Karotenoid: Perbedaan antara revisi

[[Berkas:Tomato.jpg|thumbjmpl|200px|Pigmen merah pada buah [[tomat]] adalah [[likopenalikopen]], suatu karotenoid.]]

'''Karotenoid''' adalah [[pigmen]] [[senyawa organik|organik]] yang ditemukan dalam [[kloroplas]] dan [[kromoplas]] [[tumbuhan]] dan kelompok [[organisme]] lainnya seperti [[alga]] ("ganggang"), sejumlah [[bakteri]] (fotosintentik maupun tidak), dan beberapa [[fungi]] (non-fotosintetik) .<ref name="Hirschberg">{{en}} {{cite journal | author = Hirschberg J, Cohen M, Harker M, Lotan T, Mann V, Pecker I | year = 1997 | month = | title = Molecular genetics of the carotenoid biosynthesis pathway in plants and algae | journal = ''Pure & Appl Chem'' | volume = 69 | issue = 10 | pages = 2151 | doi = | id = | url = | format = | accessdate = }}</ref>. Karotenoid dapat diproduksi oleh semua organisme tersebut dari [[lipid]] dan [[molekul]]-molekul penyusun [[metabolit]] organik dasar. Organisme [[heterotrof]] sepenuhnya, seperti hewan, juga memanfaatkan karotenoid dan memperolehnya dari makanan yang dikonsumsinya.

Ada dua kelompok besar karotenoid, yaitu [[xantofil]] (karotenoid yang membawa [[atom]] [[oksigen]]) dan [[karotenakaroten]] (karotenoid yang murni [[hidrokarbon]], tidak memiliki atom oksigen). Semua karotenoid adalah tetra[[terpenoid]] karena terbentuk dari delapan [[molekul]] [[isoprena]] sehingga memunyai 40 atom karbon.

Sebagai pigmen, karotenoid pada umumnya menyerap cahaya [[biru]] dan memantulkan [[warna]]-warna ber[[panjang gelombang]] besar ([[merah]] sampai [[kuning]] kehijauan). Pewarna alami pada kisaran merah, jingga, sampai kuning banyak yang merupakan anggotanya, seperti [[likopenalikopen]], [[karotena]], [[lutein]], dan [[zeaxantin]]. Zat-zat inilah yang biasanya menyebabkan warna [[merah]], [[kuning]] atau [[jingga]] pada [[buah]] dan [[sayuran]].

Peran terpenting karotenoid dalam proses fisiologi adalah sebagai zat [[antioksidan]] dan penghantar elektron dalam [[fotosintesis]].<ref name="mithra">{{en}} {{cite web| url = http://www.wisegeek.com/what-are-carotenoids.htm| title = What are Carotenoids?| first = S| last = Mithra| date = | month = | year = 2011| work = | publisher = Wisegeek| accessdate = 10-07-2011| quote = | ref =

| separator = | postscript = }}</ref>. Selain itu, beberapa karotenoid dapat diubah menjadi [[vitamin]] esensial.<ref name="mithra"/>.

<!--

| title = The ''Arabidopsis'' LUT1 locus encodes a member of the cytochrome P450 family that is required for carotenoid �ε-ring hydroxylation activity

| journal = Proceedings of the National Academy of Sciences

| id =

== Karakteristik umum ==

| date =

| month =

| work =

| publisher =

| quote =

| ref =

| separator =

| postscript = }}</ref> Manusia dapat menyerap dan membawa sekitar 25 jenis karotenoid ke dalam aliran [[darah]].<ref name="best"/>. Karotenoid yang paling banyak dikenal sesuai dengan namanya ditemukan dalam akar tunggang [[wortel]] ([[bahasa Latin Vulgar]], ''carota'') dan menghasilkan warna jingga terang akibat kandungan beta-karotena. Sumber beta-karotena yang juga umum dikenal adalah berbagai jenis [[waluh]]. Minyak sawit mentah adalah sumber karotenoid alam dengan nilai kesetaraan [[retinol]] (provitamin A) yang tertinggi. Buah [[tepurang]] diketahui mengandung konsentrasi likopena tertinggi, meskipun sumber yang paling dikenal orang adalah buah [[tomat]]. Karotenoid yang paling biasa ditemukan di alam adalah likopena dan β-karotena.

