bab ii kajian pustaka 2.1 rumput...

19
9 BAB II KAJIAN PUSTAKA 2.1 Rumput Laut Rumput laut adalah tumbuhan yang hidup di laut dan merupakan jenis makroalga. Tanaman ini adalah ganggang multiseluler divisi Thallophyta. Rumput laut tidak termasuk tumbuhan sejati karena tidak memiliki akar, batang dan daun. Tumbuhan ini biasanya hidup di dasar perairan yang masih terkena cahaya matahari. Berdasarkan pigmen, warna rumput laut terbagi atas 4 jenis yaitu ;ganggang biru (Cyanophyceae), ganggang hijau (Chlorophyceae), ganggang merah (Rodophyceae) dan ganggang coklat (Phaeophyceae)(Yudhi 2009). Rumput laut memiliki nutrisi yang sangat beragam dengan kadar yang cukup tinggi, mencapai 10-20 kali lipat dibandingkan dengan tanaman darat. Rumput laut menghasilkan senyawa koloid yang disebut fikokoloid yakni agar, algin dan karaginan (Kadi 2004), oleh karena itu rumput laut menjadi sumber pembuatan tepung karaginan yang nantinya dapat diolah menjadi produk lain. Selain untuk bahan pangan dan sumber hidrokoloid, rumput laut juga mempunyai potensi sebagai antikanker, mencegah kardiovaskular, makanan diet, bahan obat- obatan serta antioksidan klorofil. Rumput laut dari divisi Phaeophyta menghasilkan algin atau alginat, laminarin, selulosa dan manitol. Biasanya jenis Phaeophyta yang dimanfaatkan sebagai penghasil algin alginat adalah Macrocystis, Turbinaria, Padina dan Sargassum sp. (Rasyid 2003). Pemanfaatan potensi rumput laut terus berkembang dan merambah bidang farmasi, kosmetik serta kedokteran. 2.1.1 Sargassum crassifolium Sargassum crassifolium merupakan salah satu jenis Phaeophyta atau alga coklat yang tumbuh di Indonesia. Di Indonesia terdapat 15 spesies Sargassum salah satunya Sargassum crassifolium (Kadi 2005).

Upload: trinhcong

Post on 28-Aug-2018

225 views

Category:

Documents


0 download

TRANSCRIPT

Page 1: BAB II KAJIAN PUSTAKA 2.1 Rumput Lautmedia.unpad.ac.id/thesis/230210/2009/230210090034_2_1974.pdf · Gambar 2.Sargassum crassifolium ... Tabel 2. Kadar Nutrisi Thalus ... untuk industri

9

BAB II

KAJIAN PUSTAKA

2.1 Rumput Laut

Rumput laut adalah tumbuhan yang hidup di laut dan merupakan jenis

makroalga. Tanaman ini adalah ganggang multiseluler divisi Thallophyta. Rumput

laut tidak termasuk tumbuhan sejati karena tidak memiliki akar, batang dan daun.

Tumbuhan ini biasanya hidup di dasar perairan yang masih terkena cahaya

matahari. Berdasarkan pigmen, warna rumput laut terbagi atas 4 jenis yaitu

;ganggang biru (Cyanophyceae), ganggang hijau (Chlorophyceae), ganggang

merah (Rodophyceae) dan ganggang coklat (Phaeophyceae)(Yudhi 2009).

Rumput laut memiliki nutrisi yang sangat beragam dengan kadar yang

cukup tinggi, mencapai 10-20 kali lipat dibandingkan dengan tanaman darat.

Rumput laut menghasilkan senyawa koloid yang disebut fikokoloid yakni agar,

algin dan karaginan (Kadi 2004), oleh karena itu rumput laut menjadi sumber

pembuatan tepung karaginan yang nantinya dapat diolah menjadi produk lain.

Selain untuk bahan pangan dan sumber hidrokoloid, rumput laut juga mempunyai

potensi sebagai antikanker, mencegah kardiovaskular, makanan diet, bahan obat-

obatan serta antioksidan klorofil.

Rumput laut dari divisi Phaeophyta menghasilkan algin atau alginat,

laminarin, selulosa dan manitol. Biasanya jenis Phaeophyta yang dimanfaatkan

sebagai penghasil algin alginat adalah Macrocystis, Turbinaria, Padina dan

Sargassum sp. (Rasyid 2003). Pemanfaatan potensi rumput laut terus berkembang

dan merambah bidang farmasi, kosmetik serta kedokteran.

2.1.1 Sargassum crassifolium

Sargassum crassifolium merupakan salah satu jenis Phaeophyta atau alga

coklat yang tumbuh di Indonesia. Di Indonesia terdapat 15 spesies Sargassum

salah satunya Sargassum crassifolium (Kadi 2005).

Page 2: BAB II KAJIAN PUSTAKA 2.1 Rumput Lautmedia.unpad.ac.id/thesis/230210/2009/230210090034_2_1974.pdf · Gambar 2.Sargassum crassifolium ... Tabel 2. Kadar Nutrisi Thalus ... untuk industri

10

Tabel 1. Kandungan dan Manfaat Rumput Laut Genus Sargassum

Jenis Kandungan Manfaat Sumber

Sargassum

binderi

Protein, vitamin C,

tanin, iodine,

fenol, alginat,

fukosantin, asam

lemak

Antioksidan

Bahan Pangan,

Obat-obatan,

kosmetik dan

tekstil.

Kadi (2005)

Noviendri et.al.

