- Pendahuluan
Karotenoid
merupakan pigmen alami berwarna kuning, orange dan merah yang tersebar luas
pada tumbuahan, ganggang, jamur, khamir dan bakteri, baik pada jaringan
fotosintesis maupun pada jaringan nonfotosintesis ( Gross, 1991).
Karotenoid terdistribusi luas, memiliki
struktur yang berbeda-beda dan fungsi yang beraneka ragam. Di alam terdapat
lebih dari 600 karotenoid yang diisolasi dan di kelompokkan ( Pfander, 1987 ).
Fakta secara epidemologi dan hasil
penelitian menunjukan karotenoid berperan sebagai provitamin A dan antioksidan.
Karotenoid juga bermanfaat untuk meningkatkan sistem daya tahan tubuh dan
menurukan resiko penyakit degeneratif seperti kanker, penyakit kardiovaskuler,
penuaan serta katarak. Karotenoid juga diidentifikasi berpotensi menghambat
Alzheimer’s dan melindungi kerusakan hati.
Permintaan
makanan yang hanya mengandung unsur alami meningkat dan merupakan trend pasar
terhadap penggunaan pigmen alami. Karotenoid memiliki peranan utama,
dibandingkan pigmen lain yang berasal dari alam. Meskipun terdapat keanekaragaman
karotenoid alami maupun sintetik, namun penggunaan karotenoid sebagai perwarna
alami makanan lebih disukai dari pada senyawa sintetik. Sekarang perhatian
mulai tertuju pada karotenoid yang berasal dari mikrobia.
Mikrobia
merupakn sumber karotenoid, selain Dunaliella spp dan phafia
rhodozyma adalah khamir Rhodoturola glutinis yang menarik perhatian
secara komerisal. R glutinis menghasilkan karotenoid yang khas yaitu
torulene, torularhodin dan b-karoten pada berbagai prosentase. Rhodotorula
juga kaya akan lipid, protein dan vitamin, hal ini membuat Rhodotorula menjadi
makanan tambahan yang tepat.
Penelitian
sekarang ini difokuskan pada produksi karotenoid dari Rhodotorula secara
ekonomis dan efisien. Salah satu usaha untuk mengurangi biaya produksi adalah
mentah atau produk yang berasal dari agroindustri dan telah diusulkan sebagai
sumber karbohidrat alternatif dengan biaya rendah, sertadpat meminimalkan
masalah lingkungan maupunenergi yang berhubungan dengan penggolahan limbahnya.
Karotenoid
Karotenoid merupakan senyawa poliena isoprenoid
yang bersifat lipofilik atau tidak larut air, mudah di isomerisasi dan
dioksidasi, menyerap cahaya, meredam oksigen singlet, memblok reaksi radikal
bebas, dan dapat berikatan dengan
hidrofobik. Karotenoid dibentuk oleh menggabungan 8 unit isoprene ( C5
) dan pada umumnya unit-unit isoprene berikatan secara kepala-ekor,
kecuali pada pusat molekul berikatan secara ekor-ekor yang menjadikan molekul
karotenoid simetris.
Karotenoid
dapat dikelompokkan menjadi 2 golongan besar yaitu karotenoid hidrokarbon tidak
jenuh yang dikenal sebagai karoten ( g-, b-, g-karoten dan likopen ) dan turunan karoten
teroksigenasi yang disebut ksantofil. Menurut Bogert (1938), ksantofil
dapat disebut dengan karotenol karena struktur kimianya dan tidak terbatas pada
daun. Subsituen oksigen yang umum dalam ksantofil adalah kelompok hidroksi ( b-kriptoksantin ), keto ( kantaksantin ), epoksi
(violaksantin) dan aldehid (b-citraurin). Karotenoid terdapat dalam
bentuk asiklik ( Likopen ), monosiklik (g-karoten) atau siklik ( g- dan b- karoten ).
Sistem
ikatan rangkap terkonjugasi yang mengandung ikatan tunggal dan rangkap dengan
elektron p yang secara efektif terdelokalisasi disepanjang
rantai poliena, merupakan ciri dari karotenoid. Ciri ini merupakan
tanggungjawab terhadap bentuk molekul, reaktifitas kimia dan sifat penyerapan
cahaya, oleh karena itu karotenoid memiliki warna. Ikatan rangkap terkonjugasi
berjumlah 7 dibutuhkan untuk memberi warna karotenoid. Masing-masing ikatan
rangkap pada rantai poliena dapat dari suatu karotenoid ditemukan dalam 2
konfigurasi yaitu isomer gometri trans atau cis. Karotenoid yang terdapat di
alam sebagian besar dalam bentuk all trans.
Rhodotorula
Rhodotorula ditemukan secara luas di alam dan telah diisolasi
dari berbagai macam lingkungan seperti bunga, air laut ( laut India dan Great
Salt Lake, utah ), daerah rawa, dan permukaan tubuh serta usus dari hewan
laut ( seperti udang ). Kunkee dan Amerine (1970) melaporkan keberadaan Rhodotorula
pada grapes must, permukaan buah anggur, anggur kering dan manis, serta
beberapa produk sehari-hari seperti krime dan mentega juga dilaporkan
keberadaan strain Rhodotorula secara alami.
- Biosintesis Karotenoid pada Rhodotorula
Asetil-CoA
merupakan prekusor utama biosintesis karotenoid pada mikroorgaisme. Simpson dkk
(1964) dan Goodwin (1980, 1993) telah meninjau jalur umum sintesis karotenoid.
Pada umumnya jalur biosintesis karotenoid meliputi tiga tahap:
- Pembentukan isopentil pirofosfat ( IPP )
Tahap pertama meliputi
perubahan Asetil-CoA ke 3-hidroksi-3-metil glutaryl CoA (HMG-CoA) yng
dikatalisa oleh HMG-CoA sintase. HMG-CoA kemudian diubah dalam komponen C6,
mevalonik Acif (MVA), dimana MVA adalah prekusor pertamapada jalur biosintesis
terpenoid. MVA selanjutnya di ubah kedalam isopentil pirofosfat (IPP) oleh
rangkaian reaksi termasuk fosforilasi oleh MVA kinase diikuti oleh
dekarboksilase.
- Pembentukan fitoen
IPP terisomerisasi menjadi
dimetilalil pirofosfat (DMAPP) dengan rangkaian penambahan tiga molekul IPP
menjadi DMAPP. Reaksi ini dikatalisa oleh prenil transferase untuk menghasilkan
komponen C20 geranil geranil pirofopsfat (GGPP). Dua molekul GGPP
berkondensasi kepala-kepala untuk membentuk fitoen, yang mengalami
desaturasiuntuk membentuk likopen.
- Siklisisasi dan reaksi lain dari likopen
Likopen merupakan sebuah
komponen all-trans, isomerisasi pertama dan kedua ikatan rangkap fiteon harus
terjadi pada tahap yang sama dalam proses desaturasi. Likopen merupakan
prekursor siklik dan mengalami sejumlah reaksi metabolik ( misalnya; siklisasi
) untuk membentuk karotenoid penting secara komersial dan ksantofil. Ksntofil
adalah produk oksigensasi α- dan β-karoten. Kelompok hidroksi diperkenalkan
pada posisi 3 dan 3’ cicin ionone dan kelompok epooksi kemudian terbentuk pada
poosisi 5,6 dan 5,6’.
Berbagai karoten diturunkan dengan rangkaian jalur yang
termasuk dalam 3 reaksi dehidrogrenasi yang menghasilkan neurosporen dari
fitoen. Bukti menunjukan bahwa pada beberapa sistem karotenogenik, neurosporen
disiklisasi menjadi α-zeakaroten atau β-zeakaroten, yang selanjutnya
didehidrogenasi membentuk likopen terlebih dahulusebelum disiklisasi menjadi
γ-karoten. Menurut simpson,dkk jalur biosintesis yang diusulkan untuk sintesis
karorenoid pada khamir Rhodotorula glutinis .
- Produksi Karotenoid dari Rhodotorula
Karotenoid
merupakan metabolit sekunder pada Rhodotorula
yang dibentuk selama fase stasioner. Produksi karotenoid dari khamir memiliki
beberapa keuntungan dibandingkan dari
alga maupun jamur, karena
- Khamir merupakan mikroorganisme uniseluler dan dapat tumbuh dalam jumlah yang besar,
- Memiliki laju pertumbuhan yang tinggi dan produksi masa sel dalam jumlah besar,
- Sel keras dan dapat tumbuh pada fermenter konvensional denngan populasi sel yang diharapkan,
- Masa sel kering dapat digunakan untuk berbagai produk farmaseutikal dan sebagai makanan tambahan.
Kemajuan
pengetahhuan mengenai karotenoid sebagai bahan makanan dan makanan tambahan, terutama
sebagai agen kanker mendorong penelitian pada produksi karotenoid secara
ekonomis dari mikroba. Dalam hal ini, menggunakan komponen media dengan biaya
rendah sebagai sumber gizi, termasuk berbagai macam produk dari industri telah
di laporkan.
Usaha
untuk menkomersialkan produksi karotenoid dari strain Rhodotorula dapat
dilakukan melalui 2 cara yaitu:
a. Pengoptimalan komponen media
b. Perbaikan strain
- Kesimpulan
Karatenoid
merupakan figmen alami berwarna merah sampai kuning dan memiliki peranan
penting dalam kesehatan serta kelangsungan hidup manusia. Pada saat ini
perhatian tertuju pada produksi karatenoid secara ekonomis yang berasal dari
mikroba, salah satunya Rhodotorula Sp. Terdapat karatenoid utama yang di
hasilkan oleh Rhodotorula Sp. Sebagai metabolit sekunder antara lain: viz.
Torularhodin, torulene dan beta karoten dalam berbagai porsentase tergantung
pada kondisi lingkungan danpertumbuhan.
Tidak ada komentar:
Posting Komentar