PROS Mega N, Jubhar M, Ferdy SR karakteristik likopen fulltext
PROSinilS'G SFMINAR NASIONAL SAINS DAN PEN PI PI KAN SAINS UKSW
KARAKTERISTIK LIKOPEN SEBAGAI ANTIOKSIDAN
Mega Novita1, Jubhar Mangimbuluile1'2'3, Ferdy S. Rondonuwu1^'3'4
Magisler Diologi,
11
Fakultus Biologi, Pusat Studi Karotenoid, 4> Fakuhas sains dan Matcmatika
Universitas Kristen Salya Wacana
.//. Diponegoro 52-60 sa/atiga, Jaw a Tengah
ferdy _sr@yahoo. com
ABSTRAK
Likopen adalah salah satu jenis pignien karotenoid yang banyak ditemukan pada tomat, semangka,
jambu merah, anggur merah, pepaya dan aprikot. Senyawa ini mampu mencegah berbagai penyakit
degeneratif seperti rematik, diabetes, jantung dan kanker. Hal ini didukung adanya aktivitas oksidatif
dan non-oksidatif sebagai pencegah pembentukan sel tidak sehat. Dalam makalah ini dikaji
karakteristik likopen sebagai antioksidan dalam kaitannya dengan pencegahan penyakit kanker.
Keywords: likopen, manusia, antioksidan, kanker
PENDAHULUAN
Likopen adalah salah satu pigmen alami yang disintesis oleh tumbuhan tingkat tinggi dan
mikroorganisme, tetapi tidak olah hewan. Senyawa ini merupakan keluarga karotenoid, bentuk asiklik
dari p-karoten sehingga tidak memiliki aktivitas vitamin A [1, 2]. Sebagai suatu hidrokarbon poliena
tak jenuh, likopen mempunyai 13 ikatan rangkap, I 1 diantaranya ikatan rangkap terkonjugasi («) [35]. Senyawa ini bertanggung jawab terhadap warna ungu, merah, oranye dan kuning yang sering
muncul pada buah dan sayur [6].
C
4CHsg
iycopene (n - 11)
Gambar I. Struktur inolckiil likopen. Likopen memiliki ikatan rangkap terkonjugasi n-ll.
Di alam, likopen terdapat dalam bentuk all-trans [7]. Bagaimanapun bentuk tersebut dapat berubah
menjadi isomer mono atau poli-c'/.v oleh pengaruh cahaya, pemanasan dan reaksi kimia [8]. Hal ini
disebabkan oleh adanya ikatan rangkap dalam strukturnya. Sebagai contoh, produk olahan tomat
mengandung isomer cis antara 1,7% dan 10,1% dan sisanya adalah isomer trans[9].
Sudah sering kita dengar, likopen mempunyai aktivitas antioksidan yang ampuh-. Likopen dapat
mencegah rusaknya sel-sel akibat radikal bebas [10-16]. Radikal bebas dapat berasal dari dalam
(endogenns) dan luar (eksogemis) tubuh [17] seperti: sisa proses metabolisme (proses pembakaran)
protein atau karbohidrat dan lemak yang kita konsumsi, polusi udara. asap kendaraan bermotor, asap
rokok, berbagai bahan kimia, makanan yang terlalu hangus (carbonated) dan lain sebagainya. Radikal
bebas yang terbentuk di dalam tubuh akan merusak beberapa target seperti lemak, protein, karbohidrat
30
PROSIDING SEMINAR NASIONAL SAINS DAN PEISDIDIKAN SAINS UKSW
dan DNA [18]. Dengan demikian, prevalcnsi penyakit degeneratif seperti rematik, kencing manis,
jantung dan kanker tidak dapat dihindarkan lagi. Dalam kajian ini akan dijelaskan bagaimana
karaktei'istik likopen sebagai antioksidan dalam kaitannya dengan pencegahan penyakit kanker.
LIKOPEN PADA MANUSIA
Sedikitnya 85% asupan likopen yang kita konsumsi berasal dari buah tomat dan produk berbasis
tomat. sementara sisanya diperoleh dari semangka, jambn biji dan pepaya. Tabel 1 menunjnkkan
beberapa jenis buah dan sayuryang mengandung likopen disajikan beserta jumlahnya [4,19],
I tibcl I. Kniulun^an likopen pada buah dan sayur
Buah dan sayur
Likopen (pg'g)
Tomat
8.8-42.0
Semangka
23.0-72.0
Jambu mcrah
54.0
Anggur merah
33.6
Pepaya
20.0-53..0
Aprikot
'ang termasuk akibat dari kerusakan sel [4],
Berbagai peinakit degeneratu tersebut sangat dipengaruhi oleh adanya radikal bebas yang ada dalam
tubuh. baik > ang berasal dari daktm nibuh maupun dart luar tubuh.
RADIKAL BEBAS
Radikal bebas adalah atom atau gugus apa saja yang memiliki satu/lebih elektron yang tidak
berpasangan yang dapat bertindak sebagai akseptor elektron [45], disimbolkan
Menurut
Fessenden ami Fessenden (1^86) radikal yang demikian sangat reaktif [46], Beberapa contoh radikal
bebas antara lain: anion SLiperoksida (dCV). radikal hidroksil (OH*), nitrit oksida (NO*), hidrogen
peroksida (H:02) dan sebagainya [17],
Reaksi pembentukan radikal bebas merupakan mekanisme biokimia tubuh normal yangterjadi melalui
reaksi yang langsung meimuuskan ikatan atau melalui transfer elektron [18]. Radikal bebas lazimnya
hanya bersifat perantara >ang bisa dengan cepat diubah menjadi substansi yang tidak lagi
membahayakan bagi tubuh. Namun. apabila radikal bebas bertemu dengan enzim atau asam lemak tak
jenuh ganda. maka merupakan avval dari kerusakan sel.
Reaksi oksidasi lipid beriangsung dalam tiga tahap [47], yaitu:
1.
2.
Inisiasi. Stiatu radikal lipid terbentuk dari molekul lipid menurut reaksi RH—>R*+H*.
Pengurangan atom hidrogen oleh spesies reaktif seperti radikal hidroksil berperan dalam
inisiasi oksidasi lipid.
Propagasi (perambatan). Radikal lipid diubah menjadi radikal lipid yang berbeda. Reaksi ini
umumnya melibatkar. pengurangan atom hidrogen dari molekul lipid atau penambahan atom
oksigen pad a radikal alkil.
34
I'KUSWUSi, SLMINAR i\ASIUi\AL SAll\.S OAl\ l't.l\LHUlh.Al\
Ul\^n
R« + Ot —> ROO*
ROO* + RH -> ROOH + R*
3.
Terminasi. Radikal bebas bergabung untuk membentuk molekul dengan elektron berpasangan.
ROO* + ROO*
ROOR + 02
ROO* + R* -> ROOR
R* + R*
RR
Kelerangau = R: radikal lipid, H: hidrogen, O: oksigen
AKTIV1TAS LIKOPEN
Dalam mencegah beroagai penyakit degencratif termasuk kanker, likopen memiliki aktivitas oksidatif
maupun non-oksidatif.
Oksidatif
Oksidasi dapat diharnbat dengan menggunakan bahan tambahan spesifik penghambat oksidasi
('oxidation inhibitor), yang sering disebut dengan antioksidan [47], Likopen sebagai antioksidan
mampu meredam sresies oksigen reaktif sehingga mengurangi oksidatif pada lipid (termasuk
membran dan lipoprotein). protein dan DNA [48], Penambahan likopen pada lipida dapat
menghambat atau mencegah reaksi autoksidasi. Reaksi tersebut relatif stabil dan tidak mempunyai
cukup energi untuk dapat bereaksi dengan molekul lipida lain membentuk radikal lipida baru [47].
Inisiasi : R* + AH—> RH + A*
Radikal lipida
Propagasi : ROO* + AH —> ROOH + A*
Keterangan = A: antioksidan/likopen
Mekanisme terpenting adalah reaksi antara antioksidan dengan radikal bebas [49], Likopen bereaksi
dengan radikal bebas peroksil atau hidroksil yang terbentuk dari hidroperoksida yang berasal dari
lipid, sehingga tidak lagi berbahaya untuk tubuh. Dengan demikian kandungan radikal bebas dapat
dikurangi.
Aktivitas oksidatif likopen didukung dengan tingkat tenaga tripletnya. Secara umum, skema relaksasi
energi karotenoid meliputi [50]: (1) konversi internal singlet
I'B,," -^2'Aj,"
l'Ag" keadaan
3
dasar {ground)-. (2) konversi singlet ke triplet I'B,," ->l Ag (T^) yang kemudian diikuti dengan
konversi internal triplet 1 A. ( Ik)
I B,, (T|), lihat Gambar 3. Tingkat-tingkat tenaga tersebut
niemiliki sinietri C:i,. Tanda Pariser ,l' atau ' ^ menunjukkan keadaan singlet atau triplet, (+) dan (-)
menunjukkan simetri dari konfigurasi elektronik, A atau B menunjukkan ikatan kovalen atau ikatan
ionik, g (gerade) atau u (ungerade) mewakili paritas genap atau ganjil dari fungsi gelombang total dan
'1' atau '2 ' adalah label untuk keadaan elektronik yang memiliki kesamaan simetri mulai dari keadaan
dasar (I) ke tingkat yang lebih tinggi (2) [5 1-52].
35
PROSIDING SI'MiyAR \ASIO\A r SMSS DAS' PEND1D1KAN SA1ISS UKSU
Tingkat ten a "a triplet likopen I''A,, ('Ik) menangkap elektron bebas >ang berasal dari radikal lipid R
atau ROO*. Transfer elektron tersebut mcnyelesaikan permasalahan bahaya radikal bebas. Molekul
A* san»at stabil dan tidak mungkin terlepas. Reran antioksidan berikutnya digantikan oleh molekul
likopen yang lain. Oleli sebab itiu kebutuhan likopen dalam tubuh harus tetap tereukupi untuk
mencegah kaganasan radikal bebas.
1 A„ (T2).
5—2^,
I'BJTO-L
i—llA.
Gambar 3. Skema rcaksasi likopen (garis putus-putus) konversi internal
singlet
I'B,,"
RAT: konversi singlet ke triplet
t'B,," ^lJAs (Ik) dan konversi internal triplet 1*A2 (T2)
Rb,,
(T|). Tingkat tenaga 13A„ (1%) penting dalam aktivitas antioksidan
likopen.
Non-oksidatif
Likopen mengatur fungsi gen, memperbaiki gap-jimciion communication, modulasi hormon,
metabilosme karsinogen dan jalur metabolik termasuk fase II Jrug-tnetabolizing enzymes yang
semuanya akan menyebabkan penurunan resiko penyakit kronis [48. 53-56], Sel kanker membelah
secara terns menerus tanpa adanya kontrol dalam tiap tahapan pembelahan (mitosis maupun interfase).
Likopen dalam tubuh memicu terjadinya mekanisme apoptosis. sel-sel tidak sehat akan mati.
PENUTUP
Dengan penelitian yang sudah banyak dilakukan. pengetahuan tentang perananan likopen banyak
ditingkatkan. Hal ini membantu dalam mengembangkan berbagai stategi untuk melakukan
pencegahaiT dalam mengatasi berbagai peny akit degeneratif dan juga kanker. Meskipun demikian,
masih banyak hal yang harus diteliti lebih jauh tentang peranan isomer cA/trans likopen dalam
mendukung kesehatan manusia. Setelah mengetahui karakteristik likopen secara molekuler, di masa
yang akan datang dapat diciptakan likopen sintesis yang tidak membahayakan kesehatan manusia.