(2011)

Sargassum

crassifolium

Protein, vitamin C,

tanin, iodine,

fenol, alginat,

asam amino, asam

lemak, mineral

(Ca, Fe, P)

Bahan Pangan,

Obat-obatan,

kosmetik dan

tekstil.

Kadi (2005)

Handayani et al.

(2004)

Sargassum

duplicatum

Protein, vitamin C,

tanin, iodine,

fenol, alginat,

flavonoid,

phlorotanin,

alkaloid.

Bahan Pangan,

Obat-obatan,

kosmetik dan

tekstil.

Kadi (2005)

Aulanni et.al.

(2011)

Sargassum

echinocarpum

Protein, vitamin C,

tanin, iodine,

fenol, alginat.

Bahan Pangan,

Obat-obatan,

kosmetik dan

tekstil.

Kadi (2005)

Sargassum

fenitan

Protein, vitamin C,

tanin, iodine,

fenol, alginat.

Bahan Pangan,

Obat-obatan,

kosmetik dan

tekstil.

Kadi (2005)

Sargassum

filipendula

Protein, vitamin C,

tanin, iodine,

fenol, alginat.

Bahan Pangan,

Obat-obatan,

kosmetik dan

tekstil.

Kadi (2005)

Sargassum

gracillimum

Protein, vitamin C,

tanin, iodine,

fenol, alginat.

Bahan Pangan,

Obat-obatan,

kosmetik dan

tekstil.

Kadi (2005)

Sargassum

hystrix

Protein, vitamin C,

tanin, iodine,

fenol, alginat.

Bahan Pangan,

Obat-obatan,

kosmetik dan

tekstil.

Kadi (2005)

Sargassum

mollerii

Protein, vitamin C,

tanin, iodine,

fenol, alginat.

Bahan Pangan,

Obat-obatan,

kosmetik dan

tekstil.

Kadi (2005)

Sargssum

polyceratium

Protein, vitamin C,

tanin, iodine,

fenol, alginat.

Bahan Pangan,

Obat-obatan,

kosmetik dan

Kadi (2005)

Page 3: BAB II KAJIAN PUSTAKA 2.1 Rumput Lautmedia.unpad.ac.id/thesis/230210/2009/230210090034_2_1974.pdf · Gambar 2.Sargassum crassifolium ... Tabel 2. Kadar Nutrisi Thalus ... untuk industri

11

tekstil.

Sargassum

polycystum

Protein, vitamin C,

tanin, iodine,

fenol, alginat.

Bahan Pangan,

Obat-obatan,

kosmetik dan

tekstil.

Kadi (2005)

Sargassum

siliquosum

Protein, vitamin C,

tanin, iodine,

fenol, alginat.

Bahan Pangan,

Obat-obatan,

kosmetik dan

tekstil.

Kadi (2005)

Sargassum

sineureum

Protein, vitamin C,

tanin, iodine,

fenol, alginat.

Bahan Pangan,

Obat-obatan,

kosmetik dan

tekstil.

Kadi (2005)

Sargassum sp. Protein, vitamin C,

tanin, iodine,

fenol, alginat.

Bahan Pangan,

Obat-obatan,

kosmetik dan

tekstil.

Kadi (2005)

Sargassum

vulgare

Protein, vitamin C,

tanin, iodine,

fenol, alginat.

Bahan Pangan,

Obat-obatan,

kosmetik dan

tekstil.

Kadi (2005)

Berdasarkan Estiati 1994 berikut adalah klasifikasi Sargassum

crassifolium :

Kingdom : Plantae

Divisi : Phaeophyta

Kelas : Phaeophyceae

Ordo : Fucales

Famili : Sargassaceae

Genus : Sargassum

Spesies : Sargassum

crassiolium J.

Agardh 1848 Gambar 2.Sargassum crassifolium

Sumber : Dokumen pribadi

Sargassum crassifolium memiliki thalus silindris dan berduri kecil. Thalus

bercabang dan percabangan ini dinamakan pinnatus alternates sedangkan anak

percabangannya merupakan daun. Tiap-tiap percabangan terdapat gelembung

Page 4: BAB II KAJIAN PUSTAKA 2.1 Rumput Lautmedia.unpad.ac.id/thesis/230210/2009/230210090034_2_1974.pdf · Gambar 2.Sargassum crassifolium ... Tabel 2. Kadar Nutrisi Thalus ... untuk industri

12

udara berbentuk bulat yang disebut Bladder. Bladder berfungsi untuk menopang

cabang-cabang thalus terapung ke arah permukaan air agar mendapatkan

intensitas cahaya matahari (Kadi 2005). Thalus sedikit datar, licin tetapi batang

utama bulat dan agak kasar. Panjang pinnatus alternates antara 30-50 cm. daun

berbentuk oval memanjang 40 x 10 mm dan terdapat urat tengah daun (IPTEKnet

2002). Hidup di zona intertidal, subtidal, sampai daerah tubir dengan ombak besar

dan deras (Kadi 2005). Sargassum tumbuh subur pada daerah tropis dengan suhu

perairan 27,25-29,30oC dan salinitas 32-33,5

o/oo (Kadi 2005).

Menurut penelitian Handayani (2004) rumput laut Sargassum crassifolium

mengandung asam askorbat sebesar 49,01 ± 0,75 mg/100 g. Berikut tabel lengkap

kandungan nutrisi pada Sargassum crassifolium :

Tabel 2. Kadar Nutrisi Thalus S. crassifolium

Jenis Nutrisi Rata-rata kadar Keterangan

Protein 5,19 ± 0,13 Berat Basah

Abu dan Mineral

Abu (mineral) 36,03 ± 0,34 Berat Kering

Ca (mg/100 g) 1540,66 ± 6,99 Berat Kering

Fe (mg/100 g) 132,65 ± 3,47 Berat Kering

P (mg/100 g) 474,03 ± 1,01 Berat Kering

Vitamin A (µg RE/100 g) 489,55 ± 8,4 Berat Kering

Asam askorbat(mg/100 g) 49,01 ± 0,75 Berat Kering

Lemak (%, b/b) 1,63 ± 1,1 Berat Kering

Kadar (%, b/b) 37,91 ± 0,34 Berat Kering

Warna Kuning kecoklatan Berat Kering

pH 6,86 ± 0,05 Berat Kering

Ukuran Partikel 150 mesh Berat Kering

Sumber : Handayani2004

2.1.2Gracilaria coronopifolia

Gracilaria coronopifolia termasuk kedalam kelas Rhodophyceae dan

merupakan penghasil alginat. Berdasarkan Anggadiredja et al. (2006) dalam

Hasanah (2007) klasifikasi Gracilaria adalah sebagai berikut :

Page 5: BAB II KAJIAN PUSTAKA 2.1 Rumput Lautmedia.unpad.ac.id/thesis/230210/2009/230210090034_2_1974.pdf · Gambar 2.Sargassum crassifolium ... Tabel 2. Kadar Nutrisi Thalus ... untuk industri

13

Kingdom : Plantae

Divisi : Rhodophyta

Kelas : Rhodophyceae

Ordo : Gigartinales

Famili : Solierisceae

Spesies : Gracilaria

coronopifolia

Gambar 3. Gracilaria coronopifolia

Sumber : Dokumen pribadi

Ciri-ciri dari rumput laut jenis ini adalah thalus silindris, licin dan

berwarna coklat-hijau atau coklat-kuning. Ukuran panjang thalus Gracilaria

coronopifolia berkisar antar 6,5-19,2 mm dan berdiameter 1,5-2,2 mm (Sjafrie

1990). Hidup menempel pada substrat batu atau karang dengan cakram kecil.

Pada umumnya rimbun pada bagian atas rumpun (IPTEKnet 2002). Gracilaria

memiliki kemampuan beradaptasi terhadap faktor-faktor lingkungan seperti suhu,

salinitas, cahaya dan pH (Sjafrie 1990). Suhu optimal untuk membudidayakan

jenis ini berkisar antara 20-28oC, salinitas 18-32

o/oo dan pH 8-8,5 (Kadi dan

Atmadja 1988 dalam Sjarief 1990).

Pemanfaatan Gracilaria coronopifolia selama ini sebagai bahan baku

untuk industri agar-agar.Spesies ini juga mengandung vitamin, mineral dan

protein yang tinggi (IPTEKnet 2002).

2.2 Carica papaya

Sumber senyawa inhibitor tirosinase yang umum digunakan adalah

pepaya. Pepaya memiliki kandungan asam askorbat yang tinggi (DepKes RI

1992). Maka, banyak produk kosmetik pencerah kulit menggunakan pepaya

sebagai bahan bakunya karena antiokidan yang dikandung pepaya dapat

memberikan warna kulit yang cerah (Wibawa 2011).

Page 6: BAB II KAJIAN PUSTAKA 2.1 Rumput Lautmedia.unpad.ac.id/thesis/230210/2009/230210090034_2_1974.pdf · Gambar 2.Sargassum crassifolium ... Tabel 2. Kadar Nutrisi Thalus ... untuk industri

14

Tabel 3. Kandungan Senyawa pada Pepaya per 100 g

Zat Gizi Buah Pepaya

Masak

Buah Pepaya

Muda Daun pepaya

Protein (g) 0,5 2,1 8,0

Lemak (g) 0 0,1 2,0

Karbohidrat (g) 12,2 4,9 11,9

Kalsium (mg) 23 50 353

Fosfor (mg) 12 16 63

Besi (mg) 1,7 0,4 0,8

Vitamin A (SI) 365 50 18,25

Vitamin B1 (mg) 0,04 0,02 0,15

Asam askorbat (mg) 78 19 140

Air (g) 86,7 92,3 75,4 Sumber : Direktorat Gizi, DepKes RI (1992)

2.3 Ultraviolet

Sinar ultraviolet adalah sinar tidak tampak yang merupakan bagian dari

sinar matahari. Sinar UV ini memiliki frekuensi gelombang yang lebih tinggi

daripada cahaya violet, cahaya warna yang masih bisa dilihat oleh manusia dan

memiliki panjang gelombang terpendek dari cahaya tampak. Sebelum sampai ke

bumi, sinar UV sebanyak ± 98,7% diserap oleh lapizan ozon di zona stratosfer,

maka hanya sebagian kecil saja yang dapat mencapai bumi. Sinar ultraviolet,

dikelompokkan lagi menjadi 3 yaitu ultraviolet A, B, dan C yang dikelompokkan

berdasarkan panjang gelombangnya (Hamdi 2009).

Ultraviolet A (UVA) memiliki panjang gelombang 315-400 nm. Sinar

UVA ini sebagian besar dapat mencapai permukaan bumi karena sinar UVA ini

sama sekali tidak terpengaruh oleh lapisan ozon stratosfer. Namun, dalam

presentase yang kecil terpengaruh oleh adanya molekul-molekul uap air dan

beberapa jenis molekul gas lainnya di atmosfer. Energi yang dibawa tiap foton

ultraviolet A sebesar 3,10-3,94 eV (Hamdi 2009).

Ultraviolet B (UVB) memiliki rentang panjang gelombang 280-315 nm.

