bss2010rm3

7/28/2019 BSS2010RM3

1/10

Dipresentasikan di Basic Science Seminar VII, 20 Februari 2010, FMIPA, UB, Malang.

Pigmen Betalain pada Famili Amaranthaceae

Retno Mastuti

Jurusan Biologi, Fakultas MIPA, Universitas Brawijaya, Malang, Indonesia

[email protected];[email protected]

Abstrak

Betalain merupakan pigmen yang tidak hanya mempunyai arti penting dalam fisiologi

tanaman, daya tarik visual bagi polinator dan penyebaran biji tetapi juga pada makanan terutama

pada nilai aestetikanya. Pigmen betalain yang mengandung nitrogen dan bersifat larut dalam air

terdiri dari betaxanthin berwarna kuning dan betacyanin berwarna merah-violet. Pada buah dan

sayuran segar maupun yang telah diproses betalain tidak hanya meningkatkan atau memperbaiki

tampilan secara keseluruhan tetapi juga berkontribusi pada kesehatan dan kehidupan masyarakatsebagai konsumen. Famili Amaranthaceae merupakan salah satu anggota Ordo Caryophyllales

yang berpotensi sebagai sumber pigmen betalain. Betalain telah banyak diteliti pada genus

Amaranthus, Celosia, Gomphrena, dan Iresine. Kajian pigmen betalain telah dilakukan pada 388

genotipe dari 37 species, terutama Amaranthus. Enam belas jenis betasianin dan tiga jenis

betaxanthin telah diisolasi dan dikarakterisasi. Betasianin total pada berbagai tanaman

Amaranthus berkisar antara 46 199 mg/100 g BB tanaman. Amaranthus yang telahdibudidayakan mempunyai biomassa yang lebih tinggi dan mengandung betasianin lebih banyak

dibanding species liarnya. Betasianin maupun betaxanthin Amaranthcaeae sangat berpotensi

sebagai pewarna komersial karena dalam bentuk bubuk kering keduanya sangat stabil pada suhu

25C dengan retensi pigmen 78-95.6% dan t1/2 23.3 bulan. Betalain juga merupakan dietary

cationized antioxidants yang prospektif walaupun pada konsentrasi rendah. Dari 19 jenis betalain

yang telah diuji semuanya menunjukkan aktivitas antioksidan yang cukup tinggi. Aktivitas

antimalaria juga telah ditunjukkan betasianin A. spinosus. Kandungan kation pada betasianin

diduga berperan sebagai kofaktor enzim ribonukleotida reduktase pada Plasmodium.

Kata kunci:Amaranthus,Betalain, Celosia

Pendahuluan

Pigmen utama bunga dan buah adalah antosianin, karotenoid dan betalain. Bungamempunyai fungsi aestetika yang penting karena memiliki spektrum warna yang cukupluas. Selain itu pigmen pada bunga dan buah juga mempunyai fungsi ekologi bagitanaman karena mampu memberikan daya tarik bagi serangga yang membantupenyerbukan serta hewan pemakan buah untuk penyebaran biji. Betalain merupakanpigmen bernitrogen dan bersifat larut dalam air. Betalain mempunyai dua subklas yaitubetacyanin dan betaxanthin yang masing-masing memberikan warna merah-violet dankuning-oranye pada bunga, buah dan jaringan vegetatif [1] [2]. Berdasarkan strukturkimianya betacyanin dan betaxanthin lebih lanjut diklasifikasikan menjadi beberapa grup

[1]. Betacyanin mempunyai empat grup yaitu betanin, amaranthine, gomphrenin dan 2-Descarboxy-betanin sedangkan betaxanthin mempunyai tiga grup yaitu konjugat dari

asam amino, konjugat dari amine dan struktur semi sintetik.

