• Sejarah
Melanin adalah senyawa biologi yang ditemukan pada manusia, tanaman, hewan, dan protista, yang berfungsi sebagai pigmen. Pigmen yang dihasilkan biasanya merupakan turunan dari asam amino tirosina. Melanin merupakan zat yang memberikan warna pada kulit, rambut dan mata. Melanin terbentuk dari metabolisme asam amino tyrosin. Pada kulit melanin dibentuk oleh sel yang disebut melanosit dan melalui proses melanogenesis (Pembentukan melanin oleh sel-sel hidup). 
Melanin merupakan suatu metabolit sekunder. Metabolit sekunder merupakan senyawa metabolit yang tidak esensial bagi pertumbuhan organisme dan ditemukan dalam bentuk yang unik atau berbeda-beda antara spesies yang satu dan lainnya. Setiap organisme biasanya menghasilkan senyawa metabolit sekunder yang berbeda-beda, bahkan mungkin satu jenis senyawa metabolit sekunder hanya ditemukan pada satu spesies dalam suatu kingdom. Senyawa ini juga tidak selalu dihasilkan, tetapi hanya pada saat dibutuhkan saja atau pada fase-fase tertentu. Fungsi metabolit sekunder adalah untuk mempertahankan diri dari kondisi lingkungan yang kurang menguntungkan, misalnya untuk mengatasi hama dan penyakit, menarik polinator, dan sebagai molekul sinyal. Singkatnya, metabolit sekunder digunakan organisme untuk berinteraksi dengan lingkungannya.
Adanya melanin tersebut menyebabkan terjadinya keragaman warna kulit pada makhluk hidup, misalnya pada manusia. Manusia memiliki warna kulit yang bermacam-macam, kisarannya yaitu dari hampir hitam sampai putih. Manusia dengan kulit gelap memiliki jumlah melanin yang lebih tinggi, dan sebaliknya manusia yang memiliki melanin lebih sedikit akan memiliki kulit yang lebih putih. Pada dasarnya jumlah melanosit pada manusia yang memiliki kulit hitam maupun kulit putih adalah sama, yang membedakan adalah ukuran dari sel melanosit dan penyebarannya. Pada manusia yang memiliki kulit hitam, melanositnya lebih besar dan penyebarannya lebih merata, sedangkan pada manusia yang memiliki kulit lebih putih melanositnya lebih kecil dan kurang menyebar. Pada manusia yang memiliki kulit putih, aktivitas melanosit untuk menghasilkan melanin lebih rendah dibandingkan pada manusia yang kulit hitam.
Melanin akan sangat berguna bagi makkhluk hidup jika kandungannya dalam tubuh tepat. Artinya kandungan melanin dalam tubuh tidak kurang dan tidak berlebihan. Efek yang ditimbulkan jika makhluk hidup tersebut mengalami kekurangan melanin adalah penyakit yang biasa disebut albino. Abinno bisa menyerang manusia, tanaman maupun hewan.
Jenis melanin yang paling umum adalah eumelanin dan pheomelanin. Bentuk umum sebagian besar melanin adalah eumelanin. Eumelanin berwarna cokelat-hitam yang merupakan polimer dari dihidroksi indol asam karboksilat. Bentuk lain melanin adalah pheomelanin berwarna merah-coklat dan merupakan polimer dari benzothiazine. Melanin ini bertanggung jawab untuk memberikan warna rambut merah dan bintik-bintik. Pheomelanin dan eumelanin ditemukan di kulit manusia dan rambut , tetapi eumelanin adalah melanin melimpah paling pada manusia, serta bentuk paling mungkin kekurangan albinisme .
• Proses Sintesis dari Organisme Asal
Pembentukan Pigmen Melanin
Melanin dibentuk oleh melanosit dengan enzim tirosinase memainkan peranan penting dalam proses pembentukannya. Sebagai akibat dari kerja enzim tironase, tiroksin diubah menjadi 3,4 dihidroksiferil alanin (DOPA) dan kemudian menjadi dopaquinone, yang kemudian dikonversi, setelah melalui beberapa tahap transformasi menjadi melanin. Enzim tirosinase dibentuk dalam ribosom, ditransfer dalam lumer retikulum endoplasma kasar, melanosit diakumulasi dalam vesikel yang dibentuk oleh kompleks golgi. 4 tahapan yang dapat dibedakan pada pembentukan granul melanin yang matang.
Tahap 1 :
Sebuah vesikel dikelilingi oleh membran dan menunjukkan awal proses dari aktivitas enzim tirosinase dan pembentukan substansi granul halus; pada bagian perifernya. Untaian-untaian padat elektron memiliki suatu susunan molekul tirosinase yang rapi pada sebuah matrik protein.