36
PROS1DING SEMINAR NASIONAL SAIISS DAN PENDIDIKAN SAINS UKSW
UCAPAN TERIMA KASIH
Mega Novita mengucapkan terimakasih kepada Kementrian Pendidikan Nasional yang telah
memberikan beasiswa melalui Program Beasiswa Unggulan Dikti 2009 yang bekerja sama dengan
Program Magister Biologi. Unhersitas Kristen Satya Wacana Salatiga.
DAFTAR PUSTAKA
[1]
[2] •
[3]
[4]
[5]
[6]
[7]
[8]
[9]
[10]
[11]
[12]
[13]
[14]
[15]
[16]
[17]
Rao AY, Agarwal S. 1999. Role of lyeopene as aniioxidatti carotenoid inthe prevention of
chronic diseases: a review. Nutr Res 19:305-323.
Stall I W, Sies H. 1996. Lyeopene: a biologically important carotenoid for humans? Arch
Biochem Biophys 336:1-9,
Khachik F, Carvallo L. Bernstein PS, Muir GJ, Zhao DY, Katz NB. 2002. Chemistry,
distribution and metabolism of tomato carotenoids and their impact on human health. Exp Biol
Med. 227(10):845-51.
Rao AV, Ray MR, Rao LG. Lyeopene. Adv Food Nutr Res2006;51:99—164.
StahlW, SchwarzW, Simdquist AR, Sies H. 1992. cis-trans homers of likopen and b-carotene
in human serum and tissues. Arch Biochem Biophys. 294:173-7.
Paiva S, Russell R. 1999. Beta earoteneand other carotenoids as antioxidants. J Am Coll, Nutr.
18:426-33.
Clinton SK. 1998. Likopen: chemistry, biology, and implications for human health and disease.
Nutr Rev. 1:35-5 1.
Agarwal A. Shen H, Agarwal S, Rao A. 2001. Likopen content of tomato products: its stability',
bioavailability and in vivo antioxidant properties. J Med Food. 4:9-15.
Shi, J., Le Mageur. M.. 2000. Lyeopene in tomatoes: chemical and physical properties a€ected
by food processing. Crit. Rev. Food Sci. Nutr. 40, 1-42.
Flaila Katri. 1999. Effects Carotenoid and Carotenoid-Tocopherol Interaction and Lipid
Oxidation In Vitro.University of Helsinki. Departement of Applied Chemistry and
Microbiology Helsinki.
Buratti, S.. Pellegrini, N.. Brenna, O., Mannino S. 2001. Rapid Electrochemical Method for The
Evaluation of The Antioxidant Power of Some Lipophilic Food Extract. J, Agric, Food Chem.
49.5136-5141.
Chang, Lee-Wen. Yen. Wen-Jhe. Huang. S,C,. dan Duh. Pir-Der. 2002. Antioxsidant Activity of
Sesame Coat. Food Chemistry, 78.34 7-354.
Rahmat A. Kumar V, Fong LM, Endrini S, Sani HA.2003. Determination of Total Antioxidant
Activity In Three Type of Local Vegetable Shoots and Cytotoxic Effect of Their Ethanolic
Extract Against Different Cancer Cell Lines. Asia Pasific Asia Pasific J, Clin Nutr, 12 (3). 292295.
Rao Narasinga. 2003. Bioaetive Phytoehemieals In Indian Foods and Their Potential In Health
Promotion and Disease Prevention. Asia Pasific J, Clin Nutr, 12 (1). 9- 22.
Shivashankara K,. S.. Cs. 2004. Fruit Antioxidant Activity Ascorbic Acid. Total Phenol.
Quercetin and Carotene of hwin Mango Fruit Store at Low Temperature After High Electric
Field Pretreatment. J, Agric,. Food Chem, 52. 1281-1286.
Limantara. L., P. Koehler, B. Wiihehn, R. J. Porra and H. Scheer. 2006. Photos/ability of
Bacteriochlorophyll a and Derivatives: Potential Sensitizer for Photodinamic Tumor Theraphy.
Photochemistry and Photobiology.82. 770-780.
Indrayana R. 2008. Efek Antioksidan Ekstrak Etanol 70% Daun Salam (Syzygium Polyanthum
[Wight.] Walp.J Pada Serum Darah Tikus Putih Jantan Galur Wistar Yang Diinduksi Karbon
Tetraklorida (CC14). Skripsi Fakultas Farmasi UMS. Surakarta.
37
PROSIDING SEMINAR NASIONAL SAINS DAN PESDIDIKA A SAINS UKSW
[18]
Halliwell, B. (1995). Oxygen radical, nitric oxide and human inflammatory joints disease.
Annals of (he Rheumatic Diseases. 54. 505 510.
[ 191 Rao AV, Rao LG. 2004. Likopen and human health. Curr Top Nutr Res. 2:127-36.
[20] Nugrohadi, S. 2008. Likopen: Antioksidan Alifatik yang Ejektif Prosiding seminar Nasional
Pigmen. ISBN 979-1098-16-4. Hal: 367-377.
[21] Bramley. P M. 2000. Is lycopene beneficial to human health? Phytochemistry 54 233-236.
[22] Rao, A. V., & Rao, L. G. 2007. Carotenoids and human health. Pharmacological Rasearch. 55:
207.
[23] Anonim, 2008a. Likopen overview, www.tishcon.org diakses pada 12 Februari 2008.
[24] Bohm, V., Bitsch, R., 1999. Intestinal absorption of lycopene from different matrices and
. interactions to other carotenoids. the lip id status and the antioxidant capacity of human
plasma. Eur. J. Nutr. 38, 1 18-125
[25] Boileau, A.C„ Merchen, N.R., Wasson, K.. Atkinson, C.A., Erdman, Jr., J.W., 1999. Cislycopene is more bioavailable than trans-lyco-pene in vitro and in vivo in lymph-cannulated
ferrets. J. Nutr. 129, 1176-1 181.
[26] Rao et al. 2003. Lycopene: Its role in human health and disease. AGROFood industry hi-tech,
July/August 2003.
[27] Chasse GA, Mak ML, Deretey E. Faorday LL. Prap JG, Sarma DSR, Agarwal A, Chakravarthi
S, Agarwal S, Rao AV. 2001. An ab initio computational study on selected lycopene isomers. J
Mol Struc (Theochem); 571:27-37.