Pigmen alami dari tumbuhan semakin banyak mendapat perhatian untuk pewarnamakanan menggantikan pewarna sintetik yang telah banyak terbukti memberikan dampakburuk bagi kesehatan lingkungan maupun manusia. Betalains ini telah menarik untuk

dimanfaatkan secara aplikatif karena kegunaannya sebagai pewarna makanan dan adanyasifat antioksidan dan radical scavenging sebagai perlindungan terhadap gangguan yang
mailto:[email protected]:[email protected]:[email protected]:[email protected]:[email protected]:[email protected]:[email protected]

7/28/2019 BSS2010RM3

2/10


disebabkan oleh stres oksidatif tertentu. Sampai saat ini, akar bit (Beta vulgaris) adalahsumber betacyanin komersial utama baik dalam bentuk konsentrat maupun serbuk. Oleh

karena itu trendpenelitian saat ini adalah pencarian alternatif sumber betalain. Beberapatanaman famili Amaranthaceae khususnya Amaranthus, Celosia dan Gomphrena telahmenarik perhatian sebagai alternatif potensial sumber betalain [3,4]. Distribusibetacyanins di 37 spesies dari delapan genera dari famili Amaranthaceae telah diteliti [3].Secara keseluruhan sebanyak 16 jenis betacyanin dan tiga jenis dari betaxanthin telahdiisolasi yang terdiri dari enam betacyanins sederhana (non-asilasi) dan 10 betacyanintersilasi termasuk delapan grup amaranthine, enam gomphrenin dan betanin. Beberapagenotype Amaranthus menghasilkan biomasa sangat tinggi dan mengandung sejumlahbesar pigmen betalain [5].

Keberadaan dan biosintesis pigmen betalain

Pada tahun 1960-an dan 1970-an terjadi kontroversi dalam sistematika Angiospermberkaitan dengan signifikansi taksonomi pigmen betalain [6]. Di alam keberadaanbetalain sangat terbatas. Keberadaan betalain pada tanaman tidak sebanyak antosianintetapi hanya pada seluruh famili tanaman sub-ordo Chenopodiinae, ordo Caryophyllalestermasuk famili Amaranthaceae (Tabel 1). Sedangkan dua famili pada sub-ordoCaryophyllineae yaitu Caryophyllaceae dan Molluginaceae betalain digantikan olehantosianin. Hal inilah yang menyebabkan betalain dan antosianin dinyatakan bersifatmutual ekslusif yang berarti bahwa kedua pigmen tersebut tidak pernah berada pada satutanaman yang sama. Seperti halnya dengan produk-produk alami lain dalam banyaktanaman betalain disimpan dalam vakuola sebagai glikosida [7,2]. Selain itu betalain jugaterdapat pada pada fungi tingkat tinggi (Amanita muscaria). Bila pada tanaman telahdiketahui bahwa fungsi betalain adalah analog dengan antosianin, tidak demikian halnya

pada jamur yang perannya masih belum diketahui dengan dengan jelas.Tabel 1. Ordo Caryophyllales yang menghasilkan betalain dan antosianin [8]

Sub-Ordo Famili Contoh Genus

Chenopodiineae

Menghasilkan betalain, tidak

mengandung antosianin

Achatocarpaceae Achatocarpus

Aizoaceae Dorotheanthus, Mesembryanthemum, Carpobrotus

Amaranthaceae Amaranthus, Celosia, Gomphrena, I resine

Basellaceae BasellaCactaceae Mammillaria, Opuntia, Pereskia

Chenopodiaceae Beta, Chenopodium, SpinaciaDidiereaceae DidiereaHalophytaceae HalophytumHectorellaceae Hectorella

Nyctaginaceae Bougainvillea, MirabilisPhytolacaceae Phytolacca. Gisekia

Portulacaceae Portulaca, ClaytoniaStegnopermataceae Stegnospermae

CaryophyllineaeMenghasilkan antosianin,tidak mengandung betalain

Caryophyllaceae Dianthus, SileneMolluginaceae Mollugo, Limeum

Betalain yang terdiri dari betacyanin dan betaxanthin merupakan konjugatimmonium asam betalamat masing-masing dengan cyclo-Dopa dan asam asam aminoatau amina. Secara kimiawi betalain yang pertama kali diidentifikasi ada tiga macam [1],yaitu (a) asam betalamat yang merupakan kromofor semua betalains, (b) betanidin,aglycon dari sebagian besar betacyanin, dan (c) indicaxanthin, sebuah betaxanthin yang

mengandung prolin (Gambar 1). Sejak itu, betaxanthins dengan berbagai asam amino danamina serta berbagai konjugat betanidin (glikosida dan asillglikosida) diidentifikasi

dengan teknik spektroskopi.