Warna yang dihasilkan karotenoid beragam, mulai dari kuning pucat, jingga terang, sampai merah tua, yang secara langsung terkait dengan [[struktur kimia]] masing-masing. Xantofil umumnya menghasilkan warna kuning, sesuai dengan nama kelas yang diberikan ([[bahasa Yunani KunaKuno]] ''ξανθός'', ''xanthos'', berarti "kuning"). Warna terjadi karena atom-atom karbon ikatan rangkap berinteraksi satu sama lain dalam proses yang disebut [[konjugasi (kimia organik)|konjugasi]], yang memungkinkan [[elektron]] dalam molekul untuk bergerak bebas akibat terjadinya resonansi ikatan rangkap. Seiring dengan peningkatan jumlah ikatan rangkap, elektron-elektron yang terkait dengan sistem terkonjugasi memiliki lebih banyak ruang untuk bergerak, dan membutuhkan energi lebih sedikit untuk mengubah strukturnya. Hal ini menyebabkan penurunan energi cahaya yang diserap oleh molekul. Semakin tinggi frekuensi cahaya yang diserap dari ujung pendek [[spektrum]] yang terlihat, akan menghasilkan penampilan senyawa yang semakin merah.

== Peran fisiologi ==

=== Tumbuhan dan alga ===

Karotenoid memegang dua fungsi utama pada [[tumbuhan]] dan [[alga]]. Fungsi pokok pertama adalah menyerap energi cahaya untuk digunakan dalam [[fotosintesis]]. Fungsi kedua adalah melindungi [[klorofil]] dari kerusakan akibat cahaya.

Pada tumbuhan, lutein adalah karotenoid yang jumlahnya paling melimpah dan perannya dalam mencegah penyakit mata manusia yang terkait usia sedang diteliti. Lutein dan pigmen karotenoid lainnya yang berada dalam daun sering tidak terlihat karena kalah pekat daripada [[klorofil]], pigmen lain yang juga memiliki "ekor" terpena. Ketika klorofil tidak ada atau hanya sedikit, seperti pada daun muda, daun sakit (misalnya mengalami [[klorosis]]), dan daun yang menua siap berguguran (seperti daun-daun di [[musim gugur]]), karotenoid kuning, merah, dan jingga akan tampak mendominasi warna daun. Penjelasan yang sama juga berlaku bagi warna [[buah-buahan|buah]] matang, misalnya pada buah [[tomat]] serta kulit buah [[jeruk]] dan [[pisang]]. Namun demikian, warna merah, ungu, dan kombinasi kedua warna tersebut, yang juga banyak dimiliki daun pada [[musim gugur]] dan buah-buahan, dihasilkan dari kelompok pigmen lain di dalam [[sel (biologi)|sel]], yaitu [[antosianin]]. Berbeda dari karotenoid, antosianin tidak dihasilkan daun sepanjang musim, namun hanya aktif diproduksi menjelang akhir [[musim panas]].<ref>Davies‏Davies, Kevin M. (2004). Plant pigments and their manipulation. Wiley-Blackwell. p. 6. ISBN 1-4051-1737-0.</ref>.