[28] Rao AV, Slien HL. 2002. Effect of low dose lycopene intake on lycopene bioavailability and
oxidutive stress. Nutr Res; 22: 1 125—3 1.
[29] Heath E, Seren S, Sahin K. Kucuk O. The role of tomato lycopene in thetreatment of prostate
cancer. In: Rao AV, editor. Tomatoes, lycopene andhuman health. Scotland: Caledonian
Science Press; 2006. p. 127^)0.
[30] Stahl W, Sies H (1996). "Lycopene: a biologically important carotenoid for humans?". Arch.
Biochem. Biophvs. 336 (I): 1-9. doi: 10.1006/abbi. 1*996.0525. PMID 8951028
[31] Institute of Medicine, Food and Nutrition Board. 2000. Beta-carotene and other carotenoids.
Dielarv reference intakes for vitamin C, vitamin E, selenium, and carotenoids. Washington.
D.C.: National Academy Press: 325-400
[32] Miyake Takashi & Shibamoto Takayuki. 1997. Antioxidant Activities of Natural Compounds In
Plants. .1. Agriculture.Food.Chem. 45: 1819- 1822
[33] Giovannucci ERE, Liu Y. Stampfer M.I. Willett WC. 2002. A prospective study of tomato
products, lycopene, and prostate cancer risk. J Natl Cancer Inst; 94:391—8.
[34] Kucuk O, Sarkar FH. Sake W. 2001. Phase II randomized clinic trial oflycopene
supplymentation before radical prostatectomy. Cancer Epidemiol Biomarkers Prev; 10:861-8.
[35] Giovannucci E. 1999. Tomatoes, tomato-based products, lycopene, and cancer:reviewof the
epidemiologic literature. J Natl Cancer lnst;91:3 17-31.
[36] Agarwal S, Rao AV. 1998. Tomato lycopene and low density lipoprotein oxidatiorua human
dietary intervention study. Lipids:33:981-4.
[37] Witztum JL. 1994. The oxidation hypothesis of artherosclerosis. Lancet; 344:793-6.
[38] Parthasarathy S. Steinberg D. Witztum JL. The role of xidized lowdensitylipoproteins in
pa/hogenesis of atherosclerosis. Ann Rev Medl992; 43: 219—25.
[39] Heller, F R, Descamps O. Hondekijn JC. 1998. LDL oxidation: therapeutic perspectives.
Atherosclerosis; 137:825-31.
[40] Rao LG, Mackinnon ES. Josse RG. Murray TM, Strauss A. Rao AV. 2007. Lycopene
consumption decreases oxidutive stress and bone resorptionmarkers in postmenopausalwomen.
Osteoporosis hit; I 8( I): 109-1 5.
[41] Most MM. 2004. Estimated phvtochemical content of the dietary approaches tostop
hvpertension (DASH) diet is higher than in the control study diet. A Am Diet Assoc: 104:17257.
38
I'KOSIDIM, Sli.Ml XAK XASIONAL SAINS DAN PENDID1KAN SAINS UKSW
[42]
[43]
[44]
[45]
[46]
[47]
[48]
[49]
[50]
[51]
[52]
[53]
[54]
[55]
[56]
Palan P, Naz R. 1996. Changes in various anlioxiclant levels in humanseminalplasma related to
immimofertUity. Arch Androl: 36:139-43.
Rao AV, Balachandran B. 2003. Role of oxidative stress ahd antioxidcmts inneurodegeneralive
diseases. Nutr Neurosci:5(5):291-309.
Foy C.I. Passmore AP. Vahidassr MD. Young IS. Lawson .IT. 1999. Plasmachain-breaking
antioxidants in Alzheimer's disease, vascular dementia and Parkinson's disease. QJM; 92:3945.
Zimmerman, H.J. (1978) - Hepatotoxicitx. Appleton-Century-Crofts, New York. 230-32.
Fessenden, R.J., Fessenden, J.S., 1986. Kitnia Organik , Jilid I, Edisi III, 223-226, 238-240,
Alih Bahasa: A.H. Pudjaatmaka, Erlangga. Jakarta
Pokorny, J., Yanishlieva. N. and Gordon. M., 2001, Antioxidants in Food. Practical
Applications. 1-123,Wood Publishing Limited. Cambridge, England.
Fleber D. 2006. Mechanisms of action of likopen. In: RaoAV, editor, Tomatoes, likopen and
human health. Scotland: Caledonian Science Press, p. 65-76.
Gordon, M.H. 1990. The mechanism of antioxidants action in vitro. Di dalam: B.J.F.
Hudson, editor. Food Antioxidants. Elsivier Applied Science, London.
Rondonuwu, F. S.. Watanabe, Y., Fujii. R.. & Koyama, Y. 2003. A first detection of singlet to
triplet conversion from the I'B,,' to the
state and triplet internal conversion from the 13A^
to the P'D„ state in Carotenoids: dependence on the conjugation length. Chem. Phys. Lett. 376 ,
292-301.
Pariser, R. 1956. Theory of the Electronic Spectra and Structure of the Polyacenes and of
Alternant Hydrocarbons. Chem. Phys. 24: 250-268.
Callis, P., Scott, T. W., & Albrecht, A. C. 1983. Peturbation selection rules for multiphoton
electronic spectroscopy of neutral alternant hydrocarbons. J. Chem. Phys. 78: 16.
LaVecchia C. 1997. Mediterranean epidemiological evidence on tomatoes and the prevention
of digestive tract cancers. Proc Soc Exp Bio Med. 218:125-8.
Heber D, Lu QY. 2002. Overview of mechanisms of action of likopen. Exp Biol Med
(Mayvvood). 227(10):920-3.
Weitz K, Siler U, Goralezyk R. 2004. Likopen: methods of action to promote prostate health.
Arch Biochem Biophys. 430:127-34.