Sebagian besar UVB diserap oleh atmosfer dan memiliki sifat yang sama dengan

UVC, yaitu memiliki respon yang baik terhadap reaksi-reaksi fotokimia yang

membentuk lapisan ozon (Hamdi 2009). UVB memiliki dampak positif terhadap

kulit yaitu mempercepat pembentukan vitamin D di dalam kulit. Kekurangan

Page 7: BAB II KAJIAN PUSTAKA 2.1 Rumput Lautmedia.unpad.ac.id/thesis/230210/2009/230210090034_2_1974.pdf · Gambar 2.Sargassum crassifolium ... Tabel 2. Kadar Nutrisi Thalus ... untuk industri

15

vitamin D dapat menyebabkan terganggunya pertumbuhan tulang, misalnya

osteomalacia yaitu tulang menjadi lembutdan rapuh. Vitamin D dapat diperoleh

melalui nutrisi makanan maupun penyinaran (Hamdi 2009). Selain pengaruh

positif, UVB memiliki efek negatif yaitu apabila kulit terlalu lama terkena

paparan sinar UVBdapat menimbulkan sunburn, immunologic effects, dan

carcinogenesis.Sunburn merupakan sebuah efek dari penyinaran ultraviolet over-

exposure. Terkena paparan UVB selama 4-8 jam dapat menyebabkan

meningkatnya aliran darah sehingga mempengaruhi kulit (Hamdi 2009). Selain

itu, penyinaran berlebihan akan mempercepat proses penuaan, termasuk

telangietasia, blotchy pigmentation (bintik hitam pada kulit atau flek), kehilangan

elastisitas kulit, thinning (penipisan kulit), dan perubahan warna kulit menjadi

lebih gelap. Penghitaman kulit ini dikarenakan pembentukan melanin yang terjadi

di kulit.Semakin lama kulit terkena paparan sinar UVB maka semakin cepat pula

pembentukan melanin (Shosuke 2003).

Jenis sinar UV yang lain adalah Ultraviolet C atau UVC yangmemiliki

nilai panjang gelombang antara 100-280 nm. Karena penyerapan oleh atmosfer

maka hanya sedikit UVC yang dapat mencapai permukaan bumi. Spektrum UVC

memiliki sifat-sifat germicidal, yaitu sifat yang dapat menghambat kemampuan

organisme untuk multiplikasi pada lingkungan yang sesuai atau mengurangi

jumlah mikroorganisme di berbagai macam permukaan jaringan hidup (Tjay dan

Rahardja 2007). Sifat Sinar UVB paling berpengaruh terhadap hiperpigmentasi

karena dapat memasuki kulit hingga lapisan epidermal (Hamdi 2009).

2.4 Kulit

Kulit adalah lapisan jaringan yang terdapat di permukaan tubuh. Kulit

manusia terdiri atas lapisan epidermis dan dermis. Pada lapisan dermis terdapat

pembuluh darah, akar rambut, ujung saraf, kelenjar minyak. Lapisan epidermis

merupakan lapisan luar kulit yang tersusun atas lapisan korneum dan lapisan

Malpighi. Lapisan korneum merupakan lapisan kulit mati dimana lapisan kulit ini

dapat mengelupas dan digantikan dengan sel-sel baru sedangkan lapisan Malpighi

terdiri atas lapisan spinosum dan lapisan germinativum (Amila 2004). Lapisan

Page 8: BAB II KAJIAN PUSTAKA 2.1 Rumput Lautmedia.unpad.ac.id/thesis/230210/2009/230210090034_2_1974.pdf · Gambar 2.Sargassum crassifolium ... Tabel 2. Kadar Nutrisi Thalus ... untuk industri

16

spinosum berfungsi menahan gesekan dari luar dan pada lapisan germinavitum

terdapat sel-sel yang aktif membelah diri, menggantikan sel-sel yang lepas dari

lapisan korneum. Pada lapisan Malpighi juga terkandung pigmen melanin yang

memberi warna coklat-kehitaman pada kulit (Amila 2004).

Gambar 4. Citra Histologi Epidermis

Sumber :http://id.wikipedia.org/wiki/Berkas:Epidermal_layers.png

2.4.1 Pigmen Kulit

Pigmen atau zat warna merupakan zat yang mengubah warna cahaya

tampak sebagai akibat proses absorbsi selektif terhadap panjang gelombang pada

kisaran tertentu.Pigmen terdapat pada kulit, rambut, iris, vascularis stria. Pada

manusia terdapat tiga komponen pigmen yaitu karotenyang memberikan warna

inheren kekuningan pada jaringan, oksihemoglobin memberikan warna

kemerahan pada dasar kapiler dan melanin yang memberikan warna coklat

kehitaman. Diantara semua warna pigmen yang ada dalam kulit, melanin yang

palingberpengaruh dalam memberikan warna kulit manusia (Amila 2004).

Page 9: BAB II KAJIAN PUSTAKA 2.1 Rumput Lautmedia.unpad.ac.id/thesis/230210/2009/230210090034_2_1974.pdf · Gambar 2.Sargassum crassifolium ... Tabel 2. Kadar Nutrisi Thalus ... untuk industri

17

Melanin di kulit dihasilkan oleh melanosit yang berada di lapisan basal

epidermis. Melanin dibentuk dari asam amino tirosin dengan bantuan enzim

tirosinase dan oksigen. Proses oksidasi tirosin menjadi melanin ini lebih cepat saat

suhu tinggi dan adanya sinar ultraviolet (Amila 2004).

