Squalen Vol. 1 No. 1, Desember 2006
lfah Munifah  dan Thamrin  Wikanta
Balai Besar Riset Pengotahan produk dan Bioteknotogi Kelautan  dan perikanan

## PENDAHULUAN
Meskipun  berbagai  jenis antioksidan  dalam makanan  telah berkontribusi  dalam  pencegahan penyakit,  namun  sejumlah riset yang telah ditakukan lebih memfokuskan  pada tiga jenis antioksidan yaknivitamin E, vita- min C dan karotenoid  karena berperan penting sebagai  nutrien yang  diperlukan  dalam  metabolis- me tubuh  manusia.
Karotenoid  merupakan  se- kelompok pigmen merah,  oranye, dan  kuning  yang  dapat  ditemukan baik pada buah, umbi maupun daun tanaman,  juga dalam  daging hewan yang mengkonsumsi tanaman yang mengandung karoten.  Senyawa karotenoid memiliki aktivitas antioksidan, beberapa diantaranya adalah sebagai  prekursor  vitamin A. Sejumlah  karoten  yang penting yaitu  berupa  6-karoten,  p-karoten, likopen,  lutein, zeaxanthin,  dan B-cryptoxanthin (Langseth, 1 995; Zhao et al., 2004: Schulz et at., 2005). Beberapa  sumber se- nyawa  karoten  yaitu: 6-karoten pada  wortel,  B-karoten pada sayuran  hijau dan  buah buahan benvarna  kuning-oranye,  likopen pada tomat dan sayuran hijau, lutein dan zeaxanthin pada jagung dan sayuran benrvarna  hijau gelap, misalnya  brokoli dan bayam, B-cryptoxanthin  pada buah jeruk. Lebih dari 400 jenis senyawa karoten  telah  ditemukan dalam  tumbuhan  tingkat tinggi, alga,  dan juga  bakteri. Karoten dari tumbuhan  merupakan  komponen esensial untuk  proses  fotosintesis
echinenone
.. !^]=*\------ry-"
tunaxanthin
o.
-ffi-r___*-',
astaxanthin
---^x^
Gambar 1. struktur  kimia  senyawa-senyawa  karotenoid (Rodriguez,
2001;  Schulz  et at..2005).
dan bertanggung jawab terhadap bunga. selain itu karoten inijuga pewarnaan merah, oranye, dan merupakan  prekursoruntukproses kuning pada buah, sayuran dan pigmentasi  pada hewan laut,
L Munifah dan T. Wikanta
kuning telur, dan  lemak globulin yang bertindak sebagai  sumber vitamin A (Rodriguez,2001; Park et al.,2062\.
Karotenoif,  merupakan se- nyawa  yang  memilikistruktur  kimia tetraterpen  C40 yang tersusun  dari satuan isoprena  (C5),  termasuk pada kelas hidrokarbon,  dapat juga  berupa  turunan senyawa ber- oksigen seperti senyawa xantophylls  (Rodriguez, 2OO1 : Masaya, 2004). Gambar 1 merupakan  struktur  kimia senyawa karoten.
Jenis senyawa karoten yang paling berlimpah di alam adalah B-karoten yang merupakan senyawa provitamin A, memiliki aktivitas  antioksidan sangat kuat. Senyawa antioksidan akan berinteraksi  dalam tubuh  manusia secara sinergis dengan senyawa antioksidan  lain untuk  melindungi kerusakan yang diakibatkan  oleh reaksi  oksidasi.  Sebagai contoh, vitamin E dapat memproteksi molekul  B-karoten dari peristiwa oksidasi (sparing effects) (Paniagua & Lifran,  2000).
Proses terjadinya reaksi oksidasi oleh radikal bebas kemungkinan  berkontribusi pada pembentukan  kanker dan berbagai jenis penyakit  lain yang bersifat non bakterial dan non viral. Studi awal telah mengindikasikan bahwa beberapa antioksidan khususnya  B-karoten sangat bermanfaat  bagi penderita  kanker tahap awal  seperti  oral-leuko- plakia, kanker  paru-paru, larynx, kanker  payudara,  esophagus  dan juga pencegah  penyakit jantung (Langseth, '1995; Svilaas, et at., 2004).