7/28/2019 BSS2010RM3

3/10


(1) Asam betalamat (2) Betanidin (3) IndicaxanthinGambar 1. Tiga betalain yang pertama diidentifikasi

Betalains adalah pigmen kelompok alkaloid yang larut dalam air yangmenggantikan anthocyanin pada sebagian besar family tanaman ordo Caryophyllales [9].Betacyanin merupakan derivat tyrosine. Enzim yang pertama mengkonversi L-tyrosine

menjadi intermediet jalur biosintesis betacyanin, contohnya dopaquinon, adalahtyrosinase. Enzim ini mempunyai fungsi ganda yaitu 1) aktivitas hydroxilasi tyrosineyang mengkatalisis pembentukan L-DOPA dari L-tyrosine dan 2) aktivitas DOPA

oksidase yang mengkatalisis tahap selanjutnya untuk membentuk dopaquinone [10].Sedangkan konversi dopaquinone menjadi cyclo-DOPA merupakan siklisasi non

enzimatik.

Betacyanin merah-violet merupakan hasil kondensasi asam betalamat dengancyclo-DOPA menjadi betanidin aglycon yang merupakan bentuk mayoritas betacyaninsecara alami. Variasi konjugasi pada betanidin aglikon maupun cyclo-DOPA baik dalambentuk glikosida maupun asilglikosida menghasilkan berbagai tipe betacyanin. Warna

pada betacyanin merupakan hasil absorbansi maksimum (max 534-554 nm) struktur

aromatik setelah mengalami kondensasi [11]. Berdasarkan struktur kimianya betacyanindikelompokkan menjadi empat yaitu, grup betanin, amaranthine, gomphrenin dan 2-Descarboxy-betanin (Gambar 2).

Gambar 2. Komponen utama pigmen betalain [12]

Bila pada bit merah betanin merupakan betacyanin yang utama, amaranthine

merupakan betacyanin yang lebih dominan terdapat pada Amaranthaceae. Awalpenelitian tentang betacyanin Amaranthus berkaitan dengan klasifikasi botani, aplikasi

dan lintasan biosintesis. Betacyanin Amaranthus diidentifikasi sebagai amaranthin (5-

O[2-O-(-D-glycopyranosyluronic acid)--D-glycopyranoside]. Pigmen betacyanin

7/28/2019 BSS2010RM3

4/10


tersebut lebih disebutkan sebagai amaranthine daripada amaranthin untuk menghindarikekeliruan dengan amaranthin (lektin) [5]. Selain itu kata amaranthin juga telah

digunakan untuk protein globulin dari Amaranthus [13]. Amaranthine mempunyaistruktur dasar betanidin (aglikon) yang sama dengan betacyanin dari bit merah. Prekursorbiosintesis amaranthin adalah derivat cyclo-DOPA-5-O-glucosida, yang merupakanintermediet biosintesis betacyanin yang memiliki asam glukuronat [1] [14]. Hasil analisisHPLC pada ekstrak inflorescence, daun dan lapisan epidermal batang Celosia cristataberwarna merah menunjukkan bahwa amaranthin dan isoform-nya juga merupakanpigmen betacyanin yang utama [15]. Betaxanthin merupakan hasil kondensasi asambetalamat dengan asam amino/amine sehingga menghasilkan warna kuning-oranye padaabsorbansi maksimum (max470-486 nm) [11]. Hasil dari konjugasi asam betalamatdengan berbagai asam amino maupun amina akan menghasilkan berbagai variasi

betaxantin.

Kuantifikasi, pemisahan dan pemurnian

Betalain diekstrak dengan menggunakan air atau 80% methanol dan dipisahkan ataudimurnikan dengan kromatografi atau HPLC. Untuk ekstraksi betalain secara kasar

penggunaan air merupakan metode yang sangat sederhana, efisien dan murah tetapi akanmenyulitkan dalam pemisahan antara komponen betalain dan komponen protein yanglarut dalam air. Sedangkan ekstraksi dengan methanol selain memberikan hasilpemisahan betalain dan protein yang lebih baik juga dapat mengurangi gangguan proteinpada analisis betalain.