Gambar 5. Melanin dan Melanosit

Sumber :http://medicalera.com/info_answer.php?thread=20337

Menurut Slominski et al.2004, melanin dibagi menjadi beberapa macam,

berikut adalah contoh macam-macam melanin :

1. Eumelanin

Eumelanin polimer merupakanasam polietilena5,6-dihydroxyindole (DHI)

dan 5,6-dihydroxyindole-2-karboksilat (DHICA) polimer. Eumelanin ditemukan

di rambut, areola, dan kulit.Ada dua jenis eumelanin yaitu eumelanin coklat dan

hitam (Slominski et al. 2004).

2. Pheomelanin

Pheomelanin terdapat pada rambut dan kulit. Pheomelanin memberikan

warna dan banyak terdapat pada orang yang berambut merah. Pheomelanin juga

dapat menjadi karsinogenik ketika terpapar sinar ultraviolet. Secara kimia,

pheomelanin berbeda dari eumelanin dalam struktur oligomer (Slominski et al.

2004).

Page 10: BAB II KAJIAN PUSTAKA 2.1 Rumput Lautmedia.unpad.ac.id/thesis/230210/2009/230210090034_2_1974.pdf · Gambar 2.Sargassum crassifolium ... Tabel 2. Kadar Nutrisi Thalus ... untuk industri

18

3. Neuromelanin

Neuromelanin adalah pigmen gelap yang terdapat dalam pigmen neuron.

Dalam otak, pigmen ini terbentuk dari oxyradical metabolit monoamine

neurotransmiter dopamin dan norepinefrin (Slominski et al. 2004).

Melanin mempunyai sifat fotokimia yang baik sehingga menjadikannya

sebagai photoprotectant. Pada saat radiasi sinar ultraviolet datang ke kulit, maka

melanin akan menyerap dan mengubahnya menjadi panas yang tidak berbahaya.

Hal ini terjadi melalui suatu proses yang disebut "konversi internal ultrafast".

Apabila kulit terpapar sinar UV terlalu lama maka pembentukan melanin akan

berlangsung cepat dan akan terjadi perubahan warna kulit atau sering disebut

dengan pigmentasi (Riffat 2012).

Terdapat dua jenis pigmentasi yaitu hipopigmentasi dimana pembentukan

melanin berkurang menyebabkan warna kulit lebih cerah atau putih sedangkan

hiperpigmentasi merupakan keadaan dimana kulit memproduksi melanin sangat

banyak dan menyebabkan perubahan warna kulit menjadi coklat kehitaman

(Kabulrahman 2010), proses pembentukan melanin ini dinamakan melanogenesis.

2.4.2 Melanogenesis

Melanin diproduksi di melanosit, melanosit merupakan sel yang berdendrit

yang terletak di stratum basal epidermis. Melanosit terdiri atas inti, retikulum

endoplasma, apparatus golgi, mitokondria, mikrotubular, mikrofilamen dan

melanosom yang berfungsi untuk pembentukan pigmen melanin (Amila 2004).

Menurut Amila (2004) pada melanosom terjadi proses pigmentasi melanin

kulit. Proses ini terjadi pada 4 tahap :

Tahap 1, vesikel dikelilingi oleh membran yang merupakan awal proses

dari aktivitas enzim tirosinase. Lalu terbentuk substansi granul halus pada

bagian perifernya. Pada tahap ini untaian-untaian padat elektron memiliki

suatu susunan molekul tirosinase yang rapi pada sebuah matriks protein.

Tahap 2, vesikel (melanosom) berbentuk oval dan terlihat filamen-

filamen dengan jarak sekitar 10 nm. Pada tahap ini melanin sudah

terbentuk dan disimpan dalam matriks protein.

Page 11: BAB II KAJIAN PUSTAKA 2.1 Rumput Lautmedia.unpad.ac.id/thesis/230210/2009/230210090034_2_1974.pdf · Gambar 2.Sargassum crassifolium ... Tabel 2. Kadar Nutrisi Thalus ... untuk industri

19

Tahap 3, Peningkatan pembentukan melanin. Pada tahap ini produksi

melanin sudah tinggi sehingga struktur halusnya agak sulit terlihat.

Tahap 4, pada tahap ini granul melanin sudah matang dan melanin secara

sempurna mengisi vesikel. Granul yang matang berbentuk elips, dengan

panjang 1 µm dan diameter 0,4 µm.

2.4.3 Hormon yang Mempengaruhi Proses Melanosit

Sinar ultraviolet dan hormon merupakan faktor yang mempengaruhi

pembentukan melanin. Sinar ultraviolet mempengaruhi aktivitas enzim tirosinase

sedangkan hormon akan mempengaruhi kandungan melanin di bawah kulit (Lilies

2012). Beberapa hormon yang dapat mempengaruhi jumlah melanin di kulit

adalah hormon estrogen dan hormon melatonin.

Hormon estrogen mempengaruhi jumlah melanin yang ada di bawah

permukaan kulit dengan cara mengatur frekuensi dan jumlah melanin yang akan

didistribusikan ke permukaan epidermis kulit (Lilies 2012). Pada kondisi tertentu

seperti saat menstruasi produksi hormon estrogen akan meningkat (Lilies 2012)

dan biasanya menyebabkan noda-noda hitam pada permukaan kulit yang

disebabkan oleh pembentukan melanin. Proses ini berlangsung dalam kurun

waktu yang cukup lama sehingga efeknya tidak dapat langsung terlihat (Lilies

2012).