Karotenoid  merupakan se- kelompok  pigmen  alami larut lemak yang dapat ditemukan dalam fitoplankton dan  beberapa  jenis fungiserta bakteri. Warna  merah, oranye,  dan  kuning yang  nampak pada buah dan sayuran berasal
dari karotenoid.  Beberapa  hewan laut seperti  salmon dan udang pemakan tumbuhan yang me- ngandung lebih dari 700 jenis senyawa yang merupakan penyusun  kelompok karotenoid, menyebabkan  hewan  tersebut memiliki warna  yang cerah. Karotenoid bukan hanya  sekedar pigmen, namun juga merupakan antioksidan. Di antara senyawa karoten tersebut yang memiliki aktivitas paling  baik sebagai antioksidan  adalah  astaxanthin (Kurashige,  1990;  Naguib,  2000).
Astaxanthin
Astaxanthin adalah senyawa pigmen dari  laut dengan struktur molekul  sedemikian rupa sehingga membuatnya menjadi aktif sebagai antioksidan.  Antioksidan merupakan suatu agen  yang bisa menghambat terjadinya  proses oksidasi.  Sejumlah  produk  nutrien alami dapat menetralisir efek oksidasi dari  radikal bebas dan senyawa  beracun  lainnya. Studi banding antara astaxanthin dan jenis karoten lainnya telah mem- perlihatkan  bahwa  astaxanthin memiliki  aktivitas  antioksidan 10 kali lebih kuat dari kelompok karoten berupa p-karoten, canthaxanthin, lutein,  dan  zea- xanthin (Naguib,  2000). Studi banding lainnya juga telah dilakukan  yakni antara senyawa astaxanthin dan vitamin E sebagai pencegah oksidasi pada lemak,  hasilnya menunjukkan bahwa  astaxanthin memiliki efektivitas 100-500  kali lebih  baik dari vitamin E dalam hal pencegahan peroksidasi  lemak secara in vivo (Kurashige, 1 990).
Kandungan  astaxanthin  dalam rumput laut  memiliki  aktivitas menghambat  paparan sinar UV dan juga memiliki efek protektif terhadap terbentuknya radikal bebas yang diproduksi oleh foto- oksidasi  akibat  paparan sinar UV. Stahl ef al.,(2000) dan Hawkins
ii (2003) telah mempelajari  efek protektif dari  astaxanth  in, B-karoten dan retinol dalam  melawan foto- oksidasi  akibat  paparan sinar UV.' Hasilnya memperlihatkan bahwa astaxanthin lebih efektif  dalam hal mengurangi  terbentuknya  senyawa polyamine,  yaitu suatu senyawd yang dapat menyebabkan kerusakan kulit. Pada suatu kelompok  percobaan  (treatment group)  yang telah  mengkonsumsi astaxanthin, terbentuk jdnis senyawa  polyamine  lebih sedikit dari kelompokkontrol, sedangkan kelompok yang  tidak meng- konsumsi astaxanthin (control group) akan tidak terlindungi dari paparan  UV sehingga  mengalami kerusakan kulit akibat dari terbentuknya  senyawa  polyamine sebesar 4,1 kali lipat lebih besar dari kelompok  percobaan yang telah  mengkonsumsi  astaxanthin. Studi ini menyimpulkan  bahwa astaxanthin bekerja dengan cara menghasilkan  enzim yang meng- uraikan senyawa polyamine  akibat dariproses radiasi  UV (Stahl ef a/., 2000)
Penelitian juga menunjukkan bahwd aStaxanthin memiliki aktivitas  cardioprotecfive melalui kemampuannya menurunkan oksidasi  HDL (kolesterol baik) yang merupakan  agen pentransfer kolesterol dalam darah. Untuk membentuk fungsi  jantung yang sehat  maka diperlukan  kandungap HDL yang tinggi.  dan kandungan LDL (kolesterol jahat) yang rendah  dalam aliran darah. Asupan  astaxanthin  selama  30 hari akan  meningkatkan kandungan kolesterol HDL menjadi 57mg/ dL, sedangkan  kandungan LDL menurun  dari 12,5  mg/dL menjadi 9,6 mg/dL  (Murillo dalam Hawkins, 2003). Persyaratan  untuk jantung yang sehat adalah kandungan HDL minimal42,4  mgldL.
Astaxanthin  dapat ditemukan pada biota laut  diantaranya  pada alga hijau Haematococcus pluvialis,  pada beberapa  jenis
ikan  seperti  ikan salmon, tuna dan trout, juga  terdapat pada kelompok krustasea (misal udang, lobster, dan  kepiting/ rajungan) serta ragi Phaffia rhodozyma.  Penelitian  terhadap ekstrak lobster Homarus asfacus menghasilkan  suatu senyawa  aktif yang  terkarakterisasi sebagai astaxanthin (Naguib, 2000; Paniagua & Lifran; 2000). Hasil penelitian tersebut  menyimpulkan bahwa keberadaan astaxanthin berlimpah di alam ini, namun hampir semuanya  terdapat  dalam konsentrasi  yang rendah. Biota laut yang paling memungkinkan sebagai  sumber  astaxanthin adalah  alga  hijau Haematococcus pluvialis  yang juga mengandung jenis senyawa  karoten  lainnya berupa lutein,  likopen  dan B- karoten.  Keberadaan  astaxanthin dalam  mikroalga ini biasanya berupa ester dari berbagai macam asam lemak.  Senyawa perantara dalam pembentukan karoten pada biota  laut yaitu berupa  echinenone  dan can- thaxanthin yang sering  terdeteksi sebagai  senyawa  karoten minor. Senyawa karoten mayor pada jenis ikan tuna  yaitu tunaxanthin (Rodriguez,  2001).
Berdasarkan  pemaparan di atas,  maka akan sangat ber- manfaat jika dilakukan penelitian mengenai isolasi senyawa astaxanthin dalam upaya pe- manfaatan biota laut untuk menggali  potensi organisme  laut.
Beberapa Sifat Fisika  dan Kimia dari Senyawa  Karoten
Pemahaman yang baik mengenai sifat  fisika dan kimia pada  senyawa karoten akan memudahkan analis  untuk me- nentukan  karotenoid  dengan  hasil relibilitas  yang  lebih baik.

## Sifat  Solubilitas
Karotenoid bersifat lipofilik, artinya tidak larut dalam  air tetapi
larut dalam  pelarut  organik  berupa aseton,  alkohol, etil  eter, petroleum eter,  heksan, toluena, kloroform, dan etil asetat. Senyawa karoten berupa xantophyll  akan larut lebih baik dalam metanol  dan etanol, sedangkan karotenoid berbentuk kristal akan sulit untuk  dilarutkan dalam pelarut di atas tetapi akan lebih mudah  larut  dalam oelarut benzena dan diklorometan.
Kelarutan  p-karoten, xantophyll, dan lutein dalam  pelarutTHF  (tetra hidro furan) akan lebih baik (Rodriguez,  2001; Schulz et al., 2005).
Absorpsi  Cahaya
Struktur  kimia dengan ikatan rangkap  terkonjugasi yang merupakan gugus kromopor menyebabkan  karotenoid memiliki spektrum absorpsi  visible  yang bermanfaat sebagai dasar identifikasi  dan analisa  kuantitatif. Warna yang dimilikinya me- mungkinkan analis untuk memonitor  langkah-langkah  dalam menganalisa senyawa  karoten. Perubahan warna  karoten selama analisa memberikan  indikasi  pada
Squalen  Vol. 1 No. 1, Desember 2006
pendegradasian dan roOifif""l struktur (Rodriguez, 2001 ; lsaacson et al.,2004).
Spektroskopi UV-Visible merupakan  instrumen yang paling sering digunakan untuk mdnganalisa  senyawa  karoten (Rodriguez, 2001; Zhao et at.-, 2004). Sebagian  besar senyawa karoten  akan  mengabsorbsi  pada 3 panjang gelombang yang berbeda, sehingga  menghasilkan 3 spektra. Semakin besar  bilangan konjugasi  pada ikatan rangkap, maka  akan semakin besar  nilai l" max. Gambar 2 dan 3 mem- perlihatkan  spektra lJV-Visible dari beberapa senyawa karoten.

