MAKALAH KIMIA PANGAN

PIGMEN

Oleh:

Dian Azalia

FTP / ITP / G

135100100111027

PROGRAM STUDI ILMU DAN TEKNOLOGI PANGAN

JURUSAN TEKNOLOGI HASIL PERTANIAN

FAKULTAS TEKNOLOGI PERTANIAN

UNIVERSITAS BRAWIJAYA

Juni, 2014Produk Pangan 1

GRANINI TOMATO JUICE

Gambar 1. Produk Granini Tomato Juice dalam kemasan botol kaca, kemasan 700

ml.

Pada produk pangan Granini Tomato Juice, pada komposisi tertulis produk ini

mengandung sari tomat, acidifier, konsentrat sari lemon dan garam (Lampiran 1).

Pada sari tomat sendiri, terkandung pigmen bioflavonoid yakni likopen

(dominan), β-karoten dan δ-karoten.

Likopen

Likopen merupakan pigmen alami yang disintesis oleh tanaman dan

mikroorganisme, merupakan senyawa karotenoid, berbentuk isomer asiklik dari β-

karoten dan tidak memiliki aktivitas sebagai vitamin A (Febriansah dkk, 2008).

Likopen menimbulkan warna merah di dalam tomat. Sedangkan pada tomat yang

berwarna kekuningan, keberadaan likopen bersamaan dengan β-karoten.

Kandungan likopen pada tomat akan meningkat tajam saat tomat dalam kondisi

masak (Belitz dkk, 2009). Likopen merupakan karotenoid yang sangat dibutuhkan

oleh tubuh dan merupakan salah satu antioksidan yang sangat kuat.

Kemampuannya mengendalikan radikal bebas 100 kali lebih efisien daripada

vitamin E atau 12500 kali daripada gluthation. Selain sebagai anti skin aging,

likopen juga memiliki manfaat untuk mencegah penyakir cardiovascular, kencing

manis, osteoporosis, infertility dan kanker, terutama kanker prostat (Maulida dan

Zulkarnaen, 2010).

Kulit tomat merupakan bagian dari tomat yang mengandung likopen dalam

jumlah terbanyak jika dibandingkan dengan bagian buah lainnya. Kulit tomat

mengandung likopen lema kali lebih banyak dibandingkan dengan daging tomat.

Dalam basis kering, kulit tomat mengandung sekitar 280-540 mg/100 g

tergantung tingkat kematangannya (Seafast Center, 2012)

Likopen memiliki struktur kimia rantai tak jenuh dengan rantai lurus hidrokarbon

terdiri dari tiga belas ikatan rangkap. Sebelas diantaranya merupakan ikatan

rangkap terkonjugasi, sementara dua ikatan rangkap sisanya tidak terkonjugasi

(Febriansah dkk, 2008).

Gambar 2. Struktur Likopen

Gambar 3. Bentuk molekul likopen

Secara strukturan, likopen terbentuk dari delapan unit isoprena. Banyaknya ikatan

ganda pada likopen menyebabkan elektron untuk menuju ke transisi yang lebih

tinggi membutuhkan banyak energi sehingga likopen dapat menyerap sinar yang

memiliki panjang gelombang tinggi (sinar tampak) dan mengakibatkan warnanya

menjadi merah terang. Jika likopen dioksidasi, ikatan ganda antarkarbon akan

patah dan membentuk molekul yang lebih kecil yang ujungnya berupa –C=O.

Molekul ini tidak dapat menyerap cahaya dengan panjang gelombang yang tinggi

sehingga likopen yang teroksidasi akan menghasilkan zat berwarna pucat atau

tidak berwarna (Maulida dan Zulkarnaen, 2010).

Likopen merupakan anggota dari kelompok karoten (tidak memiliki molekul

oksigen) sehingga bersifat tidak polar. Di dalam bahan pangan biasanya likopen

berada dalam bentuk trans. Likopen yang terdapat di tomat 94-96% berada dalam

bentuk trans, 3-5% 5-cis, 0.1% 9-cis, 1% 13-cis dan kurang dari 1% dalam bentuk

isomer cis lainnya (Seafast Center, 2012).

Pada banyak penelitian disebutkan bahwa cis-likopen lebih bioavailable daripada

trans-likopen. Hal ini dikarenakan konformasi dari struktur hidrokarbon dari

likopen itu sendiri. Trans-likopen merupakan rantai panjang hidrokarbon yang

memiliki kelarutan dalam air sangat rendah. Sedangkan cis-likopen akan

memperpendek panjang rantai hidrokarbon yang efektif sehingga lebih soluble.

Selain itu, isomer cis dari likopen mudah menembus membran plasma sehingga

cenderung tidak membentuk kristal daripada trans-likopen. Dengan demikian, cis-

likopen lebih bioavailable daripada trans-likopen (Pradhana, 2008).

Sifat likopen adalah bentuk kristalnya seperti jarum, panjang, dalam bentuk

tepung berwarna kecokelatan. Likopen bersifat hidrofobik kuat dan lebih mudah

larut dalam kloroform, benzena, heksana, dan pelarut organik lainnya. Degradasi

likopen dapat melalui proses isomerisasi dan oksidasi karena cahaya, oksigen,

suhu tinggi, teknik pengeringan, proses pengelupasan, penyimpangan dan asam.

Bioavaibilitas likopen dipengaruhi oleh dosis konsumsi dan adanya karotenoid

lain seperti misalnya β-karoten (Febriansah, 2008).

Gambar 4. Serbuk Likopen

Tidak seperti vitamin C yang akan hilang atau berkurang apabila komoditas

dimasak, likopen justru akan semakin kaya pada bahan makanan tersebut setelah

proses pemasakan atau disimpan dalam waktu tertentu. Hal ini disebabkan likopen

sangat tidak larut dalam air dan terikat kuat dalam serat (Maulida dan Zulkarnaen,

2010).

Likopen lebih tahan terhadap proses pemasakan dan tidak cepat rusak. Sebuah

penelitian yang dilakukan oleh Departemen Pertanian Amerika Serikat

menunjukan bahwa tubuh akan menyerap likopen lebih banyak pada tomat yang

telah mengalami proses pengolahan. Selain itu, kandungan likopen pada tomat

yang telah dihancurkan atau dimasak lebih tinggi dibandungkan tomat dalam

keadaan segar. Penelitian Rao pada tahun 2005 menunjukkan bahwa likopen yang

telah melalui proses pemasakan akan lebih mudah diserap oleh tubuh. Hal tersebut

disebabkan selama proses pemanasan terjadi perubahan struktur dari bentuk trans

ke bentuk cis yang lebih stabil. Namun tidak seperti komponen lainnya, sifat

likopen yang tahan panas membuatnya lebih sulit untuk diubah menjadi

komponen cis (Astawan, 2008).

Selain mengubah komponen trans menjadi cis, proses pengolahan seperti

pemotongan maupun perebusan tomat sangat diperlukan untuk membebaskan

likopen dari ikatan struktur sel bahan pangan. Likopen yang bebas dari struktur

sel bahan pangan akan lebih mudah diserap oleh tubuh dibandingkan likopen yang

masih terikat dalam struktur sel bahan pangan (Astawan, 2008).

Sedangkan pada proses pengeringan, digunakan panas tinggi untuk mengubah

produk menjadi produk kering. Penggunaan panas ini berakibat pada struktur

trans likopen yang berubah menjadi cis sehingga bioavailabilitas likopen lebih

tinggi. Sedangkan pada pH yang terlalu ekstrem pada sari buah tomat dapat

mempercepat degradasi asam askorbat dan likopen yang mengakibatkan

timbulnya warna coklat. Perubahan karena pH juga ditandai dengan perubahan

struktur likopen dari trans menjadi cis yang diikuti dengan penurunan intensitas

warna dan titik didihnya (Kailaku dkk, 2007).

Tabel 1. Kandungan likopen pada komoditas pangan dan olahan tomat

Metabolisme likopen terjadi bersamaan dengan metabolisme lemak. Di dalam

duodenum, misel yang mengandung likopen masuk ke dalam mukosa sel usus

melalui difusi pasif setelah dicerna oleh lipase pankreas dan diemulsi garam

empedu. Selanjutnya, dibawa ke dalam aliran darah melalui sistem limfatik.

Likopen didistribusikan ke jaringan utama melalui LDL (Low Density Lipid)

(Febriansah, 2008).

Produk Pangan 2

ST. DALFOUR THICK APRICOT

Gambar 5. St. Dalfour Thick Apricot (Apricot Jam) dalam kemasan kaca 284

gram (10 oz)

Pada produk pangan St. Dalfour Thick Apricot, komposisi yang terkandung dalam

produk adalah buah aprikot, konsentrat sari buah anggur, sari buah lemon dan

pektin buah (Lampiran 2). Karena kandungan utamanya adalah buah aprikot dan

pigmen utama aprikot adalah beta karoten (β-karoten), maka yang selanjutnya

dibahas adalah pigmen beta karoten.

Beta Karoten (β-Karoten)

Beta karoten adalah salah satu jenis senyawa hidrokarbon karotenoid yang

merupakan senyawa hidrokarbon karotenoid yang merupakan senyawa golongan

tetraterpenoid. Beta karoten diklasifikasikan dalam karoten primer. Adanya ikatan

ganda menyebabkan beta karoten peka terhadap oksidasi. Oksidasi beta karoten

akan lebih cepat dengan adanya sinar dan katalis logam. Oksidasi akan terjadi

secara acak pada rantai karbon yang mengandung ikatan rangkap (Delgado-

Vargas, 2000).