Komposisi betacyanin secara individu diukur dengan HPLC yang diekspresikansebagai persentase peak area. Kandungan betalain total diukur menggunakanspektrofotometer. Kandungan total betacyanin dari ekstrak kasarAmaranthus dan Celosiaditentukan dengan metode spektrofotometri, dihitung dan diekspresikan sebagaiamaranthine dengan rumus sebagai berikut [5] :

ACa =536

( ) ( )1

a

AMWVaDF

LW

ACa = kandungan betacyanin pada ekstrak cair kasar (mg/100 g berat segar)

A536 = absorbansi pada 536 nm ( max)MW = 726.6 g/mol (amaranthine)

Va = volume ekstrak total (ml)DF = faktor pengenceran

= koefisien ekstensi molar = 5.66 x 104

cm-1

mol-1

L

Wa = berat segar bahan yang diekstrak

Stabilitas dan sifat-sifat betalain pada beberapa genus Amaranthaceae

GenusAmaranthus. GenusAmaranthus mempunyai species dan genotipe yang sangatberpotensi memberikan sumber pigmen tanaman yang terkandung baik pada daun, bunga,batang maupun biji. Pigmen pada Amaranthus adalah betacyanin merah-violet yang

bersifat larut dalam air. Sama seperti pigmen merah pada red bit, betacyanin padaAmaranthus juga telah banyak digunakan pada industri pangan. Di China, pigmen alami

dari A. tricolor bahkan telah diakui secara legal sebagai bahan makanan (Hygienicstandards for Food Additives, GD2760-89) [5]. Kandungan betacyanin total di berbagaitanamanAmaranthus berkisar 46-199 mg/100 g tanaman segar. SpesiesAmaranthus yang

telah dibudiyakan mempunyai kandungan betacyanin lebih banyak dan memiliki biomasa

7/28/2019 BSS2010RM3

5/10


jauh lebih tinggi daripada spesies liarnya. Hal ini menunjukkan bahwa beberapa genotipeyang dibudidayakan sangat berpotensi untuk dikembangkan secara komersialsebagai

sumber pewarna alami.

Sifat betacyanins padaAmaranthus, sama seperti sifat betalains pada bit merah, yaitu

dipengaruhi oleh pH, cahaya, udara, serta aktivitas air, dengan stabilitas pigmen yang

lebih baik pada suhu rendah ( 14C) pada kondisi gelap, dengan kadar udara rendah di

atas rentang pH 5-7, tetapi lebih stabil pH 5.6 [5]. Pigmen kering sangat stabil pada 25C,

dengan t1/2 lebih panjang (23.3 bulan) dan retensi pigmen yang lebih tinggi (78,2%)dibandingkan dengan ekstrak pigmen cair (t1/2=1.04 bulan dan 18,3%) setelah 43,5minggu penyimpanan. Hal ini menunjukkan bahwa pigmen Amaranthus dalam bentukkering cukup stabil untuk digunakan sebagai pewarna komersial. Ciri-ciri dan sifatpigmen Amaranthus tersebut menunjukkan potensi sebagai pewarna makanan, terutamauntuk penggunaan pada suhu rendah.

Genus Celosia. Genus Celosia mempunyai 60 species, merupakan tanaman yangbanyak tumbuh di daerah beriklim subtropis dan sedang di Afrika, Amerika selatan danAsia Tenggara. Celosia argentea var. C. ristata (L.) Kuntze, (C. cristata L.) (commoncockscomb) dan C. argentea var. plumosa (Burvenich) Voss, (C. plumosa Burvenich)

(feathered amaranth). Betacyanin pada bunga C. cristata berwarna merah pada kondisitertentu menunjukkan nilai potensial yang tinggi sebagai pewarna makanan [16,17].

Betaxanthin dari beberapa varietas C. argentea telah diisolasi dan dikarakterisasi sebagaikonjugat immonium asam betalamat dengan dopamine (miraxanthin V atau dopamine-betaxanthin, B1), 3-methoxytyramine (3-methoxytyramine-betaxanthin, B2) dan (S)-tryptophan [(S)-tryptophan-betaxanthin, B3] (Gambar 3).

Gambar 3. Struktur miraxanthin V (dopamine-betaxanthin) (B1), 3-methoxytyramine-betaxanthin (B2), dan(S)- tryptophan-betaxanthin (B3).