Agarwal S. Rao AV. 2000. Tomato likopen and its role in human health and chronic diseases.
Can Med Assoc J. 163:739-44.
39
KARAKTERISTIK LIKOPEN SEBAGAI ANTIOKSIDAN
Mega Novita1, Jubhar Mangimbuluile1'2'3, Ferdy S. Rondonuwu1^'3'4
Magisler Diologi,
11
Fakultus Biologi, Pusat Studi Karotenoid, 4> Fakuhas sains dan Matcmatika
Universitas Kristen Salya Wacana
.//. Diponegoro 52-60 sa/atiga, Jaw a Tengah
ferdy _sr@yahoo. com
ABSTRAK
Likopen adalah salah satu jenis pignien karotenoid yang banyak ditemukan pada tomat, semangka,
jambu merah, anggur merah, pepaya dan aprikot. Senyawa ini mampu mencegah berbagai penyakit
degeneratif seperti rematik, diabetes, jantung dan kanker. Hal ini didukung adanya aktivitas oksidatif
dan non-oksidatif sebagai pencegah pembentukan sel tidak sehat. Dalam makalah ini dikaji
karakteristik likopen sebagai antioksidan dalam kaitannya dengan pencegahan penyakit kanker.
Keywords: likopen, manusia, antioksidan, kanker
PENDAHULUAN
Likopen adalah salah satu pigmen alami yang disintesis oleh tumbuhan tingkat tinggi dan
mikroorganisme, tetapi tidak olah hewan. Senyawa ini merupakan keluarga karotenoid, bentuk asiklik
dari p-karoten sehingga tidak memiliki aktivitas vitamin A [1, 2]. Sebagai suatu hidrokarbon poliena
tak jenuh, likopen mempunyai 13 ikatan rangkap, I 1 diantaranya ikatan rangkap terkonjugasi («) [35]. Senyawa ini bertanggung jawab terhadap warna ungu, merah, oranye dan kuning yang sering
muncul pada buah dan sayur [6].
C
4CHsg
iycopene (n - 11)
Gambar I. Struktur inolckiil likopen. Likopen memiliki ikatan rangkap terkonjugasi n-ll.
Di alam, likopen terdapat dalam bentuk all-trans [7]. Bagaimanapun bentuk tersebut dapat berubah
menjadi isomer mono atau poli-c'/.v oleh pengaruh cahaya, pemanasan dan reaksi kimia [8]. Hal ini
disebabkan oleh adanya ikatan rangkap dalam strukturnya. Sebagai contoh, produk olahan tomat
mengandung isomer cis antara 1,7% dan 10,1% dan sisanya adalah isomer trans[9].
Sudah sering kita dengar, likopen mempunyai aktivitas antioksidan yang ampuh-. Likopen dapat
mencegah rusaknya sel-sel akibat radikal bebas [10-16]. Radikal bebas dapat berasal dari dalam
(endogenns) dan luar (eksogemis) tubuh [17] seperti: sisa proses metabolisme (proses pembakaran)
protein atau karbohidrat dan lemak yang kita konsumsi, polusi udara. asap kendaraan bermotor, asap
rokok, berbagai bahan kimia, makanan yang terlalu hangus (carbonated) dan lain sebagainya. Radikal
bebas yang terbentuk di dalam tubuh akan merusak beberapa target seperti lemak, protein, karbohidrat
30
PROSIDING SEMINAR NASIONAL SAINS DAN PEISDIDIKAN SAINS UKSW
dan DNA [18]. Dengan demikian, prevalcnsi penyakit degeneratif seperti rematik, kencing manis,
jantung dan kanker tidak dapat dihindarkan lagi. Dalam kajian ini akan dijelaskan bagaimana
karaktei'istik likopen sebagai antioksidan dalam kaitannya dengan pencegahan penyakit kanker.
LIKOPEN PADA MANUSIA
Sedikitnya 85% asupan likopen yang kita konsumsi berasal dari buah tomat dan produk berbasis
tomat. sementara sisanya diperoleh dari semangka, jambn biji dan pepaya. Tabel 1 menunjnkkan
beberapa jenis buah dan sayuryang mengandung likopen disajikan beserta jumlahnya [4,19],
I tibcl I. Kniulun^an likopen pada buah dan sayur
Buah dan sayur
Likopen (pg'g)
Tomat
8.8-42.0
Semangka
23.0-72.0
Jambu mcrah
54.0
Anggur merah
33.6
Pepaya
20.0-53..0
Aprikot
'ang termasuk akibat dari kerusakan sel [4],
Berbagai peinakit degeneratu tersebut sangat dipengaruhi oleh adanya radikal bebas yang ada dalam
tubuh. baik > ang berasal dari daktm nibuh maupun dart luar tubuh.
RADIKAL BEBAS
Radikal bebas adalah atom atau gugus apa saja yang memiliki satu/lebih elektron yang tidak
berpasangan yang dapat bertindak sebagai akseptor elektron [45], disimbolkan
Menurut
Fessenden ami Fessenden (1^86) radikal yang demikian sangat reaktif [46], Beberapa contoh radikal
bebas antara lain: anion SLiperoksida (dCV). radikal hidroksil (OH*), nitrit oksida (NO*), hidrogen
peroksida (H:02) dan sebagainya [17],
Reaksi pembentukan radikal bebas merupakan mekanisme biokimia tubuh normal yangterjadi melalui
reaksi yang langsung meimuuskan ikatan atau melalui transfer elektron [18]. Radikal bebas lazimnya
hanya bersifat perantara >ang bisa dengan cepat diubah menjadi substansi yang tidak lagi
membahayakan bagi tubuh. Namun. apabila radikal bebas bertemu dengan enzim atau asam lemak tak
jenuh ganda. maka merupakan avval dari kerusakan sel.
Reaksi oksidasi lipid beriangsung dalam tiga tahap [47], yaitu:
1.
2.
Inisiasi. Stiatu radikal lipid terbentuk dari molekul lipid menurut reaksi RH—>R*+H*.