Beta karoten (atau sering disebut provitamin A) ditemukan pada buah maupun

sayuran berwarna kuning gelap, oranye, atau hijau gelap seperti wortel, peach,

aprikot, bayam, dan brokoli. Beta karoten merupakan antioksidan yang dapat

melindungi tubuh dari kerusakan pada sel makromolekul utama dari kerusakan

oksidatif (Vainio, 1996). Beta karoten berfungsi sebagai antioksidan karena

mempunyai kemampuan handal dalam meredam radikal bebas, terutama radikal

singlet oksigen (Parwata dkk, 2010). Beta karoten merupakan penangkap oksigen

dan sebagai antioksidan yang potensial, tetapi beta karoten efektif sebagai

pengikat radikal bebas apabila hanya tersedia 2-20% oksigen. Pada tekanan

oksigen tinggi di atas kisaran fisiologis, karoten dapat bersifat pro-oksidan. Beta

karoten mengandung ikatan rangkap terkonjugasi yang memberikan karakter pro-

oksidan, akibatnya akan sangat mudah diserang melalui penambahan radikal

bebas peroksil (Rodriguez-Amaya, 2001).

Secara kimia karoten adalah terpena, disintesis secara biokimia dari delapan

satuan isoprena. Karoten berada dalam bentuk α-karoten, β-karoten, γ-karoten,

dan ε-karoten. Beta karoten terdiri dari dua grup retinil, dan dipecah dalam

mukosa dari usus kecil oleh β-karoten dioksigenase menjadi retinol, sebuah

bentuk dari vitamin A. Karoten dapat disimpan dalam hati dan diubah menjadi

vitamin A sesuai kebutuhan. Pigmen-pigmen golongan karoten sangat penting

ditinjau dari kebutuhan gizi, baik untuk manusia maupun hewan. Hal ini

disebabkan karena sebagian dapat diubah menjadi vitamin A. Diantara beberapa

kelompok provitamin A yang dijumpai di alam, yang dikenal lebih baik adalah α-

karoten, β-karoten, γ-karoten, serta kriptosantin (Vainio, 1996). Provitamin A

yang paling potensial adalah β-karoten yang ekuivalen dengan 2 vitamin A

(Novianti dkk, 2010).

Di dalam tumbuhan, beta karoten dibiosintesis oleh granula-granula fosfat.

Karoten merupakan golongan terpen yang secara biokimia disusun oleh delapan

gugus isopren. Sebagai senyawa hidrokarbon yang tidak memiliki gugus oksigen,

karoten larut dalam lemak dan tidak larut dalam air (Belitz dkk, 2009).

Gambar 6. Struktur Beta Karoten

Beta karoten yang kita konsumsi terdiri atas dua gugus retinil, yang di dalam

mukosa usus kecil akan dipecah oleh enzim beta karoten dioksigenase menjadi

retinol, yaitu bentuk dari vitamin A (Astawan, 2008). Oleh karena itu beta karoten

juga disebut prekursor vitamin A. Potensi beta karoten sebagai prekursor vitamin

A dalam mempertahankan kesehatan mata dan integritas membran sel menjadikan

senyawa ini bersifat vital bagi tubuh, sehingga berpotensi mencegah penyakit

degeneratif seperti kanker, katarak, aterosklerosis otoimun, dan penuaan dini

(Jaya, 2013).

Karotenoidsebagai provitamin A mempunyai sifat fisik dan kimia larut dalam

lemak, larut dalam Kloroform, Benzene, Karbondisulfida, dan Petroleum Eter,

tetapi sukar larut di dalam alkohol, serta sensitif terhadap oksidasi, autooksidasi

dan sinar. Bentuknya merupakan kristal prisma heksagonal dan berwarna ungu tua

dari kristalisasi pelarut benzene dan metanol, berbentuk plat kuadratik dan

berwarna merah dari kristalisasi dalam pelarut petroleum eter. Beta karoten

memiliki struktur yang simetris dan bersifat non optik aktif. Di udara bebas,

karoten mengikat oksigen dan menaikkan kecepatan pembentukan warna yang

lebih pucat. Autooksidasi beta karoten murni dimulai setelah beberapa hari kontak

dengan udara dan akan terbentuk formaldehid. Pencampuran beta karoten dalam

karbon tetraklorida dengan oksigen menghasilkan sedikit glioksal (Belitz dkk,

2009).

Banyak faktor yang dapat mempengaruhi kestabilan karoten. Astawan (2008),

menyebutkan bahwa karoten stabil pada pH netral, alkali namun tidak stabil pada

kondisi asam, adanya udara atau oksigen, cahaya dan panas. Karotenoid tidak

stabil karena mudah teroksidasi oleh adanya oksigen dan peroksida. Selain itu,

dapat mengalami isomerisasi bila terkena panas, cahaya dan asam. Isomerisasi

dapat menyebabkan penurunan intensitas warna dan titik cair.

Beta karoten merupakan provitamin A yang sangat mudah rusak akibat pengaruh

lingkungan sekitar. Proses pemasakan yang tepat tidak akan mengurangi

kandungan beta karoten di dalam makanan. Proses pencucian dan blansing tidak

mengurangi kandungan beta karoten dalam makanan, tetapi dalam proses

pengalengan sekitar 5-30% kandungan beta karoten dapat rusak (Belitz dkk,

2009).

Beberapa laporan mengatakan bahwa proses pemasakan dengan menggunakan

microwave selama 5 menit tidak akan merusak komponen beta karoten pada

sayuran. Laporan Moscha pada tahun 1997 menunjukkan bahwa proses

simmering selama 15-60 menit tidak akan berpengaruh terhadap kandungan beta

karoten pada sayuran (Astawan, 2008).

Berikut hal yang dapat mempengaruhi menurunnya kandungan beta karoten:

a. Penyimpanan

b. Pencahayaan

Beta karoten akan menyusut selama pengolahan bahan mentah menjadi

tepung karena sifat beta karoten yang sensitif terutama terhadap oksigen dan

cahaya. Banyaknya ikatan rangkap pada struktur kimia beta karoten

menyebabkan bahan ini menjadi sangat sensitif terhadap reaksi oksidasi

ketika terkena udara (O2), cahaya, metal, peroksida, dan panas baik selama

proses produksi maupun aplikasinya (Belitz dkk, 2009).

Fungsi utama pada vitamin A antara lain adalah mempunyai peranan utama dalam

pemeliharaan penglihatan manusia, pemeliharaan fungsi-fungsi epitel,

pembentukan darah, ketahanan terhadap infeksi, untuk pendewasaan dan

degenerasi pertumbuhan tulang, dan untuk kesuburan/fertilitas. Sumber vitamin A

adalah karotenoid yang merupakan salah satu pigmen alami yang penting

peranannya dalam pengolahan pangan. Karotenoid yang merupakan prekursor

vitamin A disebut sebagai provitamin A, sedangkan vitamin A yang disimpan

dalam jaringan hewan disebut sebagai vitamin A (Novianti, 2010).

Beta karoten merupakan senyawa organik yang ditemukan dalam banyak buah-

buahan dan sayuran. Merupakan sumber terbaik dari salah satu vitamin penting,

yakni vitamin A. Vitamin A diperlukan untuk meningkatkan kesehatan

penglihatan dan kulit. Meskipun terdapat senyawa lain yang menjadi sumber

vitamin A, beta karoten merupakan sumber yang paling utama. Beta karoten

memiliki beberapa manfaat, yang pertama adalah sebagai prekursor vitamin A.

Penelitian dari National Cancer Institute dalam Astawan (2008), menunjukkan

bahwa selain baik untuk mata, makanan yang kaya beta karoten juga baik untuk

pencegahan penyakit kanker. Beta karoten memiliki kemampuan sebagai

antioksidan yang dapat berperan penting dalam menstabilkan radikal berinti

karbon, sehingga dapat bermanfaat untuk mengurangi risiko terjadinya kanker.

Kandungan beta karoten pada bahan pangan alami dapat mengurangi risiko

terjadinya stroke. Hal tersebut disebabkan oleh aktivitas beta karoten yang dapat

mencegah terjadinya plak atau timbunan kolesterol di dalam pembuluh darah.

Beta karoten juga memiliki efek analgetik (anti nyeri) dan anti-inflamasi (anti

peradangan). Astawan (2008) menyatakan bahwa mengkonsumsi beta karoten

sebanyak 3.071,93 IU per kilogram berat badan dapat memberikan efek analgetik

dan anti-inflamasi terhadap tubuh.

Produk Pangan 3

TAO KAE NOI JAPANESE CRISPY SEAWEED

Gambar 7. Produk Tao Kae Noi Japanese Crispy Seaweed dalam kemasan plastik

50 gram

Produk pangan Tao Kae Noi Japanese Crispy Seaweed memiliki komposisi

rumput laut, minyak kelapa, gula, bubuk tomat, protein kedelai yang telah

dihidrolisis, penambah rasa, garam dan bubuk bawang putih, tetapi yang paling

dominan adalah rumput laut yakni sebanyak 85% (Lampiran 3). Karena memiliki

komposisi utama rumput laut, pigmen yang terkandung dalam rumput laut sangat

beragam dan kompleks, sering kali juga tergantung jenis dan spesies dari rumput

laut. Pigmen tersebut antara lain klorofil, karotenoid, dan fikobilin atau biliprotein

yang terdiri dari fikoeritrin dan fikosianin (Abfa dkk, 2013).

Klorofil

Klorofil merupakan pigmen utama yang berperan dalam proses fotosintesis

dengan menyerap dan menggunakan energi cahaya matahari untuk mensintesis

oksigen dan karbohidrat yang dibutuhkan sebagai nutrisi alga. Klorofil merupakan

pigmen pembawa warna hijau. Struktur dasar klorofil adalah porpirin, di mana

atom nitrogen pada keempat cincin pirol dalam makrosiklik membentuk ikatan

kovalen dengan ion Mg2+ yang merupakan pusat dari molekul klorofil.

Klorofil a merupakan pigmen utama yang terdapat pada hampir semua organisme

fotosintetik oksigenik, terletak pada pusat reaksi dan bagian tengah antena.

Klorofil a merupakan pigmen utama yang bertanggung jawab terhadap proses

fotosintesis. Oleh karena itu, pigmen ini menjadi penting bagi pertahanan hidup

rumput laut atau untuk berkompetisi dengan organisme lain dalam sebuah habitat

tertentu. Keberadaan klorofil a pada rumput laut dilengkapi dengan pigmen

pendukung (aksesori) yaitu klorofil b, c, atau d dan karotenoid yang berfungsi

melindungi klorofil a dari foto-oksidasi atau oksidasi akibat terpapar cahaya

matahari (Suparmi dan Sahri, 2009).

Gambar 8. Struktur kimia: (a) klorofil a dan d ; (b) klorofil c

Klorofil tidak hanya penting bagi pertumbuhan rumput laut. Klorofil yang

dihasilkan rumput laut berpotensi memiliki bioaktifitas sebagaimana klorofil yang

diperoleh dari tanaman. Dalam bidang industri makanan dan minuman, klorofil

berperan sebagai bahan pewarna alami. Sedangkan dalam bidang kesehatan,

klorofil dapat berfungsi sebagai anti anemia, anti proteolitik, antibakteri,

antiksidan, meningkatkan imunitas, menstabilkan tekanan darah, pengganti sel-sel

yang rusak, memperbaiki fungsi hati, menyembuhkan luka, merangsang fibroblas,

menghilangkan bau badan, sensitizer dalam terapi kanker fotodinamika (PDT).

Dan pada bidang pertanian, klorofil dapat berguna dalam pembuatan

bioinsektisida ramah lingkungan, fototoksin khususnya terhadap larva nyamuk

(Suparmi dan Sahri, 2009).

Karotenoid

Selain klorofil pigmen lain yang membantu tanaman melakukan fotosíntesis

adalah karotenoid. Karotenoid merupakan pigmen asesori yang berfungsi

menangkap energi cahaya pada panjang gelombang yang tidak dapat ditangkap

klorofil untuk ditransfer ke klorofil, kemudian digunakan dalam proses

fotosintesis. Rumput laut coklat sangat potensial mengandung karotenoid

khususnya fucoxanthin, β-karoten, violaxanthin. Sedangkan karotenoid utama

yang terdapat di dalam rumput laut merah adalah β-karoten, α-karoten,

zeaxanthin, dan lutein. Karotenoid yang terdapat dalam rumput laut hijau mirip

dengan karotenoid yang terdapat pada tumbuhan daratan, yaitu β-karoten, lutein,

violaxanthin, antheraxanthin, zeaxanthin, dan neoxanthin (Suparmi dan Sahri,

2009).

Gambar 9. Struktur kimia karotenoid pada alga merah Gracilaria sp.: (a) β-

karoten; (b) zeaxanthin; (c) lutein; dan (d) violaxanthin

Karotenoid merupakan pigmen yang larut lemak, yang memiliki selang warna dari

kuning sampai merah. Karotenoid merupakan golongan tetraterpenoid, yang

dibagi dalam dua kelompok besar yakni karoten dan ksantofil. Karotenoid dapat

menetralkan radikal bebas dengan tiga mekanisme yakni (1) melalui elektron

transfer, (2) abstraksi hidrogen, dan (3) penambahan spesies radikal. Proses ini

akan menghasilkan molekul karotenoid yang bersifat radikal yang dapat meluruh

menjadi produk yang stabil dalam waktu singkat dengan melepaskan panas

(Nawaly dkk, 2009).

Setiap kelas rumput laut memiliki perbedaan rasio akumulasi jenis karotenoid.

Contohnya fukosantin yang merupakan salah satu jenis karotenoid memiliki

akumulasi yang tinggi pada rumput laut coklat, sedangkan β-karoten

akumulasinya cukup tinggi pada beberapa jenis rumput laut merah. Akumulasi

karotenoid dalam rumput laut dapat dimanfaatkan sebagai sebagai antioksidan.

Kemampuan antioksidan dari rumput laut menunjukkan peran dalam mencegah

penyakit yang berhubungan dengan stres oksidatif (Nawaly dkk, 2009).

Karotenoid dari rumput laut berpotensi memiliki bioaktifitas yang bermanfaat

bagi manusia seperti yang disajikan pada Tabel 2.