Hormon melatonin merupakan salah satu hormon yang mempengaruhi

jumlah melatonin selain hormon estrogen. Hormon melatonin berfungsi untuk

menghambat pembentukan pigmen kulit (Pristiwadi et al. 2011). Hormon ini

bersifat toksifikasi dan dapat mencerahkan kulit karena menghambat proses

pembentukan melanin tetapi hormon ini akan rusak pada keadaan yang sangat

terang (Pristiwadi et al. 2011).

2.5 Tirosinase

Tirosinase adalah enzim yang mengandung unsur tembaga yang terdapat

di mikroorganisme, tumbuhan dan hewan (Chang 2012). Tirosinase berperan

penting pada proses awal pembentukan melanin yaitu saat proses hidroksilasi

Page 12: BAB II KAJIAN PUSTAKA 2.1 Rumput Lautmedia.unpad.ac.id/thesis/230210/2009/230210090034_2_1974.pdf · Gambar 2.Sargassum crassifolium ... Tabel 2. Kadar Nutrisi Thalus ... untuk industri

20

tirosinase menjadi DOPA dengan cara mengoksidasi monophenols menjadi o-

diphenols dan saat perubahan DOPA (3,4 dihidroksil fenil alanin) menjadi

dopaquinon dengan cara mengoksidasi o-diphenols menjadi o-dopaquinon (Khan

2007, Hearing dan Tsukamoto 1991).

Aktivitas enzim tirosinase sangat berpengaruh pada pembentukan

melanin.Apabila aktivitas enzim tirosinase tinggi maka pembentukan melanin

berjalan cepat dan dapat memproduksi melanin dalam jumlah banyak, melebihi

batas normal. Jumlah melanin yang melebihi batas normal akan merubah warna

kulit menjadi lebih coklat atau kehitaman (Graillet et al. 1997). Enzim tirosinase

mempunyai locus albino dimana albinisme dapat terjadi diakibatkan oleh mutasi

locus tersebut (Hearing dan Tsukamoto 1991).

Melanin di kulit dapat dibentuk dari reaksi lain dibawah proses regulasi

aktif tubuh namun aktivitas enzim tirosinase yang menjadi faktor utama

pembentuk melanin (Hearing dan Tsukamoto 1991). Enzim tirosinase menjadi

faktor yang sangat penting dalam pembentukan melanin di kulit dikarenakan

enzim ini dapat mengkatalisasi proses awal pembentukan melanin. Sisi aktif

enzim tirosinase adalah ion Cu2+

, dilambangkan dengan C (Copper) lalu O2 dan

Histidin (Gambar 6).

Gambar 6. Sisi Aktif Enzim Tirosinase

Sumber : Gelder et al.(1997) dalam Khan (2007)

Page 13: BAB II KAJIAN PUSTAKA 2.1 Rumput Lautmedia.unpad.ac.id/thesis/230210/2009/230210090034_2_1974.pdf · Gambar 2.Sargassum crassifolium ... Tabel 2. Kadar Nutrisi Thalus ... untuk industri

21

2.6 Sinar UV terhadap Aktivitas Tirosinase

Pada proses pembentukan melanin yang telah dijabarkan pada halaman 19,

yang paling mempengaruhi gelap atau terangnya warna kulit adalah pada tahap 2

dimana vesikel melanosom berbentuk oval dan sudah terdapat filamen dan

melanin sudah terbentuk berupa matriks protein. Pada tahap ini, reaksi fisis-

kimiawi menggelapkan warna melanin yang belum muncul ke luar melanosit

kemudian merangsangnya secara cepat untuk masuk ke keratinosit (Amila 2004).

Selain itu, kecepatan sintesis melanin dalam melanosit mengalami akselerasi,

sehingga meningkatkan jumlah pigmen melanin.

Reaksi kimiawi penyebab percepatan pembentukan melanin ini

diakibatkan aktivitas tirosinase yang tinggi. Enzim tirosinase mempercepat reaksi

hidroksilasi L-tirosin menjadi L-DOPA dan oksidasi L-DOPA menjadi

dopaquinon pada proses pembentukan melanin (Hearing dan Tsukamoto 1991).

Aktivitas tirosinase ini akan lebih cepat bekerja di bawah sinar ultraviolet karena

radiasi UV yang masuk ke dalam kulit merupakan stimulus agar enzim tirosinase

aktif bekerja (Graillet et al. 1997). Keratinosit mensekresi nitric oxide (NO)

sebagai respon dari sinar UVA dan UVB yang masuk. Banyaknya NO yang

dihasilkan berpengaruh pada proses melanogenesis. Melanosit merespon NO yang

masuk dengan cara mengurangi pertumbuhan dan memulai proses melanogenesis

karena NO yang dihasilkan keratinosit akan berasosiasi dengan tirosinase dan

mempercepat melanogenesis (Graillet et al. 1997). Tirosinase berperan untuk

mengkatalisis proses hidroksilasi L-tirosin yang pada awalnya lambat kemudian

menjadi cepat serta dengan cepat mengoksidasi L-DOPA menjadi dopaquinon.

Semakin sering kulit terkena paparan sinar UV maka semakin reaktif kerja enzim

tirosinase yang menyebabkan pembentukan melanin menjadi banyak dalam waktu

yang cepat (Amila 2004).

Page 14: BAB II KAJIAN PUSTAKA 2.1 Rumput Lautmedia.unpad.ac.id/thesis/230210/2009/230210090034_2_1974.pdf · Gambar 2.Sargassum crassifolium ... Tabel 2. Kadar Nutrisi Thalus ... untuk industri

22

Gambar 7. Skema Pembentukan Melanin

Sumber :Balsamand Sagarin dalam Hartanti dan Setiyawan 2009

2.7 Mekanisme Inhibitor Tirosinase

Inhibitor berasal dari kata inhibit yang artinya menghalangi, jadi inhibitor

tirosinase merupakan senyawa yang dapat menghambat kerja enzim tirosinase.

Inhibitor akan mencegah sisi aktif enzim untuk tidak bekerja. Inhibitor sendiri

terbagi menjadi dua yaitu kompetitif yang bersaing dengan substrat untuk

bergabung dengan enzim dan non-kompetitif dimana inhibitor ini memiliki sisi

ikatan yangberbeda dengan substrat pada enzim (Ferdinand dan Wibowo).

Beberapa senyawa yang berfungsi sebagai inhibitor tirosinase, diantaranya

adalah merkuri, hidroquinon, arbutin, alpha hidrocyd acid (AHA), kojic acid,

asam askorbat dan beberapa senyawa turunan fenol. Dari banyaknya senyawa

inhibitor tirosinase yang telah diketahui terdapat senyawa yang memberikan efek

negatif bila dipakai pada kulit dalam jangka waktu yang panjang seperti merkuri,

hidroquinon dan AHA. Hidroquinon memberikan efek toksik karena zat ini

berkompetisi dengan tirosin sebagai substrat tirosinase sehingga menstimulus

tirosinase mengoksidasi hidroquinon menjadi benzoquinon. Benzoquinon jenis p-

Page 15: BAB II KAJIAN PUSTAKA 2.1 Rumput Lautmedia.unpad.ac.id/thesis/230210/2009/230210090034_2_1974.pdf · Gambar 2.Sargassum crassifolium ... Tabel 2. Kadar Nutrisi Thalus ... untuk industri

23

benzoquinon inilah yang bersifat toksik terhadap DNA (Westerhoof dan Kooyers

2005).

Asam askorbat atau vitamin C telah diketahui bermanfaat sebagai

antioksidan kulit dan dapat menghambat produksi melanin kulit. Beberapa jenis

asam askorbat yang telah stabil adalah magnesium ascorbyl phosphate, L-ascorbic

acid dan ascorbyl glucosamine (Elmore 2005).

Sebagai zat penangkal radikal bebas, vitamin C dapat langsung bereaksi

dengan anion superoksida, radikal hidroksil, oksigen singlet dan lipid peroksida.

Sebagai reduktor asam askorbat akan mendonorkan satu elektron membentuk

semidehidroaskorbat yang tidak bersifat reaktif dan selanjutnya mengalami reaksi

disproporsionasi membentuk dehidroaskorbat yang bersifat tidak stabil.

Dehidroaskorbat akan terdegradasi membentuk asam oksalat dan asam treonat.

Oleh karena kemampuan vitamin C sebagai penghambat radikal bebas, maka

peranannya sangat penting dalam menjaga integritas membran sel (Suhartono et

al. 2007 dalam Susanto et al. 2009). Menurut Suhartono et al. (2007) dalam

Susanto et al. (2009), reaksi askorbat dengan superoksida secara fisologis mirip

dengan kerja enzim SOD (Superoxide Dismutase) sebagai berikut :

2Oˉ2 + 2H+

+Askorbat → 2H2O2 + Dehiroaskorbat

Reaksi dengan hidrogen peroksida dikatalisis oleh enzim askorbat

peroksidase (Asada 1992 dalam Susanto et al.2009) adalah sebagai berikut :

H2O2 + 2 Askorbat → 2H20 + 2 Monodehidroaskorbat

Masing-masing senyawa metabolit sekunder yang berpotensi sebagai agen

antipigmentasi memiliki mekanisme yang berbeda dalam menghambat

pembentukan melanin, seperti yang disebutkan Chang (2005) terdapat beberapa

mekanisme bagi agen inhibitor untuk menghambat kerja enzim tirosinase yaitu (i)

zat inhibitor dapat menghindari pembentukan dopakrom dan melanin dengan cara

mereduksi tirosin menjadi dopa serta dopa menjadi o-dopaquinon (ii) zat inhibitor

dapat bereaksi dengan o-dopaquinon dan merubahnya menjadi produk tanpa

warna (iii) agen inhibitor tirosinase dapat menjadi substrat alternatif bagi reaksi

oksidasisehingga produk yang dihasilkan berbeda dengan reaksi oksidasi fenol

oleh tirosinase sehingga pembentukan dopakrom dapat dicegah.

Page 16: BAB II KAJIAN PUSTAKA 2.1 Rumput Lautmedia.unpad.ac.id/thesis/230210/2009/230210090034_2_1974.pdf · Gambar 2.Sargassum crassifolium ... Tabel 2. Kadar Nutrisi Thalus ... untuk industri

24

2.8 Senyawa Metabolit Sekunder

Senyawa metabolit sekunder merupakan senyawa yang dihasilkan

makhluk hidup dalam keadaan tertentu.Salah satu metode uji kualitatif metabolit

sekunder yang ada pada bahan alam adalah dengan melakukan uji fitokimia.

Beberapa senyawa metabolit sekunder berpotensi sebagai agen inhibitor tirosinase

terutama dari senyawa turunan fenolik.

Alkaloid

Alkaloid merupakan senyawa metabolit sekunder yang memiliki sifat fisik

tidak berwarna, mayoritas bersifat optis aktif dan berbentuk kristal serta rasanya

yang pahit (Harborne 1987). Senyawa alkaloid merupakan senyawa yang bersifat

basa yang mengandung satu atau lebih atom nitrogen (Harborne 1987, Syaputri

1987). Senyawa alkaloid pada tumbuhan terlibat dalam proses pertumbuhan,

penghalau atau penarik serangga. Bagi manusia senyawa alkaloid ini sering kali

bersifat toksik dan dimanfaatkan dalam bidang pengobatan (Harborne 1987).