## Sifat Adsorpsi  dan  Partisi
Terdapatnya subtituen oksigen akan meningkatkan  sifat adsorpsi, sifat ini akan tergantung  pada tipe, jumlah,  dan lokasi  dari gugus fungsi yang  mengikat  oksigen pada senyawa karoten. Hal ini di- perlihatkan  pada kromatografi lapisan tipis plat silika dengan menggunakan pelarut  3% metanol dalam benzena atau 5o/o metanol dalam toluena, semua  karoten
-.1+i I I 5{"r{r.!* !t'1 t i t I 1 a \ ! 1 1 1 i I i \- L.#_-#" u,j"' #.ti I i  -1 t.r;,95 ---*-T- *- -* "i*"-'-- T*"*' *--T**"- **a 50& r:r 55+ #  glil  *  6tril.* ?dil ;:j
$..r +ru*l  * r1*fltr
{}c:,1
Gambar 2. Spektra UV-Visible  dari  B-karoten  standar (Zhao  et al.,
2004;  Schulz  et at.,2005).
l. Munifah dan T. Wikanta ',,: €5G Ebrsk€t+* {.srli
,:.:;.i:.l]']!.:::-i'.]l:i.:1i:,,11..:1...1....:....
Gambar3. Spektra  UV-Visible  dari Likopen (_), y-karoten C---), B-karoten  (-.-.-) dan cr-karoten  (....) dalam  pelarut petroleum  eter (Rodrigu ez, 2001 ).
berwarna merah, or"ny",' O"n kuning yang dapat  ditemukan  pada buah, umbi, maupun daun tanaman, juga  dalam daging  hewan yang mengkonsumsi  tanaman yang-mengandung  karoten.
Beberapa jenis  karoten yang telah  dikenal antara lain B-karoten, lutein, lycopene,  dan astaxanthin. Diantara  senyawa  karoten tersebut yang memiliki aktivitas  paling baik sebagai antioksidan adalah astaxanthin. Senyawa astaxanthin memiliki  aktivitas  antioksidan 1O kali lebih  kuat.dari kelompok karoten berupa B-karoten, canthaxanthin,  lutein,  dan zeaxan- thin, juga berpotensi sebagai card io prote cflye. Astaxanthin  dapat ditemukan  pada biota  laut di antaranya pada alga hijau H aematococcus pluvialls, pada beberapa jenis  ikan  seperti ikan salmon, tuna  dan trout, juga terdapat  pada  kelompok krustasea (udang,  lobster,  dan kepiting/ rajungan) serta ragi Phaffia rhodozyma. Sebagai upaya menggali  potensi organisme laut, maka  akan sangat bermanfaat  jika dilakukan penelitian mengenai isolasi senyawa  astaxanthin dari biota laut mengingat potensinya sebagai antioksidan, bersifat cardioprotective  dan  sebagai  UV- protector.

## DAFTARPUSTAKA
Hawkins,  E.B. 2003.'Astaxanthin  and oxidative  stress. Journal of Natu- ral Pharmacy.  October. p.20-21
lsaacson, T., Ohad, 1., Beyer,  P. and Hirschberg, J.2004. Analysis in vitro of the enzyme CRTISO  es- tablishes a poly-cis-carotenoid biosynthesis  pathway in plants. J. Am.Soc.Plant Physiology.  De- cember  (136). p. 4246-4255.
Kurashige, M. 1990.  Inhibition of oxi- dative injury of biological mem- branes by astaxanthin.  Physi- ological Chemistry and Physics and Medical NMR.22 (1):27-38 Langseth,  L. 1995. Oxidants, Antioxi-
-i $ # E {
dalam sampel akan terelusi bersamaan dengan bergeraknya pelarut  pada plat silika, sedangkan xantophyll  akan terdistribusi  dalam plat tergantung pada jumlah dan jenis substituen  yang  ada di dalamnya  (Zhao et a1.,2004).
Gugus hidroksil banyak mempengaruhi  proses adsorpsi akan tetapi  pada  reaksi metilasi, asetilasi, dan silisasi akan mengurangi  efek ini. Affinitas gugus karbonil lebih kecil daripada  gugus hidroksil. Kontribusi gugus fungsional  pada affinitas  adsorpsi akan  meningkat  sesuai dengan urutan berikut:
-OR < -C=O  < 2[-C=O]< -OH < -cooH
Berdasarkan sifat kimia dan fisika yang telah dipaparkan tersebut, maka diharapkan  terdapat beberapa pilihan  metode analisa yang  dapat  memberikan hasil dengan presisi  dan  akurasi  tinggi sehingga mendekati yang sebenarnya  (precise a nd accu  rate).