Tabel 2. Potensi Bioaktifitas Beberapa Jenis Pigmen Karotenoid dalam Beberapa

Bidang Aplikasi

Jenis Karotenoid Bidang Aplikasi Potensi Bioaktifitas

α-ß-γ-karoten Kesehatan Prekursor vitamin A, meningkatkan

sistem kekebalan tubuh, antioksidan

penurunan risiko penyakit

penyempitan pembuluh darah, kanker,

dan penyakit yang berhubungan

dengan tekanan oksidatif

Astaxanthin dan

zeaxanthin

Akuakultur,

farmasi, dan

industri makanan

Bahan pewarna alami

Fucoxanthin Farmakologi Obat dan suplemen, antioksidan,

antiobesitas (pelangsing), antidiabetes,

menyehatkan jantung, menghambat

pertumbuhan sel kanker usus, kanker

prostat, dan menyebabkan kematian

sel leukimia HL-60, anti-inflammatori.

Fikobilin atau Biliprotein

Fikobilin adalah pigmen fotosintesis yang terkandung di dalam sianobakteri dan

alga merah. Pigmen ini berikatan dengan protein yang larut air, yakni

fikobiliprotein, yang berfungsi dalam menangkap energi cahaya untuk proses

fotosintesis. Ada beberapa tipe fikobilin, yakni fikorobilin, fikoeritrin,

kriptoviolin, dan fikosianobilin. Struktur fikobilin tersusun dari empat cincin

terbuka pirol. Studi aktivitas antioksidan dari fikoeritrin Porphyra sp.

menunjukkan kapasitasnya dalam menangkal radikal bebas 2,7 kali lebih besar

dari ekstrak kasarnya sendiri. Hal ini menunjukkan bahwa golongan fikoeritrin

dari rumput laut coklat memiliki aktivitas antioksidan, walaupun mekanisme

penetralan radikal bebas masih belum bisa dimengerti (Nawaly dkk, 2009).

Fikobiliprotein merupakan bagian dari fikobilisom yang berperan sebagai antenna

untuk menangkap cahaya dalam proses fotosintesis, yang khusus terdapat pada

rumput laut merah (Rhodophyceae). Fikobiliprotein ini mengandung 3 komponen

yaitu fikosianin, allofikosianin, dan fikoeritrin (Suparmi dan Sahri, 2009).

Fikoeritrin berperan dalam absorbsi cahaya biru/hijau dan berperan menampakkan

warna merah pada Gracilaria sp. Fikosianin merupakan produk intraselluler

berupa pigmen yang memiliki kromofor tetrapirol terbuka (fikobilin), serta

berperan penting dalam fotosintesis sebagai pigmen penerima cahaya, terutama

pada fotosistem II (PSII) dalam fikobilisom sel rumput laut. Pigmen ini

menampilkan warna hijau atau biru muda pada Gracilaria sp. (Suparmi dan Sahri,

2009).

Gambar 10. Struktur kimia dari pigmen: (a) Fikosianin; (b) Fikobilin

Keberadaan pigmen fikroetrin dan fikosianin dalam rumput laut menyebabkan

rumput laut mampu bertahan hidup pada kondisi dengan cahaya rendah, seperti di

laut dalam (intensitas cahaya 0,1% lebih rendah dibandingkan dipermukaan).

Fikoerritrin merupakan prekursor dalam biosintesis klorofil pada rumput laut

merah. Selain itu, bioaktifitas kedua pigmen tersebut telah dimanfaatkan oleh

manusia baik dalam bidang kesehatan maupun industri, bahkan harga kedua

pigmen tersebut mencapai 8 ribu - 40 ribu dolar AS per gramnya (Suparmi dan

Sahri, 2009).

Fikobilin merupakan protein, mempunyai cincin tetrapirol dan termasuk dalam

gugus kromofor. Semua kromofor fikobilin mengikat sistein spesifik pada rantai

polipetida oleh ikatan-ikatan tioeter. Secara visual, ekstrak pigmen fikoeritrin

tampak berwarna merah dan fikosian berwarna biru (Abfa dkk, 2013).

Potensi fikoeritrin dan fikosianin dalam berbagai bidang industri dan kesehatan

disajikan pada Tabel 3.

Tabel 3. Potensi bioaktifitas pigmen fikoeritrin dan fikosianin rumput laut merah

dalam beberapa bidang aplikasi

Jenis Pigmen Bidang Aplikasi Potensi Bioaktifitas

Fikoeritrin Kesehatan Mencegah kanker dan HIV

Farmasi, kosmetik, dan

industri makanan

Bahan pewarna alami

Fikosianin Kesehatan Prekursor hemoglobin,

meningkatkan kekebalan tubuh,

antikanker, antioksidan, anti

radang, antiimflamantori,

antiobesitas, neuroprotekti

Farmasi, kosmetik, dan

industri makanan

Bahan pewarna alami

Fikoeritrin

Fikoeritrin (PE) adalah fikobiliprotein, merupakan pigmen yang paling

dominan pada algae merah dibandingkan dengan pigmen yang lain,

pigmen yang dapat menutupi warna hijau dari klorofil dan warna biru dari

fikosianin, hal tersebut yang menyebabkan warna thallus pada algae

berwana merah. Semakin bertambahnya kedalaman laut, kandungan

pigmen fikoeritrin semakin bertambah. Hal tersebut karena rendahnya

kandungan klorofil a, sehingga memicu pembentukan fikoeritrin yang

lebih banyak untuk membantu penyerapan cahaya yang digunakan untuk

fotosintesis.