Gambar 8.Struktur Kimia Alkaloid Quilonin

(Sumber :http://taufiqdians.blogspot.com/2010/03/alkaloid.html )

Flavonoid

Senyawa flavonoid pada tanaman berfungsi meningkatkan toleransi stress

terhadap lingkungan yang bersifat suboptimal, menstimulasi bakteri Rhizobium

untuk melakukan fiksasi nitrogen dan pertahanan diri terhadap herbivore dan

pathogen (Anderson dan Markham 2005). Flavonoid merupakan kelompok

senyawa fenol terbesar yang terdapat di alam. Senyawa flavonoid merupakan

senyawa yang memberikan warna merah, ungu, biru, dan kuning pada tumbuhan.

Flavonoid memiliki kerangka dasar 15 atom karbon yang umumnya tersebar di

dunia tumbuhan.

Page 17: BAB II KAJIAN PUSTAKA 2.1 Rumput Lautmedia.unpad.ac.id/thesis/230210/2009/230210090034_2_1974.pdf · Gambar 2.Sargassum crassifolium ... Tabel 2. Kadar Nutrisi Thalus ... untuk industri

25

Gambar 9. Struktur Kimia Umum Flavonoid

(Sumber : http://minarniba.blogspot.com/2012_12_01_archive.html)

Fenolik

Senyawa fenolik memiliki paling tidak satu gugus fenol. Gugus fenol

terdiri atas cincin benzene yang tersubtitusi hidroksil (OH). Dalam keadaan

murni, senyawa fenol merupakan zat padat yang tidakberwarna. Apabila terjadi

reaksi oksidasi senyawa fenol ini akan berubah menjadi gelap. Semakin banyak

gugus hidroksil maka kelarutan fenol dalam air akan semakin bertambah

(Kurniawan 2012). Senyawa fenolik memiliki aktivitas biologis yang beraneka

ragam, dansering digunakan dalam reaksi enzimatik. Senyawa fenolik ini

merupakan contoh senyawa yang akan mendonorkan atom H ketika bereaksi

(Kurniawan 2012).

Gambar 10.Struktur Kimia Senyawa Fenol

(Sumber :http:/Wikipedia/)

Tanin

Tanin terdapat banyak pada tumbuhan berpembuluh. Di dalam tumbuhan

letak tanin terpisah dari protein dan enzim sitoplasma tetapi bila jaringan rusak

dapat menyebabkan terjadinya reaksi penyamakan. Reaksi ini menyebabkan

protein lebih sukar dicapai oleh cairan pencernaan hewan sehingga fungsi utama

tanin bagi tumbuhan adalah sebagai mekanisme pertahanan diri dari herbivora

(Harborne 1987).

Page 18: BAB II KAJIAN PUSTAKA 2.1 Rumput Lautmedia.unpad.ac.id/thesis/230210/2009/230210090034_2_1974.pdf · Gambar 2.Sargassum crassifolium ... Tabel 2. Kadar Nutrisi Thalus ... untuk industri

26

Secara kimia tanin dibagi dua jenis utama yaitu tanin terkondensasi dan

tanin terhidrolis. Senyawa tanin dapat bereaksi dengan protein membentuk

kopolimer yang tidak dapat larut dalam air (Harborne 1987).

Gambar 11.Struktur Kimia Senyawa Tanin

Sumber : http://arsenada.blogspot.com/2012/07/tanin.html

Fenol Hidrokuinon

Senyawa fenol merupakan struktur aromatik yang terdiri satu atau lebih

gugus hidroksil (Harborne 1987). Komponen senyawa ini bersifat larut air selama

komponen tersebut berikatan dengan gula membentuk glikosida, dan biasanya

terdapat dalam vakuola sel. Flavonoid merupakan kelompok yang terbesar

diantara senyawa fenol alami (Harborne 1987). Kuinon adalah senyawa berwarna

mempunyai kromofor dasar seperti kromofor pada benzokuinon. Senyawa ini

digolongkan menjadi 4 kelompok yaitu; benzokuinon, naftokuinon, antrakuinon,

dan kuinon isoprenoid (Harborne 1987).

Gambar 12. Struktur Kimia Fenol Hidrokuinon

Sumber gambar : Wikipedia.com

Triterpenoid dan Steroid

Triterpenoid adalah senyawa yang kerangka karbonnya berasal dari satuan

isopropena dan secara biosintesis diturunkan dari hidrokarbon C3 0 asiklik, yaitu

skualena.Triterpenoid dapat digolongkan menjadi 4 kelompok besar yaitu

Page 19: BAB II KAJIAN PUSTAKA 2.1 Rumput Lautmedia.unpad.ac.id/thesis/230210/2009/230210090034_2_1974.pdf · Gambar 2.Sargassum crassifolium ... Tabel 2. Kadar Nutrisi Thalus ... untuk industri

27

triterpena sebenarnya, steroid, saponin dan glikosida jantung. Pada tumbuhan

biasanya terdapat pada daun dan buah yang berfungsi untuk menolak serangga

dan mikroba (Harborne 1987).

Steroid pada umumnya merupakan hormone seperti pada empedu dan

system reproduksi hewan dan manusia. Pada umumnya senyawa steroid

mengandung gugus fungsional alkena dan alkohol.

Gambar 13. Struktur Kimia Triterpenoid dan Rangka Steroid

(Sumber : http://kimiaorganik2.blogspot.com/ dan http://2012books.lardbucket.org/)