Pigmen alami berwarna kuning yang larut dalam air serta aman digunakan untukpewarna makanan sumbernya sangat terbatas dan umumnya bersifat kurang stabil.Betaxanthin Celosia bersifat larut dalam air, berwarna kuning cerah pada kisaran pH 2,2-7,0, dan paling stabil pada pH 5,5 [4]. Seperti halnya pigmen betacyanin yang berwarna

merah pigmen betaxanthin juga tidak tahan suhu tinggi (>40C), tetapi pada kondisi gelap

dan tanpa udara akan lebih stabil pada 40C. Setelah penyimpanan pada 22C selama 20minggu betaxanthins kering jauh lebih stabil (retensi pigmen 95,6%) dibanding

betaxanthin dalam bentuk larutan (12,5%). Tetapi pada suhu rendah betaxanthins dalambentuk bubuk kering maupun larutan mempunyai stabilitas penyimpanan tinggi.

Penyimpanan pada suhu 4C selama 20 minggu meningkatkan retensi pigmenbetaxanthins secara signifikan (76,2%). Betaxanthins alami yang telah diidentifikasi darispesies Celosia berpotensi sebagai sumber baru pigmen kuning larut air untuk makanan

pada suhu rendah. Namun, diketahui bahwa ekstrak betaxanthin dari inflorescence

7/28/2019 BSS2010RM3

6/10


Celosia kuning mengandung kadar dopamin tinggi (41,2 mol/berat segar). Oleh karenaitu sebelum betaxanthin Celosia digunakan dalam industri makanan perlu dilakukan

penelitian apakah kandungan dopamin memiliki efek farmakologis yang tidak diinginkan.

Genus Gomphrena. Gomphrena globosa L. merupakan salah satu tanaman hiasanggota famili Amaranthaceae yang banyak dibudidayakan di daerah beriklim sedang.Bunga G. globosa mempunyai kandungan betacyanin terasilasi maupun dalam bentuk

bebas [4,18,19]. Pola betacyanin dan betaxanthin pada bunga G. globosa berwarna ungu,merah dan oranye telah diteliti [20]. Penentuan secara kuantitatif menunjukkan bahwa

nuansa warna yang berbeda dari bunga G. globosa adalah hasil variasi dalam kadarbetaxanthin dan betacyanin. Pada petal G. globosa berwarna ungu, merah dan oranyekandungan maksimum betalain masing-masing mencapai 557, 169 dan 76 mg/kg beratsegar. Jumlah betaxanthins di bunga merah dan oranye masing-masing 75 dan 45 mg/kgberat segar. Dalam petal merah kandungan betacyanin (94 mg/kg berat badan segar) lebih

banyak daripada kandungan betaxanthin, sebaliknya dalam petal oranye betaxanthin lebihbanyak daripada betacyanin.

Pemanfaatan betacyaninAmaranthus pada modelfood system [21]

Bila dibandingkan dengan pewarna komersial FD&Red #3, betacyanin kurang stabil

pada hampir semua kondisi penyimpanan. Berdasarkan evaluasi yang telah dilakukanpada jelly, ice cream, dan minuman diketahui bahwa penggunaan betacyaninAmaranthusmemberikan warna yang lebih cerah dibanding anthocyanin bit merah dengan kestabilan

warna yang sama selama 20 minggu penyimpanan (14C) atau pada empat minggu awal

penyimpanan (25C) tetapi kurang stabil dibanding anthocyanin bit merah pada 37C.Penambahan asam askorbat 0.1-0.5% mempunyai efek proteksi pada stabilitas betacyaninAmaranthus pada jelly.

Ekstrak betacyanin Amaranthus yang telah mengalami spray-drying sangat layakdiproduksi. Sifat fisik pigmen betacyanin Amaranthus dalam bentukpowder lebih baikdibanding commercial powder bit merah yang telah diproduksi secara komersial.Penambahan maltodekstrin secara signifikan mengurangi higroskopisitas danmeningkatkan kestabilan penyimpanan. Penambahan maltodextrins 25 dan 10 DEmemberikan retensi pigmen tertinggi (97.3 and 88.7%) masing-masing pada kelembabanrelatif 5 and 32% RH, respectively.Powderdengan campuran 25 DE/10 DE memberikant1/2 lebih lama (63.6 minggu) pada 32% RH di dalam container yang berisi oxygen pada

25C, dibanding 25 DE (49.2 minggu) dan 10 DE (43.6 minggu) powder yang

ditambahkan secara terpisah.