=== Hewan ===

Karotenoid memiliki banyak fungsi [[fisiologi]] pada [[hewan]]. Melihat strukturnya, karotenoid sangat efisien menangkal radikal bebas dan juga meningkatkan sistem kekebalan tubuh [[vertebrata]]. Ada beberapa lusin karotenoid dalam makanan yang dikonsumsi manusia dan sebagian besar merupakan [[antioksidan]]<ref>[http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/10511324 β-Carotene and other carotenoids as antioxidants.] From [http://www.ncbi.nlm.nih.gov/sites/entrez/ U.S. National Library of Medicine]. November, 2008.</ref> yang berguna bagi kesehatan. Studi epidemiologi telah menunjukkan bahwa asupan β-karotena tinggi dan tingkat β-karotena di [[plasma darah]] yang tinggi secara signifikan dapat mengurangi resikorisiko [[kanker paru-paru]]. Namun demikian, penelitian [[suplemen]]tasi dengan dosis β-karotena tinggi pada perokok malah menunjukkan peningkatan risiko [[kanker]] (kemungkinan karena dosis β-karotena yang berlebihan menghasilkan produk pemecahan yang mengurangi plasma vitamin A dan memperburuk proliferasi sel [[paru-paru]] yang disebabkan oleh asap).<ref>{{cite journal |author=Alija AJ, Bresgen N, Sommerburg O, Siems W, Eckl PM |title=Cytotoxic and genotoxic effects of β-carotene breakdown products on primary rat hepatocytes |journal=Carcinogenesis |volume=25 |issue=5 |pages=827–31 |year=2004 |pmid=14688018 |doi=10.1093/carcin/bgh056 |url=http://carcin.oxfordjournals.org/cgi/content/full/25/5/827}}</ref>. Hasil serupa juga telah ditemukan pada hewan lainnya.

Sebagian besar hewan, termasuk manusia, tidak mampu menyintesis karotenoid dan mendapatkannya melalui asupan makanan. Perkecualian adalah [[kutu daun|afid]] ''Acyrthosiphon pisum'', yang memiliki kemampuan sintesis karotenoid bernama [[torulena]] oleh [[gen]] yang diduga telah diperolehnya dari [[fungi]] (jamur) melalui proses [[transfer gen]] horizontal.<ref name="moran2010">{{cite doi|10.1126/science.1187113}}</ref>.

=== Kesehatan manusia ===

Pada manusia, empat karotenoid (beta-karotena, alfa-karotena, gamma-karotena, dan beta-kriptoxantin) memiliki aktivitas vitamin A (yang berarti dapat dikonversi menjadi retinol) dan juga dapat bertindak sebagai antioksidan. Pada mata manusia, dua karotenoid lainnya (yaitu lutein dan zeaxantin) berperan langsung sebagai penyerap cahaya biru dan cahaya di sekitar sinar ultraviolet yang bersifat merusak sehingga melindungi makula pada retina. Manusia dapat menyerap dan membawa sekitar 25 jenis karetonoid ke dalam aliran darah.Karetonoid tersebut ditransportasikan oleh partikel [[kolesterol]] yang kaya lipid ([[LDL]] di dalam tubuh karena senyawa tersebut paling baik larut dalam lipid.<ref name="best"/>.

Manusia yang mengonsumsi makanan alami kaya karotenoid melalui buah-buahan dan sayuran diketahui lebih sehat dan mortalitasnya lebih rendah apabila terkena sejumlah penyakit kronis. Namun demikian, hasil meta-analisis dari 68 percobaan suplementasi antioksidan yang melibatkan total 232.606 individu menyimpulkan bahwa mengonsumsi suplemen β-karotena tidak selalu bermanfaat dan kemungkinan dapat membahayakan, meskipun kesimpulan ini muncul karena dalam penelitian ini juga melibatkan perokok. Pengecualian berlaku untuk buah gac dan minyak sawit mentah, yang merupakan buah paling kaya karotenoid dan sayuran yang rendah lemak. Karena lipid diduga menjadi faktor penting untuk ketersediaan hayati karotenoid, sebuah studi yang dilakukan pada tahun 2005 menyelidiki apakah penambahan buah alpukat atau minyak [[apokat]], sebagai sumber lipid, akan meningkatkan penyerapan karotenoid pada manusia. Studi ini menemukan bahwa penambahan buah alpukat danatau minyak apokat secara signifikan meningkatkan penyerapan subyek dari semua karotenoid yang diuji (α-karotena, β-karotena, likopena, lutein, dan zeaxantin).

== Biosintesis ==

Biosintesis karotenoid telah banyak dipelajari dan diketahui dengan cukup baik. Sebagai salah satu bentuk isoprenoid (senyawa-senyawa turunan isoprena), pembentukan karotenoid pada tumbuhan terjadi melalui jalur MEP, suatu cabang [[siklus Calvin]], yang berlangsung secara lokal di [[plastida]].

Karotenoid dibentuk dari aktivitas enzim fitoena sintase (''phytoene synthase'') yang disintesis oleh keluarga gen ''phytoenesynthase'' (''psy'') yang menggabungkan dua GGDP membentuk fitoena dan dua piro[[fosfat]]. Tahap pertama ini diketahui berlaku umum, baik untuk tumbuhan, alga, maupun bakteri.

Selanjutnya fitoena akan digarap oleh enzim yang berbeda-beda membentuk likopena, ada yang langsung, seperti pada bakteri ''Erwinia uredovora'' oleh gen ''carotene isomerase'', ''crtI'', maupun yang tidak langsung, seperti pada kebanyakan tumbuhan, melalui pembentukan senyawa antara [[zeta-karotena]].

Biosintesis karotenoid telah dimanfaatkan dalam pembentukan ''[[Golden Rice]]'', suatu [[beras]] hasil [[rekayasa genetik]] yang dapat menghasilkan sendiri beta-karotena sehingga berasnya berwarna kekuningan.

== Peran ekonomi ==

=== Parfum dan wewangian ===

=== Penyakit ===

Beberapa karotenoid yang diproduksi oleh bakteri berfungsi untuk melindungi diri dari serangan kekebalan oksidatif. Pigmen warna emas yang ditemukan pada beberapa strain ''[[Staphylococcus aureus]]'' sesuai dengan nama yang diberikan (''aureus'' : keemasan) adalah karotenoid yang disebut [[stafiloxantin]]. Jenis karotenoid ini menentukan faktor virulensi melalui tindak antioksidan yang membantu mikrobamikrob tersebut bertahan dari spesies oksigen reaktif yang digunakan oleh sistem kekebalan dalam tubuh inang.

| first =

| last =

| date =

| month =

| work =

| quote =

| ref =

| separator =

| postscript =

! Jenis karotenoid !! Peran !! Sumber !! Struktur kimia

| -Nutrisi esensial yang diubah tubuh menjadi [[vitamin A]]<ref name="mithra"></ref><br></br> -[[Antioksidan]] lemah, tapi efektif dalam menghambat [[oksigen]] tunggal<ref name="best"></ref><br></br> -Menstimulasi enzim-enzim untuk memperbaiki [[DNA]] yang rusak<ref name="best"></ref><br></br> -Meningkatkan aktivitas sel-sel imun<ref name="best"></ref><br></br> -Melindungi [[kornea]] [[mata]] dari sinar UV<ref name="best"></ref><br></br>

| -Pigmentasi warna merah pada berbagai jenis buah<ref name="best"></ref><br></br> -Melindungi kulit dari [[sinar ultraviolet|sinar UV]]<ref name="best"></ref><br></br> -Menurunkan kadar kolesterol jahat dalam darah (LDL)<ref name="best"></ref><br></br> -Antioksidan kuat untuk mengurangi kerusakan DNA dan protein tubuh<ref name="best"></ref> <br></br> -Melindungi dari [[kanker kulit]], [[Kanker prostat]], [[kanker adrenal]], dan [[kanker prostat]].<ref name="best"></ref>

| -Pigmentasi warna kuning dan hijau pada berbagai jenis makanan<ref name="best"></ref><br></br> -Bersama dengan zeaxantin merupakan penyusun setengah karotenoid dalam [[retina]] mata<ref name="best"></ref><br></br> -Menyerap sinar [[biru]] yang membahayakan tubuh <ref name="best"></ref><br></br> -Melindungi mata dari degenerasi dan [[katarak]]<ref name="best"></ref> <br></br> -Dapat berperan dalam melawan [[kanker kolon]]<ref name="best"></ref>

|| [[Bayam]], [[parslei]], [[kuning telur]], [[alpukatavokad]], [[brokoli]], [[paprika]], [[kol]], [[selada air]], [[jagung]] <ref name="best"></ref><ref name="mithra"></ref> ||

| Bersama dengan lutein merupakan jenis karotenoid satu-satunya dalam makula mata<ref name="best"></ref><br></br> -Menyerap sinar biru yang membahayakan tubuh <ref name="best"></ref><br></br> -Melindungi mata dari degenerasi dan katarak<ref name="best"></ref> <br></br>

== Rujukan ==

[[Kategori:KarotenoidKarotenoida]]