Judul: Metabolomics of minor spice plants Zingiberaceae and their correlation with in vitro antidiabetic and antioxidant activities
Abstrak: Diabetes mellitus (DM) saat ini masih menjadi ancaman serius kesehatan global. International Diabetes Federation IDF (2021) memperkirakan lebih dari 400 juta orang di dunia mengidap diabetes dan diperkirakan akan meningkat menjadi 700 juta pada tahun 2045. Diabetes merupakan suatu penyakit kronis progresif yang ditandai dengan tingginya kadar gula darah. DM memerlukan perhatian khusus terutama pada pola pencegahannya. Salah satu cara yang efektif adalah dengan menerapkan pola hidup sehat, dan konsumsi pangan yang berimbang. Masyarakat perlu dengan cermat memilih konsumsi pangan yang berpotensi mencegah diabetes. Tanaman rempah dari famili Zingiberaceae diketahui mempunyai aktivitas antioksidan, antidiabetes, total fenol dan total flavonoid yang tinggi. Diantara spesies rempah tersebut, terdapat rempah yang belum banyak digunakan dan dikenal oleh masyarakat di Indonesia yang disebut rempah minor. Rempah minor ini berpotensi sebagai antidiabetes dan memiliki aktivitas antioksidan. Rempah-rempah dari famili Zingiberaceae dikenal sebagai tanaman aromatik karena memiliki rasa dan aroma yang kuat. Aroma dibedakan dari konsentrasi dan komposisi komponen senyawa volatil dari rempah-rempah tersebut. Penelitian terkait korelasi antara senyawa volatil dan bioaktivitas rempah ini masih sangat terbatas. Tujuan penelitian ini adalah mendapatkan data aktivitas α-glukosidase inhibitor (AGI), antioksidan (metode DPPH, FRAP, dan CUPRAC), total fenolik dan total flavonoid dari 12 rempah famili Zingiberaceae. Selain itu, penelitian juga bertujuan untuk memperoleh informasi komponen senyawa volatil dan non-volatil dari 12 rempah yang berperan dalam bioaktivitas yang diuji menggunakan pendekatan metabolomik. Penelitian ini terdiri atas 2 tahap yaitu (1) penapisan aktivitas biologis, total fenol, total flavonoid dan karakterisasi profil senyawa volatil dari 12 rempah-rempah, (2) identifikasi senyawa penghambat α-glukosidase dari tanaman terpilih (diperoleh dari hasil tahap 1) berbasis metabolomik menggunakan ultra high performance liquid chromatography (UHPLC) yang dikombinasikan dengan UHPLC-HRMS (high resolution mass spectrometry). Hasil penelitian tahap 1 menunjukkan bahwa pada konsentrasi 1000 μg/mL Zingiber aromaticum memiliki nilai AGI tertinggi (82%). Aktivitas antioksidan yang diuji dengan metode DPPH menunjukkan hasil tertinggi pada rempah Zingiber purpureum, Zingiber aromaticum, dan Alpinia malaccensis dengan nilai masing masing 22,2 μmol trolox equivalent (TE)/g ekstrak; 21,71 μmol TE/g ekstrak; dan 22,28 μmol TE/g ekstrak. Sampel dengan aktivitas antioksidan tertinggi yang diuji menggunakan metode FRAP adalah Amomum compactum (559,17 μmol TE/g ekstrak), dan metode CUPRAC Zingiber purpureum (1177 μmol TE/g ekstrak). Rempah Amomum compactum memiliki nilai total fenol tertinggi dengan nilai 39,96 mg GAE/ g ekstrak. Total flavonoid tertinggi diperoleh pada rempah Zingiber purpureum sebesar 144,5 mg QE/g ekstrak. Analisis senyawa volatil dari 12 rempah-rempah menggunakan instrumen GC-MS menunjukkan bahwa monoterpen merupakan kelompok senyawa volatil yang dominan pada Zingiber purpureum, Alpinia malaccensis, Zingiber ottensii, dan Boesenbergia rotunda. Alkana dominan pada Curcuma zedoria, sedangkan seskuiterpen dominan pada Zingiber zerumbet. Kelompok senyawa volatil lainnya seperti terpen, sesquiterpenoid, alkohol, aldehid dan keton ditemukan dalam konsentrasi yang lebih rendah pada ke 12 tanaman rempah-rempah tersebut. Selanjutnya profil senyawa volatil dari 12 rempah-rempah dianalisis menggunakan principal component analysis (PCA). Hasil analisis PCA menunjukkan bahwa Curcuma zedoria terlihat mengelompok paling jauh dari rempah lainnya. Hal ini menunjukkan bahwa Curcuma zedoria memiliki komposisi profil volatil yang paling berbeda. Analisis orthogonal projection to latent structure (OPLS) digunakan untuk melihat korelasi senyawa volatil dengan bioaktivitas untuk mendapatkan senyawa volatil yang berpotensi sebagai penghambat α-glukosidase dan antioksidan.
Keyword: α-glukosidase inhibitor, antioxidant, GC-MS, volatilomics, UHPLC-HRMS, metabolomics, Zingiber aromaticum.

Judul: Metabolomics of Underutilized Indonesian Spices Family  Zingiberaceae and Its Potential as Immunostimulants
Abstrak: Sistem imun berfungsi sebagai pertahanan tubuh melawan infeksi patogen atau zat asing seperti virus, bakteri, parasit, protein asing dan fungi, sehingga dapat mencegah berbagai penyakit. Imunostimulan adalah molekul atau senyawa yang dapat meningkatkan sistem imun dan dapat diperoleh secara sintesis atau diekstrak dari bahan alam seperti rempah-rempah. Penentuan aktivitas imunostimulan dapat dilakukan secara in vitro melalui kultur sel limfosit. Sel limfosit adalah bagian sel darah putih yang berfungsi sebagai indikator peningkatan respon imun. Sel limfosit dapat mengalami proliferasi atau perbanyakan sel akibat adanya antigen atau mitogen dan juga komponen aktif yang berfungsi sebagai mitogen. Proliferasi sel limfosit oleh senyawa inducer akan merangsang berbagai reaksi biokimia di dalam sel limfosit sehingga menghasilkan produksi interleukin-2 (IL-2). IL-2 merupakan sitokin yang berperan dalam meningkatkan aktivasi, proliferasi dan diferensiasi limfosit T dan limfosit B. Sistem imun spesifik bekerja dengan baik ditandai dengan peningkatan kadar IL-2. Zingiberaceae merupakan salah satu famili tanaman rempah yang berpotensi meningkatkan sistem imun. Beberapa komponen aktif dari spesies Zingiberaceae yang memiliki aktivitas imunostimulan adalah gingerol dan shogaol pada jahe (Zingiber officinale Roscoe), senyawa α-turmerone dan ar-turmerone pada kunyit (Curcuma longa L) dan senyawa kuersetin pada lengkuas (Alpinia galanga Linn). Spesies rempah Zingiberaceae tersebut sering dimanfaatkan oleh masyarakat Indonesia terutama bagian rimpangnya sebagai bumbu masakan (penyedap rasa, pengawet, pewarna dan elemen aromatik) sehingga disebut sebagai rempah mayor. Namun, ada sejumlah spesies Zingiberaceae yang lain yaitu bangle (Zingiber purpureum Roscoe), bangle hitam (Zingiber ottensii Val), kapulaga (Amomum compactum Sol. ex Maton), laja gowah (Alpinia malaccensis Burm. f), lempuyang wangi (Zingiber aromaticum Val), lempuyang (Zingiber zerumbet L. Roscoe ex Sm), temu putih (Curcuma zedoria Roscoe), temu hitam (Curcuma aeruginosa Roxb), temu giring (Curcuma heyneana Val. & Zijp), temu kunci (Boesenbergia rotunda L. Mansf), temu putri (Curcuma petiolata Roxb) dan temu tis (Curcuma purpurascens Blume) yang dikategorikan sebagai rempah minor, karena masih kurang pemanfaatannya terutama sebagai bumbu masakan akan tetapi sudah banyak digunakan dalam pengobatan tradisional. Penelitian terkait aktivitas imunostimulan, identifikasi senyawa imunostimulan dan senyawa yang dapat meningkatkan kadar IL-2 dari rempah-rempah minor menggunakan pendekatan metabolomik masih sangat terbatas, sehingga perlu dikaji secara ilmiah. Tujuan penelitian ini adalah (1) melakukan penapisan 12 rempah minor famili Zingiberaceae berdasarkan aktivitas imunostimulan melalui uji proliferasi sel limfosit yang dihitung sebagai nilai indeks stimulasi (IS); (2) menentukan satu rempah dengan nilai IS tertinggi untuk proses fraksinasi dengan berbagai macam pelarut; (3) mengevaluasi masing-masing fraksi terhadap aktivitas proliferasi limfosit, kadar interleukin-2 (IL-2) dan profil kimia kromatogram dengan High Performance Liquid Chromatography (HPLC); (4) mengkorelasikan data profil kimia kromatogram berupa selang waktu retensi dengan data aktivitas proliferasi limfosit dan aktivitas IL-2 menggunakan Orthogonal Projection to Least Square Analysis (OPLS) dengan tujuan untuk memperoleh selang waktu retensi yang paling berkorelasi dengan aktivitas proliferasi limfosit dan aktivitas IL-2 dari fraksi teraktif; (5) mengidentifikasi senyawa yang dapat meningkatkan proliferasi limfosit dan kadar IL-2 dari selang waktu retensi fraksi teraktif berbasis metabolomik dengan OPLS menggunakan Ultra High-Performance Liquid Chromatography High Resolution Mass Spectrometry (UHPLC-HRMS). Hasil penelitian tahapan penapisan aktivitas imunostimulan dari 12 rempah minor Zingiberaceae menunjukkan ekstrak laja gowah (Alpinia malaccensis) dan bangle hitam (Zingiber ottensii) memiliki nilai indeks stimulasi limfosit (IS) paling tinggi dibandingkan ekstrak
Keyword: Alpinia malaccensis, flavokawain B, imunostimulan, metabolomik, proliferasi limfosit

Judul: Hamiltonian formulation for linear waves motion in two layers fluid
Abstrak: The surface wave could be considered as a wave that separates two fluids, namely water and air. Based on this assumption, it is introduced the interfacial wave, a wave between two layers of fluid with different density. The formulation of interfacial waves motion begins with deriving the base equation of irrotational ideal fluid. Furthermore, according to irrotational fluid assumption, the base equation can be stated in velocity potential. In this derivation, the fluids domain is assumed to be restricted by rigid lid boundary conditions, both at the upper and lower limit. Therefore, the interfacial waves motion can be explained in a hamiltonian formulation. In the hamiltonian formulation, total energy is defined as the sum of kinetic and potential energy. The hamiltonian system is obtained from reduction of kinetic energy by using the Dirichlet Neumann Operator. The resulted kinetic energy equation is nonlinear. Therefore, this form is linearized by first part of the Taylor expansion. This linearization gives a dispersion relation of linear wave. Based on this dispersion relation, the phase speed of the linear wave depends on the density ratio of the two layers fluid.
Keyword: