Pigmen hayati

Pigmen hayati adalah kelas pigmen yang dihasilkan secara alami oleh organisme atau mikroorganisme atau makhluk hidup lainnya. Pigmen hayati terutama dihasilkan oleh tumbuhan, alga, sejumlah bakteri, dan beberapa fungi (jamur). Ada pula hewan yang menghasilkan sendiri pigmen, meskipun banyak di antaranya memperoleh pigmen dari makanannya.

Model 3D dari molekul klorofil.

Antosianin memberikan beberapa petal berwarna ungu.

Pigmen hayati memiliki fungsi metabolik penting, terutama sebagai penangkap energi cahaya atau penetral oksidan. Hal ini dapat dilakukan karena pigmen hayati, sebagaimana pigmen lainnya, memiliki kemampuan mengubah konformasi molekul melalui reaksinya terhadap cahaya.

Pigmen hayati bereaksi terhadap cahaya melalui sistem konjugasi yang pada umumnya terjadi karena ada rangkaian ikatan tunggal dan rangkap yang berselang-seling. Cahaya akan memberikan foton dan kelebihan energi ini membuat elektron tereksitasi ke orbital dengan energi lebih tinggi. Perubahan ini merangsang proses resonansi pada rangkaian ikatan tunggal dan rangkap dan mentransfer elektron. Selain sistem konjugasi, reaksi terhadap cahaya juga dapat terjadi karena adanya ikatan terhadap atom/ion logam dalam struktur kompleks.

Pigmen-pigmen hayati tumbuhan dan alga termasuk dalam kelas klorofil, karotenoid, antosianin, dan betalain. Pigmen yang dihasilkan hewan misalnya adalah melanin.

Pigmen ini aman untuk digunakan, karena pigmen ini tidak mengandung senyawa toksik terhadap manusia. Penggunaan biopigmen ini sudah banyak digunakan terutama pada bidang industri pangan, seperti makanan dan minuman.

Warna pigment berbeda dari warna struktural karena sama untuk semua sudut pandang, sedangkan warna struktural adalah hasil dari pemantulan atau iridesensi yang dipilih, biasanya karena struktur multi-lapisan. Misalnya, sayap kupu-kupu biasanya berisi warna struktural, meskipun banyak kupu-kupu memiliki sel yang berisi pigment juga.

Pigmen mikroorganisme

• Pioverdin dari bakteri Pseudomonas aeruginosa untuk menghasilkan warna hijau.
• Violacein dari bakteri Chromobacter violaceum untuk menghasilkan warna ungu.
• Prodigiosin dari bakteri Serratia marcescens untuk menghasilkan warna merah muda pada suhu 28 celcius.

Pigmen tumbuhan

Fungsi utama pigmen pada tumbuhan adalah fotosintesis, yang menggunakan klorofil pigmen hijau dan beberapa pigmen warna-warni yang menyerap energi cahaya sebanyak mungkin.[4][5] Pigmen juga diketahui berperan dalam penyerbukan di mana akumulasi atau hilangnya pigmen dapat menyebabkan perubahan warna bunga, memberi sinyal kepada penyerbuk bunga mana yang menguntungkan dan mengandung lebih banyak serbuk sari dan nektar.

Pigmen tumbuhan mencakup banyak molekul, seperti porfirin, karotenoid, antosianin, dan betalain. Semua pigmen biologis secara selektif menyerap panjang gelombang cahaya tertentu sambil memantulkan yang lain.[4][5] Pigmen utama yang bertanggung jawab adalah:

Klorofil adalah pigmen utama pada tanaman; itu adalah klorin yang menyerap panjang gelombang cahaya biru dan merah sambil memantulkan sebagian besar warna hijau. Kehadiran dan kelimpahan relatif klorofillah yang memberi warna hijau pada tumbuhan. Semua tumbuhan darat dan alga hijau memiliki dua bentuk pigmen ini: klorofil a dan klorofil b. Kelp, diatom, dan heterokont fotosintesis lainnya mengandung klorofil c, bukan b, sedangkan ganggang merah hanya memiliki klorofil a. Semua klorofil berfungsi sebagai sarana utama yang digunakan tanaman untuk mencegat cahaya untuk mendorong fotosintesis.

Karotenoid adalah tetraterpenoid berwarna merah, jingga, atau kuning. Selama proses fotosintesis, mereka memiliki fungsi dalam pemanenan cahaya (sebagai aksesori pigmen), dalam fotoproteksi (disipasi energi melalui pendinginan non-fotokimia serta pemulung oksigen singlet untuk pencegahan kerusakan fotooksidatif), dan juga berfungsi sebagai elemen struktur protein. Pada tanaman tingkat tinggi, mereka juga berfungsi sebagai tanaman hormon prekursor asam absisat.

mereka larut dalam air, tetapi tidak seperti antosianin, mereka disintesis dari tirosin. Kelas pigmen ini hanya ditemukan di Caryophyllales (termasuk kaktus dan amaranth), dan tidak pernah terjadi bersamaan pada tumbuhan dengan anthocyanin. Betalain bertanggung jawab atas warna merah tua bit.

Antosianin (secara harfiah berarti "bunga biru") adalah pigmen flavonoid yang larut dalam air yang tampak merah hingga biru, menurut pH. Mereka terjadi di semua jaringan tanaman tingkat tinggi, memberi warna pada daun, batang tanaman, akar, bunga, dan buah, meski tidak selalu dalam jumlah yang cukup untuk terlihat. Anthocyanin paling terlihat di kelopak bunga dari banyak spesies.

Tanaman, secara umum, mengandung enam karotenoid di mana-mana: neoxanthin, violaxanthin, antheraxanthin, zeaxanthin, lutein dan β-carotene.[7] Lutein adalah pigmen kuning yang ditemukan dalam buah-buahan dan sayuran dan merupakan karotenoid yang paling melimpah pada tanaman. Likopen adalah pigmen merah yang bertanggung jawab atas warna tomat. Karotenoid lain yang kurang umum pada tumbuhan termasuk lutein epoksida (pada banyak spesies kayu), laktukaxantin (ditemukan pada selada), dan alfa karoten (ditemukan pada wortel). [8]

Manifestasi pigmentasi yang sangat nyata pada tanaman terlihat dengan warna daun musim gugur, sebuah fenomena yang mempengaruhi daun hijau biasanya dari banyak pohon dan semak yang meranggas dimana mereka mengambil, selama beberapa minggu di musim gugur, berbagai nuansa merah, kuning, ungu, dan cokelat.[9]

Klorofil terdegradasi menjadi tetrapyrroles tidak berwarna yang dikenal sebagai katabolit klorofil nonfluorescent (NCCs).[10] Saat klorofil dominan terdegradasi, pigmen tersembunyi dari xantofil kuning dan beta-karoten oranye terungkap. Pigmen ini hadir sepanjang tahun, tetapi pigmen merah, antosianin, disintesis secara de novo setelah kira-kira setengah dari klorofil telah terdegradasi. Asam amino yang dilepaskan dari degradasi kompleks pemanenan cahaya disimpan sepanjang musim dingin di akar, cabang, batang, dan batang pohon hingga musim semi berikutnya saat didaur ulang untuk membuka kembali pohon.

• Antosianin pada buah anggur dan blueberry

Pranala luar

• (Inggris) Biopigmen