Aktivitas antioksidan

Saat ini diet antioksidan sebagai komponen bioaktif makanan telah banyakmendapat perhatian. Betalain pada bit memiliki efek antiradikal dan aktivitas antioksidantinggi, yang mewakili kelompok diet antioksidan berkation [22,23]. Aktivitas antioksidan19 betalain dari tanaman Amaranthaceae telah dievaluasi dengan menggunakan metodeDPPH yang dimodifikasi [24]. Hasilnya menunjukkan bahwa semua betalain yang diujimempunyai aktivitas antioksidan yang secara berurutan kekuatannya adalah sebagaiberikut : gomphrenins sederhana > acylated > gomphrenins dopamin-betaxanthin > (S)-tryptophanbetaxanthin > 3-methoxy-tyramine-betaxanthin > betanin atau isobetanin >celosianins > iresinins > amaranthine atau isoamaranthine. Aktivitasscavengingterhadap

7/28/2019 BSS2010RM3

7/10


radikal bebas umumnya meningkat dengan jumlah gugus hidroksil/imino, dan jugatergantung pada posisi gugus hidroksil dan glikosilasi aglycone dalam molekul betalain.

Gugus hidroksil pada C-5 di betalain aglycone meningkatkan aktivitas secara signifikan,sedangkan glikosilasi yang lebih banyak pada aglycone mengurangi aktivitas antioksidan.

Betalains menunjukkan struktur berkation dengan nitrogen positif dalam sebuahsistem polyene. Amina sikliknya, yang mirip dengan antioksidan ethoxyquine [25],merupakan gugus yang reaktif. Oleh karena itu, betacyanin dan betaxanthin dengan satu

gugus fenolik dan satu gugus amina asiklis merupakan donor elektron yang sangat baiksehingga mampu menstabilkan senyawa radikal [23]. Radikal 1,1-difenil-2-picrylhydrazyl

(DPPH) dalam media alkohol dapat distabilkan oleh berbagai jenis betalain [24]. Padalobak betacyanin mempunyai kemampuan lebih baik dari betaxanthins dalam destruksi2,2-azino-bis(3-ethylbenzthizanoline-6-sulphonic acid) (ABTS) yang dihasilkan dalammedia berair oleh oksidasi ABTS dengan media peroksidase/hidrogen

peroksida [26]. Aktivitas antiradikal betalain ditunjukkan dari hasil yang positif dalammenghambat peroxidasi lipid atau oxygen radical absorbance capacity (ORAC) [26,23].

Betalain juga mampu mencegah induksi oksigen aktif dan radikal bebas dari

molekul-molekul biologis. Betalains mempunyai aktivitas sebagai antioksidan disejumlah lingkungan lipid biologis in vitro, dari lipoprotein densitas rendah sampaimembran sel manusia [23, 27, 28]. Yang lebih penting adalah betalain juga mampuberperan sebagai antioksidan pada sistem in vivo. Penelitian terhadap 8 relawan yangmengkonsumsi buah pir kaktus mendeteksi penggabungan betalain dalam LDL dan

diduga betanin dan indicanxanthin terlibat dalam perlindungan LDL terhadap modifikasioksidatif [29]. Uji klinis selanjutnya menunjukkan bahwa konsumsi buah tersebut positifmempengaruhi keseimbangan redoks tubuh dan mengurangi kerusakan oksidatif lipid danasupan jus bit merah menunda oksidasi LDL. Efek ini diduga terkait dengan betalain[29].

Aktivitas antimalaria

Malaria merupakan suatu penyakit mematikan yang disebabkan oleh plasmodium.Terapi dengan pengkelat Fe telah digunakan untuk berbagai penyakit termasuk malaria.Aktivitas kelator Fe sebagai antimalaria disebabkan oleh tiga faktor, yaitu : daya pengikatFe(III), masuknya kelator ke dalam eritrosit yang mengandung parasit dan keluarnyakelator dari parasit setelah perlakuan. Efektivitas antimalaria kelator Fe ditentukan olehkemampuan melintasi membran, mempunyai afinitas tinggi terhadap Fe, secara selektif

mengikat Fe dibanding logam yang lain dan Fe(III) dibanding Fe(II). Pigmen betalaindari ekstrak kulit kayu A. spinosus dengan kadar amaranthine 23.87 mg/100 g ternyata

juga mempunyai aktivitas antimalaria [30]. Betanin dan amaranthine mengandung sebuahortodifenol dan beberapa gugus karboksi yang dapat mengkelat ion-ion Ca

2 +, Fe

2+dan

Mg2+. Untuk sintesis asam nukleat, enzim ribonukleotida reduktase (RNR) plasmodiumsangat membutuhkan Fe

2+dan Mg

2+sebagai kofaktor. Inilah yang menjadikan alasan

mengapa kelator logam banyak digunakan sebagai obat antimalaria. Selain itu sebagai

senyawa berkation betalain yang juga mudah diserap oleh membran sel.

