Optimasi Ekstraksi Senyawa Fenolik dan Senyawa Antioksidan dari Biji Jengger Ayam (Celosia cristata L.) Menggunakan Response Surface Methodology (RSM)

Abstract

Jengger ayam merupakan tanaman hias semusim yang termasuk dalam famili Amaranthaceae dan tersebar luas di Asia dan Afrika. Beberapa negara seperti Nigeria, China dan India, daun jengger ayam banyak dikonsumsi sebagai sayuran hijau yang bergizi. Biji, daun dan bunganya juga dimanfaatkan sebagai obat tradisional. Ekstrak biji jengger ayam mengandung senyawa metabolit sekunder seperti flavonoid, glikosida, fenolik, saponin, tanin, triterpenoid dan skualen. Perolehan kembali senyawa bioaktif dari tanaman berpotensi dipengaruhi oleh kondisi ekstraksi yang digunakan, serta berbagai faktor seperti jenis pelarut, waktu ekstraksi dan suhu ekstraksi, rasio sampel-pelarut, ukuran sampel, pH diketahui mempengaruhi hasil ekstraksi dan kandungan bioaktif yang diperoleh. Meskipun sifat bioaktif ekstrak biji jengger ayam telah dipelajari sebelumnya, namun belum ada penelitian yang dilakukan untuk mengoptimalkan kondisi ekstraksi senyawa bioaktif dari biji jengger ayam. Oleh karena itu, penelitian ini bertujuan untuk menentukan kondisi optimal ekstraksi senyawa fenolik (TPC) dan antioksidan (TAC) dengan variasi waktu ekstraksi (A), ukuran partikel (B), rasio padatan pelarut (C) dan konsentrasi etanol (D) pada biji jengger ayam menggunakan RSM. Proses ekstraksi dengan sonikasi digunakan sebagai metode ekstraksi dengan variasi A (15, 30, dan 60 menit), B (60, 80, dan 100 mesh), C (1:5, 1:10, dan 1:20 g/mL), D (50, 70, dan 96%) telah menghasilkan respon TPC minimum 0.81 mgGAE/g fw pada percobaan 23 (A=60 menit; B= 80 mesh; C=1:10 g/mL; D=96%) dan TPC maksimum 1.95 mgGAE/g fw pada percobaan 13 (A=30 menit; B= 100 mesh; C=1:20 g/mL; D=70%). TAC-DPPH maksimum 4.65µmol TE/g fw pada percobaan 18 (A=30 menit; B= 100 mesh; C=1:10 g/mL; D=96%), TAC FRAP maksimum 8.56 µmol TE/g fw pada percobaan 17 (A=30 menit; B= 80 mesh; C=1:20 g/mL; D=96%) dan TAC-CUPRAC maksimum 25.75 µmol TE/g fw pada percobaan (A=15 menit; B= 80 mesh; C=1:10 g/mL; D=96%). Respon TAC DPPH, FRAP dan CUPRAC minimum diperoleh pada percobaan 6 (A=60 menit; B= 60 mesh; C=1:10 g/mL; D=70%) dengan perolehan masing-masing 0.83 µmol TE/g fw, 3.66 µmol TE/g fw, dan 5.12 µmol TE/g fw. Kondisi proses ekstraksi dengan waktu ekstraksi 15 menit, ukuran partikel simplisia 100 mesh, rasio padatan-pelarut 1:20 (g/mL) dan konsentrasi etanol 88% telah direkomendasikan oleh program Design Expert 13.0 sebagai formulasi yang optimal, dan diprediksi menghasilkan TPC 1.687 mg GAE/g fw, TAC-DPPH 4.352 µmolTE/g fw, TAC FRAP 8.773 µmolTE/g fw, dan TAC-CUPRAC 25.757 µmolTE/g fw dengan nilai desirability yaitu 0.918. Validasi model dilakukan berdasarkan formulasi kondisi optimum ekstraksi yang disarankan. Berdasarkan uji-T dengan taraf kepercayaan 95% terhadap nilai eksperimen dan nilai prediksi telah diperoleh p-value 0.131 (p>0.05). Hasil analisis ini menunjukkan bahwa nilai eksperimen yang telah diperoleh sesuai dengan yang diprediksi, dan juga menyarankan bahwa model yang diperoleh akurat. Optimasi ekstraksi TPC dan TAC pada biji jengger ayam telah berhasil dilakukan dengan sonikasi sebagai metode ekstraksi menggunakan RSM. Ukuran partikel, rasio padatan-pelarut, dan konsentrasi etanol secara signifikan mempengaruhi perolehan TPC dan TAC dengan p-value<0.05, sedangkan waktu ekstraksi tidak berdampak pada TPC dan TAC dalam rentang yang diuji.