Fikoeritrin ini salah satu pigmen yang paling stabil dari semua yang

termasuk dalam fikobiliprotein karaena mempunyai sebuah subunit γ yang

berada di pusat rongga molekul. Struktur subunit fikoeritrin adalah (αβ)6γ

dan mempunyai berat molekul 250 × 103 dengan nilai absorbansi

maksimal sekitar 580 nm mempunyai dua tipe kromofor ‘s’ (sensitizing)

dan ‘f’ (fluorescing).

Fikoeritrin merupakan sebuah protein globular dan larutannya merupakan

larutan multikomponen. Fikoeritrin mempunyai kestabilan yang tinggi

dibandingkan dengan pigmen yang lain, dengan rentang pH antara 5.4-6.8,

sedangkan menurut hasil penelitian Kawsar, R-PE dapat stabil pada pH

antara 3.5 sampai 9.5, dan apabila pH melebihi nilai tersebut maka pigmen

fikoeritrin tidak menampakan warna merahnya. Fikoeritrin telah

ditemukan di beberapa jenis rumput laut merah seperti Gracillaria sp.,

Eucheuma sp., dan Porphyra yezoensis.

Fikoeritrin merupakan protein yang bekerja sebagai pigmen pelengkap

pada algae merah dan alga biru-hijau seperti halnya fikobilin, berfungsi

dalam sel alga untuk membantu klorofil-a dalam menyerap cahaya pada

proses fotosintesis. Cahaya yang diserap oleh fikoeritrin secara efisiensi

dipindahkan ke fikosianin, kemudian ke allofikosianin, diteruskan ke

allofikosianin B dan terakhir ke klorofil.

Berdasarkan serapan spektranya fikoertitrin dibagi menjadi : B-fikoeritrin

(B-PE), R-fikoeritrin (R-PE) dan C-fikoeritrin (C-PE), R-PE jenis

fikobiliproteoin yang mendominasi algae merah. Pigmen tersebut

merupakan jenis pigmen yang larut air dan protein stabil. R-PE bisa

digunakan dalam produksi makanan dan kosmetik, dan berperan penting

dalam beberapa teknik biokimia yang berkaitan dengan sifat

fluoresensinya. R-PE biasanya dapat digunakan untuk pelabelan dalam

immunologi, sel biologi dan flow cytometry, selain itu dapat digunakan

sebagai bahan celup alami makanan dan sebagai penanda dalam gel

elektroforesis dan isoelektrofocusing.

Gambar 11. Struktur Kimia Fikoeritrin

Fikoeritrin merupakan pigmen yang berguna bagi kesehatan, berdasarkan

hasil uji menggunakan metode DPPH (2,2-difenil-1-pikrilhidrazil)

fikoeritrin berpotensi sebagai antioksidan (Pumas et al., 2012). Dengan

begitu, pigmen tersebut dapat memperlambat bahkan menghambat

oksidasi suatu zat, dapat melindungi sel dari dampak serangan radikal

bebas. Selain sebagai antioksidan juga berpotensi sebagai pewarna alami

dan label fluorensi yang dapat stabil pada suhu tinggi.

Tingginya koefisien serapan molar yang mendekati 2,4x106 m-1 cm, hasil

fluoresensi kuantum yang tinggi sekitar 0,8, stabilitas oligomer yang tinggi

dan fotostabilitas tinggi, PE telah digunakan secara luas dalam

perindustrian, laboratorium penelitian immunologi, dan teknik biokimia.

Banyak teknik bioteknologi juga mengembangkan PE sebagai agen pelabel

fluoresensi, contohnya sebagai label antibodi, antigen reseptor dan

molekul biologi yang lain, yang mana dapat digunakan dalam percobaan

immunolabeling dan mikroskopi fluoresensi atau tes diagnosa, selain itu

PE juga penting digunakan pada produksi cahaya fluoresensi dalam

aplikasi makanan, terutama minuman. Protein ini mempunyai beberapa

kelebihan di bidang bioteknologi dalam olahan pakan, kosmetik, dan

proses analitik.

PE dapat digunakan untuk mendeteksi jumlah salinan antigen pada

permukaan sel. Misalnya, pada pembentukan Epidermal Growth Factor

(EGF) atau faktor pertumbuhan epidermal untuk tipe sel yang berbeda-

beda dapat diselidiki menggunakan biotinil EGF kompleks dengan

antibodi fikoeritrin-label anti-biotin.

Fikobiliprotein dapat digunakan sebagai photosensitizer untuk pengobatan

tumor, berpotensi sebagai pengganti Fotofrin (salah satu jenis agen peka

cahaya pada terapi fotodinamik). Fikobiliprotein dapat digunakan sebagai

pelabel dalam analisis sel yang sama pentingnya dalam penggunaan

fikobiliprotein dalam aplikasi histokimia. Kombinasi antara fikobiliprotein

dan pewarna spesifik sebagai penanda menunjukkan lokalisasi beberapa

antigen bagian jaringan tunggal menggunakan mikroskopi fluoresensi.

Fikobiliprotein mempunyai nilai ekonomi yang tinggi karena melihat

beberapa potensi yang dimilikinya. Tetapi ketersediaan pigmen tersebut

terbatas, metode prifikasi yang sulit dan membutuhkan banyak waktu, dan

untuk ekstrak kasar pigmen tersebut tidak mudah karena membutuhkan

metode untuk melepaskan polisakarida dari sel algae, dimana algae laut

merupakan organisme yang mengandung banyak polisakarida.

(Abfa dkk, 2013)

DAFTAR PUSTAKA

Abfa, Iqna Kamila, Budhi Prasetyo dan A. B. Susanto. 2013. Karakteristik

Fikoeritrin Sebagai Pigmen Asesoris Pada Rumput Laut Merah, Serta

Manfaatnya. Jurnal. Seminar Nasional X Pendidikan Biologi FKIP UNS.

Astawan, Made. 2008. Khasiat Warna-warni Makanan. Jakarta: Gramedia

Pustaka Utama.

Belitz, H. –D., W. Grosch dan P. Schieberle. 2009. Food Chemistry. Heidelberg:

Springer.

Delgado-Vargas, F., A. R. Jiménez dan O. Paredes-López. 2000. Natural

Pigments: Carotenoids, Anthocyanins, and Betalains – Characteristics,

Biosynthesis, Processing and Stability. Jurnal. Critical Reviews in Food

Science and Nutrition; 40(3): 173-289.

Febriansah, Rifki, Luthfia Indriyani, Kartika Dyah Palupi dan Muthi’ Ikawati.

2008. Tomat (Solanum lycopersicum L.) sebagai Agen Kemopreventif

Potensial. Jurnal. Yogyakarta: Universitas Gadjah Mada.

Jaya, Evie Fitrah Pratiwi. 2013. Pemanfaatan Antioksidan dan Betakaroten Ubi

Jalar Ungu pada Pembuatan Minuman Non-Beralkohol. Jurnal Media

Gizi Masyarakat Indonesia, Vol. 2, No. 2: 54-57.

Kailaku, Sari Intan, Kun Tanti Dewandari dan Sunarmani. 2007. Potensi Likopen

dalam Tomat untuk Kesehatan. Balai Besar Penelitian dan Pengembangan

Pascapanen Pertanian.

Maulida, Dewi dan Naufal Zulkarnaen. 2010. Ekstraksi Antioksidan (Likopen)

dari Buah Tomat Dengan Menggunakan Solven Campuran, n-Heksana,

Aseton dan Etanol. Skripsi. Semarang: Universitas Diponegoro.

Nawaly, Hermanus, A. B. Susanto, dan Jacob L. A. Uktolseja. 2009. Senyawa

Bioaktif dari Rumput Laut sebagai Antioksidan. Jurnal Seminar Nasional

X Pendidikan Biologi FKIP UNS.

Novianti, Trisita, Wignyanto dan Irnia Nurika. 2010. Optimasi Produksi Spora

Penghasil β-Karoten dari Kapang Neurospora sitophila Menggunakan

Metode Permukaan Respon. Jurnal Teknologi Pertanian Vol. 5 No. 2: 64-

75.

Parwata, I M. Oka Adi, K. Ratnayani dan Ana Listya. 2010. Aktivitas Antiradikal

Bebas Serta Kadar Beta Karoten pada Madu Randu (Ceiba pentandra)

dan Madu Kelengkeng (Nephelium longata L.). Jurnal. Jurnal Kimia 4(1):

54-62.

Pradhana, Harya. 2008. Pengaruh Temperatur, Lama Pemanasan dan

penambahan Minyak Zaitun Terhadap Kadar Likopen Dalam Sampel

Buah Tomat. Skripsi. Depok: Universitas Indonesia.

Rodriguez-Amaya, Delia B. 2001. A Guide to Carotenoid Analysis in Foods.

Washington, D. C.: International Life Science Institude Press.

Seafast Center. 2012. Pewarna Alami untuk Pangan – Kuning-Merah Karotenoid.

http://seafast.ipb.ac.id/. Diakses pada 10 Juni 2014 pukul 13.46.

Suparmi dan Achmad Sahri. 2009. Kajian Pemanfaatan Sumber Daya Rumput

Laut dari Aspek Industri dan Kesehatan. Jurnal Sultan Agung Vol. XLIV

No. 118: 95-116.

Vainio, H. 1996. Beta carotene and Cancer: Risk or Protection? Jurnal.

Scandinavian Journal of Work, Enviroment and Health; 22(3): 161-163.

LAMPIRAN

Lampiran 1

Lampiran 2

Lampiran 3