Tahap 2 :
Vesikel (melanosom) berbentuk oval dan memperlihatkan pada bagian dalam filamen-filamen dengan jarak sekitar 10 nm atau garis lintang dengan jarak sama. Melanin disimpan dalam matriks protein.
Gambar 1. Diagram Melanosit, ilustrasi gambaran utama melanogenesis. Tirosinase di sintesis dalam retikulum endoplasma yang kasar dan diakumulasikan dalam vesikel kompleks Golgi. Vesikel yang bebas sekarang dinamakan melanosom. Sintesis melanin dimulai pada melanosom tahap II, di mana melanin diakumulasikan dan membentuk melanosom tahap III. Terakhir struktur ini hilang dengan aktivitas tirosinase dan membentuk granul melanin. Granul melanin bermigrasi ke arah juluran melanosit dan masuk ke dalam keratinosit.
Tahap 3 :
Peningkatan pembentukan melanin membuat struktur halus agak sulit terlihat.
Tahap 4 :
Granul melanin matang dapat terlihat dengan mikroskop cahaya dan melanin secara sempurna mengisi vesikel. Utrastruktur tidak ada yang terlihat. Granul yang matang berbentuk elips, dengan panjang 1 μm dan diameter 0,4 μm.
Ketika dibentuk granul melanin migrasi di dalam perluasan sitoplasma melanosit dan ditransfer ke sel-sel dalam stratum germinativum dan spinosum dari epidermis. Proses transfer ini telah diobservasi secara langsung pada kultur jaringan kulit.
Granul melanin pada dasarnya diinjeksikan ke dalam keratinosit. Ketika di dalam keratinosit, granul melanin berakumulasi di dalam sitoplasma di daerah atas inti (supranuklear), jadi melindungi nukleus dari efek merusak radiasi matahari.
Meskipun melanosit yang membentuk melanin, namun sel-sel epitel/keratinositlah yang menjadi gudang dan berisi lebih banyak melanin, dibandingkan melanosit sendiri. Di dalam keratinosit, granul melanin bergabung dengan lisosom – alasan mengapa melanin menghilang pada sel epitel bagian atas.
• Faktor-faktor penting dalam interaksi antara keratinosit dan melanosit yang menyebabkan pigmentasi pada kulit:
1. Kecepatan pembentukan granul melanin dalam melanosit.
2. Perpindahan granul ke dalam keratinosit, dan
3. Penempatan terakhirnya dalam keratinosit
Mekanisme umpan balik bisa bertahan selama dalam keratinosit
Melanosit dapat dengan mudah dilihat dengan fragmen inkubasi epidermis pada dengan dopa. Komposisi ini dikonversikan menjadi deposit coklat gelap melanin pada melanosit, reaksinya dikatalisasi oleh enzim tirosinase. Metode ini memungkinkan untuk menghitung jumlah melanosit per unit area epidermis. Beberapa penelitian menunjukkan bahwa melanosit tidak didistribusikan secara random di antara keratinosit, agak tampak ada pola pada distribusinya, yang disebut dengan epidermal-melanin unit.
• Proses sintesis melanin dari asam amino tirosin :
Pada manusia, ratio dopa-positif melanosit terhadap keratinosit pada statum basah adalah konstan di dalam setiap area tubuh, tetapi bervariasi dari satu regio ke regio yang lain. Sebagai contoh, ada sekitar 1000 melanosit/mm2 di kulit daerah paha dan 2000/mm2 di kulit skrotum. Jenis kelamin dan ras tidak mempengaruhi jumlah melanosit/unit area. Perbedaan pada warna kulit terutama karena perbedaan jumlah granul melanin pada keratinosit.
Gambar 2. Section of the stratum spinosum showing the localized deposits of melanin covering the cell nuclei. Melanin protects the DNA from the UV radiation of the sun. This explains why people with light skin have a higher incidence of skin cancer than do people with dark skin. The highest concentration of melanin occurs in the cells that are more deeply localized; these cells divide more actively. (The DNA of cell populations that multiply more actively is particularly sensitive to harmful agents.)
Makin gelapnya kulit (tanning) setelah terpapar radiasi matahari ( panjang gel: 290-320mm) adalah akibat proses tahap 2. Pertama, reaksi fisis dan kimiawi menggelapkan warna melanin yang belum muncul ke luar melanosit, dan merangsangnya secara cepat untuk masuk ke keratinosit. Kedua, kecepatan sintesis melanin dalam melanosit mengalami akselerasi, sehingga semakin meningkatkan jumlah pigmen melanin.
• Fungsi Melanin bagi Organisme Asalnya
Melanin yang sering disebut dengan pigmen terdapat dalam semua makhluk hidup. Fungsi melanin atau pigmen tersebut tergantung pada makhluk hidup yang memproduksinya. Misalnya pada manusia melanin berfungsi sebagai pembari warna pada kulit, rambut dan mata, melanin juga berfungsi melindungi kulit dari paparan sinar ultra violet. Semakin sering kulit tubuh terkena paparan sinar ultra violet maka produksi melanin dalam tubuh bertambah banyak sehingga kulit akan terlihat lebih gelap. Untuk hewan melanin berfungsi sebagai pemberi warna untuk kulit, mata dan bulu. Tetapi pada beberapa serangga pigmennya berubah menjadi senyawa beracun dan digunakan sebagi signal apabila ada bahaya disekitarnya. Jadi pada serangga tersebut pigmen barfungsi ganda. Pada tanaman pigmen berfungsi sebagai pemberi warna pada daun dan bunga bagi tanaman yang memiliki bunga. Warna daun dan bunga setiap tanaman berbeda-beda, hal tersebut dikarenakan molekul pigmen yang ada pada tanaman tersebut berbeda.
• Aplikasi untuk Kebutuhan Manusia
Zat warna untuk tekstil
Zat warna alam untuk bahan tekstil pada umumnya diperoleh dari hasil ekstrak berbagai bagian tumbuhan seperti akar, kayu, daun, biji ataupun bunga. Pengrajin-pengrajin batik telah banyak mengenal tumbuhan-tumbuhan yang dapat mewarnai bahan tekstil beberapa diantaranya adalah : daun pohon nila (indofera), kulit pohon soga tingi (Ceriops candolleana arn), kayu tegeran (Cudraina javanensis), kunyit (Curcuma), teh (Tea), akar mengkudu (Morinda citrifelia), kulit soga jambal (Pelthophorum ferruginum), kesumba (Bixa orelana), daun jambu biji (Psidium guajava). (Sewan Susanto,1973).
Menurut R.H.MJ. Lemmens dan N Wulijarni-Soetjipto (1999) sebagian besar warna dapat diperoleh dari produk tumbuhan, pada jaringan tumbuhan terdapat pigmen tumbuhan penimbul warna yang berbeda tergantung menurut struktur kimianya. Golongan pigmen tumbuhan dapat berbentuk klorofil, karotenoid, flovonoid dan kuinon. Untuk itu pigmen – pigmen alam tersebut perlu dieksplorasi dari jaringan atau organ tumbuhan dan dijadikan larutan zat warna alam untuk pencelupan bahan tekstil. Proses eksplorasi dilakukan dengan teknik ekstraksi dengan pelarut air.
Proses pembuatan larutan zat warna alam adalah proses untuk mengambil pigmen – pigmen penimbul warna yang berada di dalam tumbuhan baik terdapat pada daun, batang, buah, bunga, biji ataupun akar. Proses eksplorasi pengambilan pigmen zat warna alam disebut proses ekstraksi. Proses ektraksi ini dilakukan dengan merebus bahan dengan pelarut air. Bagian tumbuhan yang di ekstrak adalah bagian yang diindikasikan paling kuat/banyak memiliki pigmen warna misalnya bagian daun, batang, akar, kulit buah, biji ataupun buahnya. Untuk proses ekplorasi ini dibutuhkan bahan – sebagai berikut:
- Kain katun (birkolin) dan sutera - Ekstrak adalah bahan yang diambil dari bagian tanaman di sekitar kita yang ingin kita jadikan sumber pewarna alam seperti : daun pepaya, bunga sepatu, daun alpokat, kulit buah manggis, daun jati, kayu secang, biji makutodewo, daun ketela pohon, daun jambu biji ataupun jenis tanaman lainnya yang ingin kita eksplor
- Bahan kimia yang digunakan adalah tunjung (FeSO4) , tawas, natrium karbonat/soda abu (Na2CO3) , kapur tohor (CaCO3), bahan ini dapat di dapatkan di toko-toko bahan kimia. Peralatan yang digunakan adalah timbangan, ember, panci, kompor, thermometer , pisau dan gunting.
2 komentar:
berkulit hitam adalah nightmare bagi sebagian orang. Contohnya popstar yang sudah almarhum M J. Bisa kasih info nggak proses pemutihan kulit yang dilakukan MJ? saya penasaran banget... thx
Beruntung jadi orang Indonesia
Pigmennya nggak berlebihan dan nggak kekurangan :)
Posting Komentar