Potensi Astaxanthin Potensi Astaxanthin dari dari Mikroalga Haematococcus Mikroalga Haematococcus pluvialis pluvialis Sebagai Bahan Antioksidan Pada Bedak Astaxanthin Bedak Astaxanthin I.
Haematococcus Pluvialis H. pluvialis mikroa mikroalga lga hijau hijau air tawar tawar yang
memili memiliki ki sel berbent berbentuk uk bola, elips, elips, atau
berbentuk buah pir. H. pir. H. pluvialis merupakan salah satu alga yang mensintesis dan mengakumulasi astaxantin konsentrasi tinggi di alam, 1000!000 kali lipat lebih tinggi dibandingkan "illet salmon, dan dan seka sekara rang ng tela telah h dibu dibudi dida day yakan akan pada pada skal skalaa indu indust stri ri.. Haematococcus pluvialis memiliki pluvialis memiliki persebaran yang luas, terutama pada kawasan yang memiliki empat musim. Spesies ini dikenal karena karena kemamp kemampuan uannya nya dalam dalam memprod memproduks uksii astaxanthin. astaxanthin.#$% &alam &alam keadaan keadaan lingkun lingkungan gan yang yang optimal untuk pertumbuhannya, organisme ini organisme ini bewarna hijau dan berenang bebas di perairan tawar. Haematococcus akan akan memproduk memproduksi si astaxanthin astaxanthin dalam 'ekaman stres pada kondisi lingkungan yang yang mini minim m akan akan nutrisi, nutrisi,ka kada darr gara garam m tingg tinggi, i, papar paparan an sina sinarr yang yang 'uku 'ukup p ting tinggi, gi, dan dan kondi kondisi si lingkungan lingkungan yang tidak menguntungkan menguntungkan lainnya, lainnya, mereka mereka akan membentuk spora dan spora dan dengan 'epat akan mengakumulasi astaxanthin pada astaxanthin pada selnya, sebagai bentuk perlindungan dari kondisi yang tidak mengunt menguntung ungkan. kan. Spora Spora akan terpe'a terpe'ah h kembal kembalii ketika ketika kondis kondisii lingkun lingkungan gan telah telah sesuai sesuai untuk untuk pertumbuhannya dan H. dan H. pluvialis akan pluvialis akan kembali berwarna hijau. #!% H. pluvialis memiliki pluvialis memiliki kehidupan yang sangat unik yang terbagi dalam dua tahap ( )ahap pertama menga'u pada alga hijau, tahap *egetati" motil, dimana selsel mikroalga terus membelah dan berkem berkembang bang biak biak dengan dengan sintes sintesis is kloro" kloro"il il.. Selama Selama tahap tahap ini media media nutris nutrisii lengkap lengkap dan intensitas 'ahaya, suhu dan p+ yang diperlukan dapat men'ukupi #!,10,$%. )ahap kedua menga'u pada alga merah, tahap istirahat nonmotil, dimana pembelahan sel berhenti dan tingkat kloro"il tidak ber"luktuasi, mengakibatkan peningkatan terus menerus dari senyawa astaxanthin dan astaxanthin dan berat kering sel. Penghambatan perkembangan perkembangan sel dapat memi'u akumulasi jumlah astaxanthin, astaxanthin, ketika selsel selsel mikroalga mengalami kekurangan kekurangan nutrisi. Haematococcus pluvialis pluvialis memiliki klasi"ikasi sebagai berikut ( Phylum( -hlorophyta -lass( -hlorophy'eae rder( /ol*o'ales amily( +aemato'o''a'eae enus( Haematococcus enus( Haematococcus Spe'ies( Haematococcus Spe'ies( Haematococcus pluvialis
22.
3andungan 3omponen Akti" H. pluvialis mengandung astaxantin sebanyak 1,4!5 berat kering dalam kondisi stres.
3andungan karotenoid H. pluvialis sekitar 605 berupa monoesters astaxantin, 105 diester astaxantin, 45 astaxantin bebas, dan 145 sisanya terdiri dari 'ampuran bkaroten, kantaxantin, lutein dan karotenoid lainnya. Meskipun lebih dari 745 dari pasar mengkonsumsi astaxantin sintetik, namun permintaan konsumen untuk produkproduk alami telah mendukung produksi astaxantin alami dari Haematococcus 8-ysewski dan 9oren:, $00;. Haematococcus pluvialis dapat menjadi merah ketika mengakumulasi karotenoid dengan konsentrasi tinggi pada kondisi yang sesuai. 3andungankandungan mikro maupun makronutrien dari mikroalga ini dapat dilihat pada tabel 1,$, dan !.
)abel 1. 3andungan Makronutrien dan Mikronutrien dari Haematoccus pluvialis Minimum Maximum protein 16.!0 'arbohydrates !<.7 "at 6.1 iron 85; 0.1 moisture !.0 magnesium 85; 0.=4 'al'ium 85; 0.7! biotin 8mg>lb; 0.10= 9'arnitine 8ug>g; 6.0 "oli' a'id 8mg>100g; 0.7!< *itamin B1$ 8mg>lb; 0.!=1 nia'in 8mg>lb; $0.$ *itamin - 8mg>lb; <.$ pantotheni' a'id 8mg>lb; $.=0 *itamin @ 82>lb; 4=. *itamin B1 8mg>lb; ?0.040 ash 11.06 *itamin B$ 8mg>lb; 4.16 *itamin B< 8mg>lb; 0.<47
Mean $6.1< 0.0 $1.$$ 1.0 7.00 1. !.! 0.<<4 1$ 1.= 0.71$ !4.$ =$.6 10.46 !!! .=1 $.6 7.!< .4
$!.<$ !=.0 1!.=0 0.6! <.0 1.1 1.4= 0.!!6 6.4 1.!0 0.47 $7.= !=.=< <.1 1=<.1 $.16 16.61 6.<6 1.
)abel $. 3andungan Asam Amino dari Haematoccus pluvialis Minimum *alue tryptophan asparti' a'id threonine serine glutami' a'id proline gly'ine alanine 'ysteine *aline methionine isoleu'ine leu'ine tyrosine phenylalanine histidine lysine arginine
0.04 1.!6 0.6= 0.6! 1.60 0.<7 0.= 1.!0 0.1< 0.=! 0.!$ 0.44 1.$1 0.0 0.<1 0.= 0.64 0.=1
Maximum *alue 0.4< $.!1 1.$ 1.0< $.!7 1.00 1.!$ 1.7$ 0.$1 1.7 0.! 0.76 1.= 0.
Mean 0.!1 1.=7 1.0 0.7 $.17 0.=7 1.16 1.6! 0.17 1.!< 0.0 0.67 1.<6 0.4$ 0.70 0.<1 1.1! 1.06
)abel !. 3andungan Asam 9emak dan Mikronutrien dari Haematoccus pluvialis atty A'id
Mean
-1$(0 -1(0 -1<(0 -1<(1 -16(0 -16(1 -1=(0 -1=(1 -1=($ -1=(! -1=(! -1=( -$0(0 -$0(1 -$0($ -$0(! -$0( -$0(4 -$$(0 -$(0
? 0.01 0.06 !.=$ 0.0= 0.0! 0.16 0.$6 !.1 $.6 1.6 0.$1 0.17 0.0= 0.0 0.1< 0.0< 0.1= 0.0= 0.04 0.0!
222.
lauri' myristi' palmiti' palmitolei' margari' margarolei' steari' olei' linolei' linoleni' gamma linoleni' omega < o'tade'atetraenoi' ara'hidi' gadolei' ei'osadienoi' ei'osatrienoi' gamma ara'hidoni' ei'osapentaenoi' omega ! beheni' ligno'eri'
Minimum
Maximum
?0.004 0.0 $.06= 0.0$ 0.01 0.07 0.1 1.<< 1. 0.=< 0.07 0.07 0.0 0.01 0.0< 0.0$ 0.0=$ 0.0!1 0.0$ 0.01!
0.01 0.10 <.14 0.16 0.0! 0.$! 0.< 4.!1 .0 $.11 0.$7 0.$4 0.1$ 0.0= 0.$1 0.07 0.!1 0.1= 0.0= 0.04
Si"at isiologis Astaxanthin Pigmen dalam Haematococcus diistilahkan haemato'hrom sampai 17 ketika
)isher mengidenti"ikasi karotenoid utama sebagai astaxanthin. oodwin dan Camikorn 8174;
mengidenti"ikasi
pigmen
lainnya
diproduksi
di
Haematococcus selama
'arotenogenesis. Pada tahun 174, &roop menggambarkan kondisi yang mengatur pembentukan astaxanthin dan kerugian di Haematococcus. &ia menunjukkan bahwa aksi 'ahaya dan karbon dioksida yang bergantung pada satu sama lain, tapi itu karbon organik 8seperti asetat; adalah independen dari 'ahaya. &engan demikian, pembentukan astaxanthin dapat terjadi dalam gelap ketika energi berasal dari karbon organik. Produksi astaxanthin dapat disebabkan oleh nitrat rendah atau "os"at, suhu tinggi atau 'ahaya, atau penambahan natrium klorida dalam media kultur 8Boussiba dan /onshak, 1771, 3obayashi et al., 177$, an et al., 177, 3aki:ono et al., 177$;. Sestak dan Baslero*a 817
&i alam, alga mensintesis karotenoid pigmen astaxanthin dan berkonsentrasi dalam rantai makanan melalui :ooplankton dan krustasea, yang merupakan mangsa untuk salmon, trout, dan hewan air lainnya. 3omposisi ester astaxanthin di Haematococcus mirip dengan yang astaxanthin dari krustasea 89ambertsen, - dan .D. Braekkan, 1761, oss et al., 17=6, Maoka, ). et al., 17=4; Dumus kimia dari astaxanthin adalah - 0+4$. Molekul astaxanthin memiliki dua karbon asimetris terletak di ! dan ! posisi 'in'in ben:enoid pada kedua ujung molekul. @nansiomer yang berbeda dari hasil molekul dari 'ara yang tepat bahwa gugus hidroksil 8 +; yang melekat pada atom karbon di pusatpusat asimetri 8ambar 1;. 8rung et al., 177$ dan Denstrom et al., 17=1;.
ambar 1. Struktur Molekul Astaxanthin Astaxanthin, disentesis melalui jalur isoprenoid yang juga bertanggung jawab untuk array yang luas dari molekul larut lipid seperti sterol, steroid, prostaglandin, hormon, *itamin &, 3 dan @. jalur tersebut memulai di asetil-oA dan hasil melalui phytoene , ly'opene, 'arotene, dan 'anthaxanthin sebelum langkah oksidati" terakhir untuk astaxanthin. )he astaxanthin biosintesis jalur Haematococcus dijelaskan pada ambar $. Asam lemak diesteri"ikasi ke gugus hidroksil ! E8s; dari astaxanthin setelah biosintesis karotenoid, dan memungkinkan untuk memiliki lebih kelarutan dan stabilitas di lingkungan selular. 2/.
Bahan Sediaan 3osmeseutika Astaxanthin adalah antioksidan biologik yang kuat, yang dapat mengabsorbsi energi
yang berlebihan dari radikal bebas yang mengandung atomatom oksigen yang disebut sebagai :at:at oksigen reakti" 8reactive oxygen species; diantaranya singlet oxygen kedalam rantai karotenoid, sehingga mengurangi kerusakan sel dan jaringan tubuh 8kulit;, juga melindungi membran sel yang terdiri dari "os"olipid dan lipid lainnya terhadap peroksidasi sehingga AF diyakini mempunyai peranan penting sebagai proteksi terhadap "otooksidasi
sinar /. Astaxanthin se'ara signi"ikan lebih e"ekti" dibandingkan dengan G karoten dan lutein dalam men'egah "otooksidasi lipid dan jaringan tubuh. Astaxanthin juga memperbaiki garisgaris, keriput, elastisitas dan kelembaban kulit sambil mengurangi in"lamasi dan kerusakan sel.!< Astaxanthin bekerja pada kulit manusia dengan membangun lapisan pelindung bawah kulit. Astaxanthin dikatakan menjadi benarbenar antioksidan yang terbaik karena memiliki kekuatan 40100 kali lebih kuat dibandingkan dengan *itamin @ dan membantu *itamin dan @ pada akti*itasnya sebagai antioksidan, serta tidak bersi"at sebagai prooksidan. Penelitian lain menunjukkan bahwa astaxanthin merupakan penyerap yang e"isien sinar ultra*iolet tertentu yang berperan pada penuaan kulit dan kanker kulit. Pada penelitian manusia, astaxanthin menunjukkan perbaikan tandatanda penuaan akibat ultra*iolet dengan penggunaan topikal dan pemberian oral selama < minggu. Seperti diketahui, karotenoid sangat mudah didekomposisi selama penyinaran dengan sinar / dan oksigen. Sebagian besar karotenoid sangat jarang diteliti e"eknya pada "ungsi kulit, oleh karena instabilitasnya di bawah paparan 'ahaya sehingga sampai saat ini sangat jarang digunakan sebagai kosmetik. Astaxanthin menunjukkan e"ek proteksi yang tertinggi pada photoaging sebagai pengikat DS. Astaxanthin menghambat timbulnya kerutan, penurunan elastisitas kulit, perubahan pada kolagen dan elastin, dan le*el akti*itas MMP1 yang diamati pada men'it, apabila sediaannya digabungkan dengan dlHto'o"erol dan H glu'osyl rutin akan mempertahankan stabilitasnya pada preparat "ormulasi kosmetik.
/.
@kstraksi Astaxanthin dari Haematococcus pluvialis Prinsip utama dari metode ekstraksi ini yaitu dengan meme'ah dinding sel dari H.
pluvialis. 3omponen utama dari dinding luar spora tanaman ini disebut sporopollenin. H. pluvialis sel ditandai oleh dinding sporopollenin tebal, yang menghambat ekstraksi astaxanthin dari bagian intraseluler #47%. ase ekstraksi dapat dibagi menjadi tiga proses utama( 1; &isrupsi selI $; &ehidrasiI dan !; Pemulihan metabolit yang diinginkan #60%. Metode penggilingan menggunakan bead milling paling e"ekti" dan "isien energi dalam meme'ah dinding sel. Setelah dinding sel alga telah terganggu, biomassa harus diproses lebih lanjut dengan 'epat, atau dapat busuk dalam beberapa jam. Setelah itu, dehidrasi atau pengeringan adalah proses diterapkan sebelum pemulihan metabolit yang diinginkan, untuk memperpanjang umur simpan jagung dari biomassa alga. Pengeringan spray drying telah diberi label sebagai metode yang paling tepat untuk pengeringan bernilai tinggi produk
mi'rolaga. Pada saat dinding sel terganggu dan biomassa sepenuhnya kering, kadar intraseluler dilindungi hanya dengan membran sel tipis dan pemulihan dari produk yang diinginkan perlu dilakukan. Supercritical fluid extraction 8S@; adalah metode yang diterima se'ara luas untuk memulihkan metabolit nilai tinggi dari mikroalga yang dijadikan untuk "armasi kosmeseutikal dan sektor nutraseutikal. Prinsip utama di balik metode ini adalah peman"aatan "luida superkritis, yang si"at "isikokimia adalah antara senyawasenyawa dari 'airan dan gas. 3arbon dioksida dianggap sebagai senyawa yang ideal untuk proses ini, karena suhu dan tekanan 8!1,1J- dan 6, MPa; kritis yang relati" rendah dibandingkan dengan yang lain, sementara karena perilaku gas dalam suhu kamar dapat dengan mudah dihapus setelah pemulihan. Beberapa penelitian telah melaporkan per'obaan pada ekstraksi - $ superkritis untuk pemulihan astaxanthin dari H. pluvialis. &alam studi ini, kita mengasumsikan bahwa sel H. pluvialis menjadi sasaran dalam ekstraksi -$ superkritis pada suhu <0J- dan tekanan !0 MPa, sementara menggunakan etanol 87,5; sebagai 'osol*ent. 2ni adalah metode yang diusulkan oleh /alderrama et al. #74% menghasilkan pemulihan astaxanthin e"isiensi dari 765. Produk limbah 8yaitu sisa biomassa; setelah ekstraksi superkritis - $ adalah bubuk 'oklat muda kaya akan senyawa kimia yang dapat digunakan sebagai pupuk hayati berkualitas tinggi. Biasanya, produk "inal adalah ekstrak semipadat yang disebut oleoresin, yang terdiri oleh 10$05 astaxanthin. /2.
Metode Pembuatan -ompa't Powder Astaxanthin )erdapat ! prosedur umum yang digunakan dalam industri pembuatan bedak padat
astaxanthin( 1. 3empa Basah Proses kempa basah metode kempa lembab dan metode kempa kering. Proses kempa basah sekarang tidak dipakai lagi di SA, dan kebanyakan perusahaan kosmetik menggunakan proses kempa lembab atau proses kering dalam pembuatan bedak padat. &alam proses pengempaan, jumlah yang ke'il dari lapisan Paris digunakan dalam kombinasi dalam bedak. -ampuran dibuat dalam bentuk seperti pasta dengan air dan di'etak dalam 'etakan. Permukaan bagian atas dari pasta dilapisi dengan suatu pengadhesi", kemudian dikempa ke bawah dengan logam yang berukuran 'o'ok atau plat gelas di mana tablet melekat. )ablet tersebut kemudian dikeringkan dan dilepaskan dari 'etakan.
$. 3empa 9embab Metode kempa lembab, basis bedak, pewarna, dan par"um di'ampur sampai seragam. -ampuran kemudian dibasahkan dengan 'airan pengikat, kemudian di'ampur sampai men'apai massa plastis yang sesuai. Serbuk kemudian disaring dan dilewatkan ke dalam mesin pengempa. )ablet jadi dikeringkan pada temperatur yang sesuai. !. 3empa 3ering Metode kempa kering, basis bedak, pewarna, dan par"um di'ampur dan 'ampuran serbuk dapat dilembabkan dengan pengikatI 'ampuran kemudian di'ampur se'ara keseluruhan dan serbuk dikempa
.
