Development of Ultrasound-assisted Phytochemical Extraction as an Analytical Method to Evaluate the Drying Technique of Torch Ginger (Etlingera elatior (Jack) R.M. Sm) Flower

Amila Firdhauzi, Dr. Widiastuti Setyaningsih, S.T.P., M.Sc ; Asst. Prof. Dr. Vatcharee Sechamnanturakit ; Asst. Prof. Dr. Chutha Takahashi Yupanqui

2024 | Tesis | S2 Ilmu dan Teknologi Pangan

Pengeringan yang tepat akan meningkatkan kandungan bahan aktif teh dari bunga Etlingera elatior (Jack) R. Sm., sehingga meningkatkan karakteristik dan manfaatnya bagi kesehatan. Proses ekstraksi yang optimal juga diperlukan untuk menganalisis fitokimia dalam E. elatior kering. Penelitian ini bertujuan untuk mengoptimalkan metode ekstraksi fitokimia dan menganalisis senyawa bioaktif dalam E. elatior kering dari Indonesia dan Thailand dengan pengeringan sinar matahari, pengeringan di tempat teduh dan pengeringan kabinet. Box-Behnken Design (BBD) digunakan untuk mengoptimalkan ekstraksi berbantu ultrasonik dengan beberapa faktor ekstraksi termasuk konsentrasi pelarut (70, 85, 100%), rasio padatan terhadap pelarut (1:20, 1:15, 1:10), dan suhu (30, 50, 70 derajat Celsius). Kandungan fenolik total (TPC), kandungan flavonoid total (TFC), dan aktivitas antioksidan dilakukan untuk menganalisis fitokimia. Hasil penelitian menunjukan bahwa suhu, konsentrasi pelarut, dan rasio padatan terhadap pelarut mempengaruhi ekstraksi fitokimia. Kondisi ekstraksi optimum yang disarankan adalah etanol 70?lam air sebagai pelarut ekstraksi, suhu ekstraksi 50 derajat Celsius, dan rasio padatan terhadap pelarut 1:20. Repeatability dan intermediate precision dari metode ekstraksi optimum lebih rendah dari 5?n recovery lebih tinggi dari 90%. Bunga yang dikeringkan diaplikasikan dengan sinar matahari, di tempat teduh, kabinet, dan untuk perlakukan kontrol menggunakan freeze drying. Bungan Thailand yang dikeringkan dengan metode sinar matahari, di tempat teduh, kabinet, dan freeze drying memiliki TPC sebagai berikut 4,56; 8,58; 10,81; dan 11,93 mg GAE/g. Utuk TFC bunga Thailand kering sebagai berikut 2,30; 3,64; 3,69; dan 12,73 mg QE/g. Sebagai perbandingan bunga Indonesia kering memiliki TPC sebagai berikut 4,52; 6,28; 9,66; dan 10,89 mg GAE/g. Untuk TFC bunga Indonesia kering sebagai berikut 1,70; 1,62; 4,88; dan 15,34 mg QE/g. Penelitian ini memvalidasi metode ekstraksi optimum dengan presisi dan akurasi tinggi. Aktivitas antioksidan pada bunga dewasa meningkatkan dengan penjemuran di bawah sinar matahari, penjemuran di tempat teduh dan penjemuran kabinet tetapi tidak dengan freeze drying. Peningkatan ini disebabkan oleh perubahan kandungan fenolik dan flavonoid. Sebaliknya, aktivitas antioksidan pada bunga muda tetap konstan. Teknik pengeringan dapat meningkatkan sifat antioksidan alami.

Proper drying will enhance tea's active ingredients from Etlingera elatior (Jack) R.M. Sm. flower, hence improving their characteristics and healthcare advantages. An optimal extraction process is also needed to analyze the phytochemicals in dried E. elatior. The objective study was to optimize the extraction method of phytochemical and to analyze bioactive compounds in dried E. elatior from Indonesia and Thailand with sun drying, shade drying, and cabinet drying. Box-Behnken Design (BBD) was used for the optimization of ultrasound-assisted extraction (UAE) with several extraction factors including solvent concentration (70, 85, 100%), solid-to-solvent ratio (1:20, 1:15, 1:10), and temperature (30, 50, 70-degree Celsius). Total phenolic content (TPC), total flavonoid content (TFC), and antioxidant activity were performed to analyze the phytochemical. The result showed that temperature, solvent concentration, and solid-to-solvent ratio affected phytochemical extraction. The suggested optimum extraction condition was 70% ethanol in water as the extraction solvent, 50 degrees Celsius of extraction temperature, and a 1:20 solid-to-solvent ratio. Repeatability and intermediate precision from the optimum extraction method were lower than 5% and recovery higher than 90%. The drying flower was applied by sun, shade, cabinet, and for control treatment using freeze drying. TPC-dried Thailand flowers with the sun, shade, cabinet, and freeze-drying treatment were 4.56; 8.58; 10.81; and 11.93 mg GAE/g. TFC-dried Thailand flowers with the sun, shade, cabinet, and freeze-drying treatment were 2.30; 3.64; 3.69; and 12.73 mg QE/g. TPC-dried Indonesia flowers were 4.52; 6.28; 9.66; and 10.89 mg GAE/g. TFC-dried Indonesia flowers were 1.70; 1.62; 4.88; and 15.34 mg QE/g. This study validated the optimum extraction method with high precision and high accuracy. Antioxidant activity in mature flowers increased with sun drying, shade drying, and cabinet drying, but not with freeze drying, This enhancement is due to changes in phenolic and flavonoid content. In contrast, the antioxidant activity in young flowers remained constant. Drying techniques can enhance natural antioxidant properties.

Kata Kunci : Box-Behnken Design, drying technique, tea, optimization