982.
Robertson 1993 menjelaskan suatu jenis reaksi yang panjang dan terdiri atas banyak tahap mempunyai energi aktivasi pada masing-masing tahapan.
Faktor luar dapat menyebabkan perubahan kondisi, perubahan alur reaksi atau menghasilkan reaksi yang tidak sempurna. Perubahan kondisi tersebut dapat
menyebabkan terjadinya variasi terhadap nilai energi aktivasi yang teramati. Variasi nilai energi aktivasi pada reaksi sederhana dapat terjadi jika perubahan
pH, kadar air, dan a
w
selama reaksi berlangsung. Ketiga faktor ini dapat mempengaruhi jumlah reaktan yang mampu bereaksi.
90
E. KRITERIA PARAMETER YANG DIPILIH UNTUK DIHITUNG UMUR SIMPANNYA