Pengurangan atom hidrogen oleh spesies reaktif seperti radikal hidroksil berperan dalam
inisiasi oksidasi lipid.
Propagasi (perambatan). Radikal lipid diubah menjadi radikal lipid yang berbeda. Reaksi ini
umumnya melibatkar. pengurangan atom hidrogen dari molekul lipid atau penambahan atom
oksigen pad a radikal alkil.
34
I'KUSWUSi, SLMINAR i\ASIUi\AL SAll\.S OAl\ l't.l\LHUlh.Al\
Ul\^n
R« + Ot —> ROO*
ROO* + RH -> ROOH + R*
3.
Terminasi. Radikal bebas bergabung untuk membentuk molekul dengan elektron berpasangan.
ROO* + ROO*
ROOR + 02
ROO* + R* -> ROOR
R* + R*
RR
Kelerangau = R: radikal lipid, H: hidrogen, O: oksigen
AKTIV1TAS LIKOPEN
Dalam mencegah beroagai penyakit degencratif termasuk kanker, likopen memiliki aktivitas oksidatif
maupun non-oksidatif.
Oksidatif
Oksidasi dapat diharnbat dengan menggunakan bahan tambahan spesifik penghambat oksidasi
('oxidation inhibitor), yang sering disebut dengan antioksidan [47], Likopen sebagai antioksidan
mampu meredam sresies oksigen reaktif sehingga mengurangi oksidatif pada lipid (termasuk
membran dan lipoprotein). protein dan DNA [48], Penambahan likopen pada lipida dapat
menghambat atau mencegah reaksi autoksidasi. Reaksi tersebut relatif stabil dan tidak mempunyai
cukup energi untuk dapat bereaksi dengan molekul lipida lain membentuk radikal lipida baru [47].
Inisiasi : R* + AH—> RH + A*
Radikal lipida
Propagasi : ROO* + AH —> ROOH + A*
Keterangan = A: antioksidan/likopen
Mekanisme terpenting adalah reaksi antara antioksidan dengan radikal bebas [49], Likopen bereaksi
dengan radikal bebas peroksil atau hidroksil yang terbentuk dari hidroperoksida yang berasal dari
lipid, sehingga tidak lagi berbahaya untuk tubuh. Dengan demikian kandungan radikal bebas dapat
dikurangi.
Aktivitas oksidatif likopen didukung dengan tingkat tenaga tripletnya. Secara umum, skema relaksasi
energi karotenoid meliputi [50]: (1) konversi internal singlet
I'B,," -^2'Aj,"
l'Ag" keadaan
3
dasar {ground)-. (2) konversi singlet ke triplet I'B,," ->l Ag (T^) yang kemudian diikuti dengan
konversi internal triplet 1 A. ( Ik)
I B,, (T|), lihat Gambar 3. Tingkat-tingkat tenaga tersebut
niemiliki sinietri C:i,. Tanda Pariser ,l' atau ' ^ menunjukkan keadaan singlet atau triplet, (+) dan (-)
menunjukkan simetri dari konfigurasi elektronik, A atau B menunjukkan ikatan kovalen atau ikatan
ionik, g (gerade) atau u (ungerade) mewakili paritas genap atau ganjil dari fungsi gelombang total dan
'1' atau '2 ' adalah label untuk keadaan elektronik yang memiliki kesamaan simetri mulai dari keadaan
dasar (I) ke tingkat yang lebih tinggi (2) [5 1-52].
35
PROSIDING SI'MiyAR \ASIO\A r SMSS DAS' PEND1D1KAN SA1ISS UKSU
Tingkat ten a "a triplet likopen I''A,, ('Ik) menangkap elektron bebas >ang berasal dari radikal lipid R
atau ROO*. Transfer elektron tersebut mcnyelesaikan permasalahan bahaya radikal bebas. Molekul
A* san»at stabil dan tidak mungkin terlepas. Reran antioksidan berikutnya digantikan oleh molekul
likopen yang lain. Oleli sebab itiu kebutuhan likopen dalam tubuh harus tetap tereukupi untuk
mencegah kaganasan radikal bebas.
1 A„ (T2).
5—2^,
I'BJTO-L
i—llA.
Gambar 3. Skema rcaksasi likopen (garis putus-putus) konversi internal
singlet
I'B,,"
RAT: konversi singlet ke triplet
t'B,," ^lJAs (Ik) dan konversi internal triplet 1*A2 (T2)
Rb,,
(T|). Tingkat tenaga 13A„ (1%) penting dalam aktivitas antioksidan
likopen.
Non-oksidatif
Likopen mengatur fungsi gen, memperbaiki gap-jimciion communication, modulasi hormon,
metabilosme karsinogen dan jalur metabolik termasuk fase II Jrug-tnetabolizing enzymes yang
semuanya akan menyebabkan penurunan resiko penyakit kronis [48. 53-56], Sel kanker membelah
secara terns menerus tanpa adanya kontrol dalam tiap tahapan pembelahan (mitosis maupun interfase).
Likopen dalam tubuh memicu terjadinya mekanisme apoptosis. sel-sel tidak sehat akan mati.
PENUTUP
Dengan penelitian yang sudah banyak dilakukan. pengetahuan tentang perananan likopen banyak
ditingkatkan. Hal ini membantu dalam mengembangkan berbagai stategi untuk melakukan
pencegahaiT dalam mengatasi berbagai peny akit degeneratif dan juga kanker. Meskipun demikian,
masih banyak hal yang harus diteliti lebih jauh tentang peranan isomer cA/trans likopen dalam
mendukung kesehatan manusia. Setelah mengetahui karakteristik likopen secara molekuler, di masa
yang akan datang dapat diciptakan likopen sintesis yang tidak membahayakan kesehatan manusia.
36
PROS1DING SEMINAR NASIONAL SAIISS DAN PENDIDIKAN SAINS UKSW
UCAPAN TERIMA KASIH
Mega Novita mengucapkan terimakasih kepada Kementrian Pendidikan Nasional yang telah
memberikan beasiswa melalui Program Beasiswa Unggulan Dikti 2009 yang bekerja sama dengan
Program Magister Biologi. Unhersitas Kristen Satya Wacana Salatiga.
DAFTAR PUSTAKA
[1]
[2] •
[3]
[4]
[5]
[6]
[7]
[8]
[9]
[10]
[11]
[12]
[13]
[14]
[15]
[16]
[17]
Rao AY, Agarwal S. 1999. Role of lyeopene as aniioxidatti carotenoid inthe prevention of
chronic diseases: a review. Nutr Res 19:305-323.
Stall I W, Sies H. 1996. Lyeopene: a biologically important carotenoid for humans? Arch
Biochem Biophys 336:1-9,
Khachik F, Carvallo L. Bernstein PS, Muir GJ, Zhao DY, Katz NB. 2002. Chemistry,
distribution and metabolism of tomato carotenoids and their impact on human health. Exp Biol
Med. 227(10):845-51.
Rao AV, Ray MR, Rao LG. Lyeopene. Adv Food Nutr Res2006;51:99—164.
StahlW, SchwarzW, Simdquist AR, Sies H. 1992. cis-trans homers of likopen and b-carotene
in human serum and tissues. Arch Biochem Biophys. 294:173-7.
Paiva S, Russell R. 1999. Beta earoteneand other carotenoids as antioxidants. J Am Coll, Nutr.
18:426-33.
Clinton SK. 1998. Likopen: chemistry, biology, and implications for human health and disease.
Nutr Rev. 1:35-5 1.
Agarwal A. Shen H, Agarwal S, Rao A. 2001. Likopen content of tomato products: its stability',
bioavailability and in vivo antioxidant properties. J Med Food. 4:9-15.
Shi, J., Le Mageur. M.. 2000. Lyeopene in tomatoes: chemical and physical properties a€ected
by food processing. Crit. Rev. Food Sci. Nutr. 40, 1-42.
Flaila Katri. 1999. Effects Carotenoid and Carotenoid-Tocopherol Interaction and Lipid
Oxidation In Vitro.University of Helsinki. Departement of Applied Chemistry and
Microbiology Helsinki.
Buratti, S.. Pellegrini, N.. Brenna, O., Mannino S. 2001. Rapid Electrochemical Method for The
Evaluation of The Antioxidant Power of Some Lipophilic Food Extract. J, Agric, Food Chem.
49.5136-5141.
Chang, Lee-Wen. Yen. Wen-Jhe. Huang. S,C,. dan Duh. Pir-Der. 2002. Antioxsidant Activity of
Sesame Coat. Food Chemistry, 78.34 7-354.
Rahmat A. Kumar V, Fong LM, Endrini S, Sani HA.2003. Determination of Total Antioxidant
Activity In Three Type of Local Vegetable Shoots and Cytotoxic Effect of Their Ethanolic
Extract Against Different Cancer Cell Lines. Asia Pasific Asia Pasific J, Clin Nutr, 12 (3). 292295.
Rao Narasinga. 2003. Bioaetive Phytoehemieals In Indian Foods and Their Potential In Health
Promotion and Disease Prevention. Asia Pasific J, Clin Nutr, 12 (1). 9- 22.
Shivashankara K,. S.. Cs. 2004. Fruit Antioxidant Activity Ascorbic Acid. Total Phenol.
Quercetin and Carotene of hwin Mango Fruit Store at Low Temperature After High Electric
Field Pretreatment. J, Agric,. Food Chem, 52. 1281-1286.
Limantara. L., P. Koehler, B. Wiihehn, R. J. Porra and H. Scheer. 2006. Photos/ability of
Bacteriochlorophyll a and Derivatives: Potential Sensitizer for Photodinamic Tumor Theraphy.
Photochemistry and Photobiology.82. 770-780.
Indrayana R. 2008. Efek Antioksidan Ekstrak Etanol 70% Daun Salam (Syzygium Polyanthum
[Wight.] Walp.J Pada Serum Darah Tikus Putih Jantan Galur Wistar Yang Diinduksi Karbon
Tetraklorida (CC14). Skripsi Fakultas Farmasi UMS. Surakarta.
37
PROSIDING SEMINAR NASIONAL SAINS DAN PESDIDIKA A SAINS UKSW
[18]
Halliwell, B. (1995). Oxygen radical, nitric oxide and human inflammatory joints disease.
Annals of (he Rheumatic Diseases. 54. 505 510.
[ 191 Rao AV, Rao LG. 2004. Likopen and human health. Curr Top Nutr Res. 2:127-36.
[20] Nugrohadi, S. 2008. Likopen: Antioksidan Alifatik yang Ejektif Prosiding seminar Nasional
Pigmen. ISBN 979-1098-16-4. Hal: 367-377.
[21] Bramley. P M. 2000. Is lycopene beneficial to human health? Phytochemistry 54 233-236.
[22] Rao, A. V., & Rao, L. G. 2007. Carotenoids and human health. Pharmacological Rasearch. 55:
207.
[23] Anonim, 2008a. Likopen overview, www.tishcon.org diakses pada 12 Februari 2008.
[24] Bohm, V., Bitsch, R., 1999. Intestinal absorption of lycopene from different matrices and
. interactions to other carotenoids. the lip id status and the antioxidant capacity of human
plasma. Eur. J. Nutr. 38, 1 18-125
[25] Boileau, A.C„ Merchen, N.R., Wasson, K.. Atkinson, C.A., Erdman, Jr., J.W., 1999. Cislycopene is more bioavailable than trans-lyco-pene in vitro and in vivo in lymph-cannulated
ferrets. J. Nutr. 129, 1176-1 181.
[26] Rao et al. 2003. Lycopene: Its role in human health and disease. AGROFood industry hi-tech,
July/August 2003.
[27] Chasse GA, Mak ML, Deretey E. Faorday LL. Prap JG, Sarma DSR, Agarwal A, Chakravarthi
S, Agarwal S, Rao AV. 2001. An ab initio computational study on selected lycopene isomers. J
Mol Struc (Theochem); 571:27-37.