Aktivitas antioxidative betalain [23] dapat mendetoksifikasi haem denganmenghambat polimerisasi racun ini (untuk Plasmodium) [30]: sebuah ikatan karboksilatbesi menghubungkan unit haem pigmen malaria (hemozoin). Gugus karboksilat pada

betalain dapat menghambat haem dalam polimerisasi. Tetapi haem yang tidak

7/28/2019 BSS2010RM3

8/10


terpolimerisasi sangat beracun untuk intraeritrositik plasmodia [30]. Struktur betanin danamaranthine juga mengandung dua kuarterner nitrogen yang diketahui menghambat

pertumbuhan Plasmodium dengan menghalangi transportasi kolin parasit intraselular[31]. Kolin ini diperlukan untuk biosintesis dari phosphatidylcholines, molekul yangpenting bagi Plasmodium.

Ucapan Terima Kasih

Ucapan terima kasih kepada Yoga Dwi Jatmiko, S.Si, University of South Australiayang telah banyak membantu mendapatkan pustaka yang terkait dengan topik ini.

Daftar pustaka

[1]Strack D., T. Vogt & W. Schliemann (2003), Recent advances in betalain research,

Phytochem.,62, 247-269.[2]Grotewold, E. (2006), The genetics and biochemistry of floral pigments, Annu. Rev.Plant Biol., 57, 761-780.

[3]Cai, Y.Z., M. Sun, & H. Corke (2001), Identification and distribution of simple andacylated betacyanin pigments in the Amaranthaceae, J. Agric. Food Chem., 49,1971-1978.

[4]Cai, Y.Z., M. Sun, W. Schliemann & H. Corke (2001), Chemical stability andcolorant properties of betaxanthin pigments from Celosia argentea,J. Agric. Food

Chem., 49, 4429-4435.

[5]Cai, Y.Z., M. Sun, H.X. Wu, R.H. Huang, & H. Corke (1998), Characterization andquantification of betacyanin pigments from diverse Amaranthus species, J. Agric.

Food Chem., 46, 2063-2070.

[6]Clement J.S. & T.J. Mabry (1996), Pigment evolution in the Caryophyllales: Asystematic overview,Bot Acta, 109:360367.

[7]Grotewold, E. (2004), The challenges of moving chemicals within and out of cells:insight into the transport of plant natural products, Planta, 219, 906-909.

[8]Zryd, Jean-Pierre & L. Christinet (2004), Betalains, in Plant Pigments and TheirManipulation, Editor:Davies K., Ann. Plant Rev. Vol. 14. CRC Press. BlackwellPubl. 185-213.

[9]Cai Y., M. Sun & H. Corke, (2005). HPLC characterization of betalains from plantsin the amaranthaceae,J. Chromatogr. Sci., 43, 454-60.

[10] Steiner U., W. Schliemann, H. Boehm & D. Strack, (1999), Tyrosinaseinvolved in betalain biosynthesis of higher plants,Planta, 208, 114-124.

[11] Christinet L., (2004), Characterization and functional identification of a novelplant extradiol 4,5-dioxygenase involved in betalain pigment biosynthesis inPortulaca grandiflora, PhD thesis, Universite de Lausanne, Dpartement deBiologie Molculaire Vgtale.

[12] Han, X., Z. Gao & X. Xiao (2009), Enzymes and genes involved in thebetalain biosynthesis in higher plants,African J. Biotechnol., 8,6735-6744.

[13] Chen, S. & O. Paredes-Lopez (1997), Isolation and characterization of the11S globulin from amaranth seeds,J. Food Biochem., 21, 53-65.

[14] Sasaki N., Y. Abe, K. Wada, T. Koda, Y. Goda, T. Adachi & Y. Ozeki(2005), Amaranthin in feather cockscombs is synthesized via glucuronylation at thecyclo-DOPA glucoside step in the betacyanin biosynthetic pathway, J. Plant Res.,118, 439-42.

7/28/2019 BSS2010RM3

9/10


[15] Schliemann W, Y. Cai, T. Degenkolb, J. Schmidt & H. Corke (2001),Betalains ofCelosia argentea,Phytochem., 58, 159- 165.

[16] Lee, S.Y., Y.C. Shin, S.M. Byun, J.S. Jo and S.J. Cho (1986), Evaluation ofred pigment of cockscomb flower: Color stability of the red pigment. Korean J.Food Sci. Technol., 18, 388-392.

[17] Lee, S.Y., S.J. Cho, K.A. Lee, P.H. Byun & S.M. Byun (1989), Red pigmentof the Korean cockscomb flower : Color stability of the red pigments Korean J.Food Sci. Technol., 21, 446-452.

[18] Heuer, S.; Wray, V.; Metzger, J. W.; Strack, D. (1992), Betacyanins fromflowers ofGomphrena globosa. Phytochemistry, 31, 1801-1807.

[19] Wybraniec, S. & Y. Mizrahi (2002), Fruit flash betacyanin pigments inHylocereus cacti,J. Agric. Food Chem., 50, 6086-6089.

[20] Kluger F., F.C. Stintzing & R. Carle (2007), Characterisation of betalainpatterns of differently coloured inflorescences from Gomphrena globosa L. andBougainvillea sp. by HPLC-DAD-ESI-MSn,Annl. Bioanal. Chem., 387, 637648.

[21] Cai, Y.Z., & H. Corke (1999), Amaranthus betacyanin pigments applied inmodel food system,J. Food Sci., 64, 869-8773.

[22] Pedreno, M.A. & J. Escribano (2000), Studying the antioxidant and theantiradical activity of betalain from beetroot.J. Biol. Education, 35, 49-51.

[23] Kanner J., S. Harel, & R. Granit (2001), Betalains a new class of dietarycationized antioxidants,J. Agric. Food Chem., 49, 5178-5185.

[24] Cai, Y.Z., M. Sun & H. Corke (2003), Antioxidant activity of betalains fromplant in the Amaranthaceae.J. Agric. Food Chem., 51:2288-2294.

[25] Lin, J.C. & H.S. Oclott (1995), Ethoxyquin niroxide, J. Agric. Food Chem.,23, 798-800.

[26] Stintzing F.C., K.M. Herbach, M.R. Mosshammer, R. Carle, W. Yi, S.Sellappan, C.C. Akoh, R. Bunch & P. Felker (2005). Color, betalain pattern, andantioxidant properties of cactus pear (Opuntia spp.) clones,J. Agric. Food Chem.,53, 442451

[27] Tesoriere L., D. Butera, D. DArpa, F. Di Gaudio, M. Allegra, C. Gentile &M.A. Livrea (2003), Increased resistance to oxidation of betalain-enriched humanlow-density lipoproteins,Free Radical Res.,37, 689696

[28] Tesoriere L., D. Butera, M. Allegra, M. Fazzari & M.A. Livrea (2005),Distribution of betalain pigments in red blood cells after consumption of cactuspear fruits and increased resistance of the cells to ex vivo induced oxidativehemolysis in humans,J. Agric. Food Chem., 53, 12661270

[29] Tesoriere L., D. Butera, A.M. Pintaudi, M. Allegra & M.A. Livrea(2004), Supplementation with cactus pear (Opuntia ficus-indica) fruit

decreases oxidative stress in healthy humans: a comparative study with

vitamin C,Amer. J. Clin Nutr., 80, 391395

[30] Taramelli, D., D. Monti, N.Basilico, S. Parapini, F. Omedeo-Sale, & P.Olliaro (1999), A fine balance between oxidised and reduced haem controls thesurvival of intraerythrocytic plasmodia,Parasitologia, 41, 205208.

[31] Ancelin, M.L. & H.J. Vial (1986), Quaternary ammonium compoundefficiently inhibitPlasmodium falciparum growth in vitro by impairment of cholinetransport,Antimicrobial Agents and Chemotherapy, 29, 814820.

7/28/2019 BSS2010RM3

10/10


bss2010rm3

Documents