Karena senyawa  karotenoid dianalisa menggunakan  cahaya
absorbsi pada daerah visible. maka  akan sangat  memungkinkan terjadi interferensi  dari senyawa non karoten. Untuk mengurangi kesalahan tersebut, maka diperlukan  teknik  analisa  tersendiri. Misal,  untuk antosianin bersifat larut  dalam  air. Senyawa ini tidak akan terekstraksi  dengan  karoten dan  akan  terpisahkan selama proses partisi.  Untuk pigmen klorofil, dapat  dieliminasi melalui proses saponifikasi, jika proses ini tidak  berhasil maka langkah selanjutnya adalah kromatografi kolom. Melalui  kromatografi  kolom ini, klorofil  harus  dapaf terpisahkan dari karoten. Masalah umum  yang sering  muncul  dalam analisa senyawa  karoten adalah adanya interferensi  suatu jenis karoten dengan karoten lainnya selama pengukuran  dan kesalahan dalam mengidentifikasi jenis suatu karotenoid.

## KESIMPULAN
Karotenoid  merupakan se- kelompok  pigmen  alami  larut lipid
dants,  and Disease  prevention. International  Life Science Insti- tute  Press, Belgium
Masaya,  K.2004.  Accummulation of carote[oids and  expression  of carotenoid  biosynthetic  genes during matur.ation in citrus fruit. J. American Society of plant Bi- o/ogisfs. 2(3\: 824-837, Naguib,  Y.M.A. 2000. Antioxidant ac- tivities of astaxanthin and related carotenoids.  Journal of Agricul- tural Chemicals. 48:1150-11  54 Paniagua-Michael, J. and Liffan- Cabello,  M. 2000.  Carotenoids and retinoids metabolites as precursors of receptors-specific bioactive  compounds. Advances in shrimp. Avances  en nutrici6n acuicola Y. Memorias del V Simposium lnternacional de Nutrici6n AcuIcola. 19-22 Noviembre, 2000. M6rida. Yucat5n,  Mexico.
Park,  H., Kreunen, S.S.,  Cuttriss,  A.J.. Della, P.D. and Pogson, B.J. 2002. ldentification  of the caro- tenoid isomerase  provides  in- sight into carotenoid  biosynthe- sis, prolamellar  body formation, and  photomorphogenesis. J. American Society of plant Bioto- gisfs. 14 (2):321-332.
Rodriguez,  D. B. 2001 . A Guide to Carotenoid Analysis in Food. lLSl Press.  International  Life Sci- ences Institute. Washington. Schulz, M., Baranska, R. and Baranski.  2005. Potentialof NtR- FT-Raman  Spectroscopy in Natu- ral Carotenoid Analysis. pub- lished  online 26 January 2005 in Wiley Inter Science
(www. i nte  rsci e n ce.w i I ey. com). Stahl, W., Heinrich,  U., Jungmann,  H., Sies, H. and  Tronnier,  H. 2000. Carotenoids  and carotenoids plus vitamin e protect against
Squaten Vot. 1 No. 1, Desember 2006
ultraviolet  light  induced "r$tf,"r" in humans. Journal  of American Society for Clinicat Nutrition. 71..
795-798.
Svilaas, A., Sakhi, A.K., Andersen. L.F., Svilaas,  T., Stro"m, E.C.. David, R., Jacobs, Jr., Ose, L. and Blomhoff, R. 2004. Intakes of to- tal antioxidants in coffee, wine, and  vegetables are correlated with plasma carotenoids in hu- mans.  Journal  of American So- ciety for Nutritional Sciences.  22:
562-567.
Zhao,B.,Tham, S.Y., Lu, J.,  Lai, M.H., Lee,  L.K.H. and  Moochala, S.M. 2004. Simultineous  determina- tion  of vitamin C, E, anO 6-caro- tene in human plasma by HpLC with photodiode-array detection. J. Pharm Paharmaceut Sci. T (2):
200-2004.