[28] Rao AV, Slien HL. 2002. Effect of low dose lycopene intake on lycopene bioavailability and
oxidutive stress. Nutr Res; 22: 1 125—3 1.
[29] Heath E, Seren S, Sahin K. Kucuk O. The role of tomato lycopene in thetreatment of prostate
cancer. In: Rao AV, editor. Tomatoes, lycopene andhuman health. Scotland: Caledonian
Science Press; 2006. p. 127^)0.
[30] Stahl W, Sies H (1996). "Lycopene: a biologically important carotenoid for humans?". Arch.
Biochem. Biophvs. 336 (I): 1-9. doi: 10.1006/abbi. 1*996.0525. PMID 8951028
[31] Institute of Medicine, Food and Nutrition Board. 2000. Beta-carotene and other carotenoids.
Dielarv reference intakes for vitamin C, vitamin E, selenium, and carotenoids. Washington.
D.C.: National Academy Press: 325-400
[32] Miyake Takashi & Shibamoto Takayuki. 1997. Antioxidant Activities of Natural Compounds In
Plants. .1. Agriculture.Food.Chem. 45: 1819- 1822
[33] Giovannucci ERE, Liu Y. Stampfer M.I. Willett WC. 2002. A prospective study of tomato
products, lycopene, and prostate cancer risk. J Natl Cancer Inst; 94:391—8.
[34] Kucuk O, Sarkar FH. Sake W. 2001. Phase II randomized clinic trial oflycopene
supplymentation before radical prostatectomy. Cancer Epidemiol Biomarkers Prev; 10:861-8.
[35] Giovannucci E. 1999. Tomatoes, tomato-based products, lycopene, and cancer:reviewof the
epidemiologic literature. J Natl Cancer lnst;91:3 17-31.
[36] Agarwal S, Rao AV. 1998. Tomato lycopene and low density lipoprotein oxidatiorua human
dietary intervention study. Lipids:33:981-4.
[37] Witztum JL. 1994. The oxidation hypothesis of artherosclerosis. Lancet; 344:793-6.
[38] Parthasarathy S. Steinberg D. Witztum JL. The role of xidized lowdensitylipoproteins in
pa/hogenesis of atherosclerosis. Ann Rev Medl992; 43: 219—25.
[39] Heller, F R, Descamps O. Hondekijn JC. 1998. LDL oxidation: therapeutic perspectives.
Atherosclerosis; 137:825-31.
[40] Rao LG, Mackinnon ES. Josse RG. Murray TM, Strauss A. Rao AV. 2007. Lycopene
consumption decreases oxidutive stress and bone resorptionmarkers in postmenopausalwomen.
Osteoporosis hit; I 8( I): 109-1 5.
[41] Most MM. 2004. Estimated phvtochemical content of the dietary approaches tostop
hvpertension (DASH) diet is higher than in the control study diet. A Am Diet Assoc: 104:17257.
38
I'KOSIDIM, Sli.Ml XAK XASIONAL SAINS DAN PENDID1KAN SAINS UKSW
[42]
[43]
[44]
[45]
[46]
[47]
[48]
[49]
[50]
[51]
[52]
[53]
[54]
[55]
[56]
Palan P, Naz R. 1996. Changes in various anlioxiclant levels in humanseminalplasma related to
immimofertUity. Arch Androl: 36:139-43.
Rao AV, Balachandran B. 2003. Role of oxidative stress ahd antioxidcmts inneurodegeneralive
diseases. Nutr Neurosci:5(5):291-309.
Foy C.I. Passmore AP. Vahidassr MD. Young IS. Lawson .IT. 1999. Plasmachain-breaking
antioxidants in Alzheimer's disease, vascular dementia and Parkinson's disease. QJM; 92:3945.
Zimmerman, H.J. (1978) - Hepatotoxicitx. Appleton-Century-Crofts, New York. 230-32.
Fessenden, R.J., Fessenden, J.S., 1986. Kitnia Organik , Jilid I, Edisi III, 223-226, 238-240,
Alih Bahasa: A.H. Pudjaatmaka, Erlangga. Jakarta
Pokorny, J., Yanishlieva. N. and Gordon. M., 2001, Antioxidants in Food. Practical
Applications. 1-123,Wood Publishing Limited. Cambridge, England.
Fleber D. 2006. Mechanisms of action of likopen. In: RaoAV, editor, Tomatoes, likopen and
human health. Scotland: Caledonian Science Press, p. 65-76.
Gordon, M.H. 1990. The mechanism of antioxidants action in vitro. Di dalam: B.J.F.
Hudson, editor. Food Antioxidants. Elsivier Applied Science, London.
Rondonuwu, F. S.. Watanabe, Y., Fujii. R.. & Koyama, Y. 2003. A first detection of singlet to
triplet conversion from the I'B,,' to the
state and triplet internal conversion from the 13A^
to the P'D„ state in Carotenoids: dependence on the conjugation length. Chem. Phys. Lett. 376 ,
292-301.
Pariser, R. 1956. Theory of the Electronic Spectra and Structure of the Polyacenes and of
Alternant Hydrocarbons. Chem. Phys. 24: 250-268.
Callis, P., Scott, T. W., & Albrecht, A. C. 1983. Peturbation selection rules for multiphoton
electronic spectroscopy of neutral alternant hydrocarbons. J. Chem. Phys. 78: 16.
LaVecchia C. 1997. Mediterranean epidemiological evidence on tomatoes and the prevention
of digestive tract cancers. Proc Soc Exp Bio Med. 218:125-8.
Heber D, Lu QY. 2002. Overview of mechanisms of action of likopen. Exp Biol Med
(Mayvvood). 227(10):920-3.
Weitz K, Siler U, Goralezyk R. 2004. Likopen: methods of action to promote prostate health.
Arch Biochem Biophys. 430:127-34.
Agarwal S. Rao AV. 2000. Tomato likopen and its role in human health and chronic diseases.
Can Med Assoc J. 163:739-44.
39