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 Indonesian Minor Spices Zingiberaceae Family and It's Potential as Antibacterial
Abstrak: Penelitian ini bertujuan untuk (1) melakukan penapisan aktivitas antibakteri dari 12 spesies rempah minor Zingiberaceae dengan uji difusi agar sumur (2) menentukan satu rempah terpilih untuk dilanjutkan ke tahapan fraksinasi dengan aktivitas antibakteri tertinggi, (3) mengorelasikan data profil kimia HPLC berupa selang waktu retensi dan aktivitas antibakteri dengan OPLS untuk memperoleh selang waktu retensi yang paling berkorelasi dengan aktivitas antibakteri dari fraksi teraktif dan (4) mengidentifikasi komponen aktif yang berpotensi sebagai antibakteri dari selang waktu retensi terpilih hasil analisis OPLS dengan melakukan analisis UHPLC-HRMS fraksi teraktif dimana waktu retensi tersebut dominan. Hasil penapisan 12 rempah Zingiberaceae menunjukkan bahwa ekstrak Curcuma purpurascens Blume paling efektif menghambat bakteri S. aureus dibanding rempah lainnya. Curcuma purpurascens Blume juga menunjukkan zona hambat yang cukup besar pada bakteri E. coli meski bukan yang tertinggi. Selanjutnya Curcuma purpurascens Blume dilanjutkan ke tahapan berikutnya (identifikasi komponen aktif). Hasil pengukuran rata-rata diameter zona hambat fraksi Curcuma purpurascens Blume menunjukkan bahwa fraksi metanol memiliki aktivitas antibakteri tertinggi dengan rata-rata diameter zona hambat sebesar 18,12±2,34 mm terhadap S. aureus. Identifikasi senyawa aktif yang berpotensi sebagai antibakteri menggunakan pendekatan metabolomik dengan cara mengorelasikan nilai aktivitas antibakteri dengan profil kimia berupa selang waktu retensi kromatogram dari HPLC menggunakan analisis data multivariat OPLS. Berdasarkan nilai koefisien korelasi dan variabel of influence (VIP), selang waktu retensi yang berkorelasi dengan aktivitas antibakteri adalah selang waktu retensi 16,5-18,0 menit. Identifikasi senyawa aktif yang berpotensi sebagai antibakteri dilakukan dengan cara mencocokkan pola kromatogram fraksi metanol dari HPLC dengan pola kromatogram fraksi metanol dari UHPLC-HRMS. Puncak pada waktu retensi 17,8 menit terdeteksi pada selang waktu retensi 16,5-18,0 menit pada kromatogram HPLC. Puncak ini berkorelasi dengan puncak waktu retensi 16,5 menit pada kromatogram UHPLC-HRMS. Berdasarkan pola fragmentasi spektra massa yang dicocokkan dengan pangkalan data PubChem senyawa yang berhasil diidentifikasi pada waktu retensi 16,5 menit pada UHPLC-HRMS adalah senyawa demethoxycurcumin., This study aims to (1) screen the antibacterial activity of 12 Zingiberaceae minor herb species by agar well diffusion test, (2) determine which herb is selected to proceed to the fractionation stage with the highest antibacterial activity, (3) correlate HPLC chemical profile data in the form of time intervals retention and antibacterial activity with OPLS to obtain the retention time interval that is most correlated with the antibacterial activity of the most active fraction and (4) identify active components that have potential as antibacterial from selected retention intervals resulting from OPLS analysis by conducting UHPLC-HRMS analysis of the most active fraction where retention time is dominant. The screening results of 12 Zingiberaceae spices showed that Curcuma purpurascens Blume extract was the most effective against S. aureus bacteria compared to other spices. Curcuma purpurascens Blume also showed a fairly large inhibition zone for E. coli bacteria, although not the highest. Furthermore, Curcuma purpurascens Blume continued to the fractionation stage. The results of measuring the average inhibition zone diameter of the Curcuma purpurascens Blume fraction showed that the methanol fraction had the highest antibacterial activity with an average inhibition zone diameter of 18.12 ± 2.34 mm against S. aureus. Identifying active compounds that have potential as antibacterial used a metabolomics approach by correlating antibacterial
Keyword: antibakteri, Curcuma purpurascens Blume, demethoxycurcumin, metabolomik

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: