Comparison of Phenolyc Compounds, Tocopherol, Phytosterols and Antioxidant Potential in Zhejiang Pecan (Carya cathayensis) at Different Stir-Frying Steps

Kelompok :Kristi YosiaH0912072Monika Gitarani A. H0912078Nadia Wohon H0912086Putri Devi P. H0912103Sophia Indarto P. H0912124

Perbandingan Senyawa Fenolik, Tokoferol, Fitosterol, dan Kemampuan Antioksidan dalam Kemiri Zhejiang (Carya cathayensis) dengan Perbedaan Pengadukan PenggorenganJiajia Yang, Fei Zhou, Lina Xiong, Shuqin Mao, Yinzhou Hu, Baiyi Lu

Carya cathayensisCarya merupakan tumbuhan berumah satu & menghasilkan kacangDi antara 6 jenis Carya C.catheyensis jenis yang paling penting karena nilai gizinyaDapat mengurangi risiko penyakit jantung koroner, jenis kanker tertentu, stroke, aterosklerosis, peradangan, dan beberapa penyakit kronis lainnyaMemiliki aktivitas antioksidan yang baik

Carya cathayensisKomponen antioksidan utama ada dua bagian: bagian hidrofilik dan bagian lipofilikKomponen antioksidan hidrofilik utama biji C. cathayensis = senyawa fenolik, yang memiliki aktivitas antioksidan kuat Senyawa fenolik mengandung komponen seperti polifenol, monophenol, dan asam fenolik, yang merupakan turunan asam benzoat dan sinamat terhidroksilasi pada tanamanKomponen antioksidan lipofilik utama biji C. cathayensis = tokoferol dan senyawa fitosterol

Tujuan PenelitianMengetahui pengaruh berbagai kondisi stir-frying pada stabilitas komponen hidrofilik (terutama senyawa fenolik) dan komponen lipofilik (tokoferol dan fitosterol) biji C. cathayensis, dan aktivitas antioksidannya.

Sampel UjiCarya catheyensis kualitas tinggi dikeringkan di matahariMetode : stir-fryingKecepatan rotasi : 15 rpmSuhu : 200, 250, 300, 350 dan 400 C Waktu : 10, 20 dan 30 menitSetelah stir-frying, kacang C. cathayensis kemudian didinginkan pada suhu kamar dan dihancurkan untuk mendapatkan biji, yang kemudian dibekukan terlebih dahulu di suhu -80CSampel kering- beku yang dihaluskan dengan mortar dan alu yang didinginkan, bubuk disimpan pada -20C sampai digunakan

Extraction of Oil-Soluble Content

2 gr sampel

Ditempatkan dalam 100 ml botol ekstraksi screw-topped

Diekstraksi menggunakan 20 ml n-heksana

Dikocok menggunakan wrist-shaker (500C, 2 jam)

ekstrak

Disaring menggunakan kertas Whatman No.2

Ditampung pada labu dan dibilas dengan n-heksana

filtrat

Diekstraksi kembali dengan cara yang sama

Pelarut n-heksana

Ditampung pada labu yang sama

Diuapkan dengan rotary evaporator vakum (500C)

ekstrak

Disimpan pada suhu 40C pada hari yang sama/ 200 C sepanjang malam sampai digunakan untuk analsis

Extraction of Phenolic Compounds

Sampel

Dihancurkan dalam penggiling miller

Ditimbang 2 gr

Diekstraksi dengan 50 ml aseton 80%

Dihomogenisasi dengan homogenizer Polytron selama 5 menit

Dilakukan pengulangan ekstraksi sampai 3x

Ekstrak

Disaring dengan kertas saring Whatman No. 2 pada corong buchner dibawah tekanan vakum

Aseton pada filtrat

Ditambahkan

5 ml metanol10 ml n-heksana

Diuapkan pada suhu 450C sampai diperoleh filtrat 90%

Filtrat

Diekstraksi kembali

Diambil lapisan bawahnya dan diulangi sampai 3x

Aseton pada filtrat

Diuapkan kembali pada suhu 450C sampai diperoleh filtrat 90%

Filtrat

Ditambahkan hingga mencapai volume 10 ml

aquades

Quantification of Total Phenolic Content

Diencerkan hingga mencapai volume 500 mikroliter

Ekstrak C. Kernel cathayensis

Aquades

100 mikroliter Folin-Cioceltau

Ditambahkan

Didiamkan pada suhu kamar selama 3 menit

Ditambahkan

Ditambahkan hingga mencapai volume 6 ml

1 ml larutan Sodium Karbonat 7%

Aquades

Didiamkan pada suhu kamar selama 90 menit

Dibaca absorbansinya pada 765 nm menggunakan spektrofotometer

Jumlah total fenolik : mg GAE/ gr DW

Identification & Quantification of Phenolic CompoundsPemisahan kromatografi dilakukan pada kolom BDS C18 (4,6*250 mm, i,d 5 mm)Komposisi pelarut dan kondisi elusi gradien dengan beberapa modifikasiFase mobile menggunakan air yang telah dimurnikan dengan asam asetat (pH 2,74) (Pelarut A) dan asetonitril (pelarut B) pada debit 0,8 ml/ menit

0-2 menit gradien linier dari 5-8% pelarut B; 2-20 menit gradien linier dari 8-15% pelarut B;20-30 menit gradien linier dari 15-40% pelarut B; 30-35 menit gradien linier dari 40% menjadi 5% pelarut B dan periode ulang equilibrium dari 5 menit dengan 5% pelarut B digunakan diantara masing-masing individu

Kondisi operasi : Temperatur kolom 380C, volume injeksi 20 ml, dan deteksi UV-diode array pada 254 nm dan 280 nm pada laju aliran 0,8 ml/menit. Spektra tercatat 210-400 nmElusi gradien dilakukan sebagai berikut :

dilakukan dengan menggunakan waktu retensi standar yang sesuai dan dengan kurva kalibrasi :

Asam gallic (y = 31047773x + 2823; R2 = 0.9997)Asam protocatechuic (y = 45781067x + 64071; R2 = 0.9996)Asam chlorogenic (y = 14775265x + 8539; R2 = 0.9998)Asam p-hydroxybenzoic (y = 27663766x + 38,656; R2 = 0.9990)Asam caffeic (y = 73517892x + 97,275; R2 = 0.9995)Asam ellagic (y = 105049705x + 143,608; R2 = 0.9991)

Hasil dinyatakan sebagai g asam fenolik/gr sampelSedangkan asam galat dalam mg senyawa fenolik/ gr sampelIdentification & Quantification of Phenolic Compounds

Extraction of Tocopherol Extraction And Quantification of Tocopherol

Analisis RP-UPLC dipertahankan 40 0C di kolom oven C18 (id 2,1mm * 150 mm. 1,7m), laju aliran 0.2 ml/menit, deteksi panjang gelombang 290 nm dan volume injeksi 10 l, fase gerak metanol / H2O dgn perbandingan 95:5 (v/v)Penghitungan dibuat menggunakan waktu penyimpanan sesuai standar serta kalibrasi kurva :

-tokoferol (y = 7823720x + 8260; R2 =0.9992) (+)-tokoferol (y =10191806x + 10,295; R2 =0.9991)-tokoferol (y =7595269x +7206; R2=0.9993)

Hasil dinyatakan dalam g senyawa fenolik/g sampelQuantification of Tocopherol

Extraction of PhytosterolsExtraction and Quantification of Phytosterol

Analisis dipertahankan pada 40 0C di kolom C18 oven (id 2,1mm * 150 mm. 1,7m), fase gerak esetonitrile/ H2O dgn perbandingan 9:1 (v/v), laju aliran 0.6 ml/menit, deteksi panjang gelombang 210 nm dan volume injeksi 10 lPenghitungan dibuat menggunakan waktu penyimpanan sesuai standar serta kalibrasi kurva :

Fukosterol (y = 12003313x+ 5524; R2 =0.9996)Campesterol (y =3290528x + 301; R2 =0.9999)Stigmasterol (y =3875926x +2869; R2=0.9983)-sitoterol (y =1787366x +451; R2=0.9983)

Hasil dinyatakan dalam g senyawa fenolik/g sampel

Determination and Quantification of Phytosterols

Atom hidrogen atau kemampuan donasi-elektron dari ekstrak ditentukan berdasarkan perubahan warna putih pada DPPH larutan metanol yang berwarna ungu. Metode

DPPH Scavenging Activity Determination of Antioxidant Activity

Peroxide Value

Senyawa Fenolik dalam Biji C. cathayensis pada Proses Stir-frying dengan Kondisi yang BerbedaKandungan fenolik total (TPC) pada proses stir-frying suhu 200C selama 10 menit menjadi lebih tinggi (21,5 mg GAE/g DW) dari kernel mentah (19,4 mg GAE/g DW).

Seiring dengan meningkatnya suhu pemanasan dan waktu pemanasan mengurangi kandungan fenolik total (TPC)

21,5 mg GAE/g DW (200C, 10 menit) 9,79 mg GAE/g DW (400C, 30 menit)TPC

Kandungan Asam Fenolik IndividuAsam ellagic memiliki kandungan tertinggi (2,96 mg/g), diikuti oleh asam klorogenat, asam p-hidroksibenzoat, asam caffeic, asam galat dan asam protocatechuic

Pada proses stir-frying suhu 200C dan 250C semua asam fenolik individu berkurang, kecuali asam ellagic, asam galat, asam klorogenat

200C10 menit30 menitAsam klorogenat meningkat 31%*Asam ellagic meningkat 13%*Asam galat meningkat 93%*

Kandungan Asam Fenolik Individu* Dibandingkan dengan biji mentah

400C30 menitAsam ellagic berkurang 99%*Asam klorogenat berkurang 96%*Asam galat berkurang 63%*Asam caffeic berkurang 95,3 g/g *Asam protocatechuic berkurang 268,0 g/g *

Kandungan Asam Fenolik Individu

-tocopherol yang paling dominan di semua sampel yang dianalisis, dengan kandungannya 72,1 g/g, diikuti oleh -tocopherol 4,44 g/g dan -tocopherol (-tocopherol+-tocopherol) 3,14 g/gSENYAWA TOCOPHEROL

200C400C10 menit30 menit(+) tocopherolMeningkat 22%Berkurang 56%-tocopherol Meningkat 23%Berkurang 46%-tocopherol Meningkat 19%Berkurang 61%

Dalam fitosterol (diidentifikasi dgn UPLC) ada senyawa:b-sitosterol 728 mg/g Stigmasterol 144 mg/gFucosterol 101 mg/gCampesterol 21,3 mg/gSenyawa Fitosterol Dalam Biji C. Cathayensis pada Berbagai Proses Termal

EFEK PROSES STIR-FRYINGSelama 10 menit = kadar sterol total meningkat 14% pada 200oC dan meningkat 12% pada 250 oCMengganggu dinding sel & membran sel biji C. cathayensis; pelepasan fitosterol komponen fitosterol total berkurang saat suhu ditingkatkan / lama waktu proses diperpanjangKomponen menurun 50% pada 400oC, 30 menit dibandingkan dalam biji mentah fitosterol rusak oleh suhu tinggi dan peningkatan waktu

pemanasan pada suhu 180 oC, 3 jam kandungan total fitosterol dalam minyak alpukat turun (3,39 mg/g 2,40 mg/g)

pemanasan pada suhu 400oC, 30 menit - b-sitosterol turun 44% - Fucosterol turun 51%- Stigmasterol turun 74%- Campesterol turun 80%EFEK PROSES STIR-FRYING

Kapasitas antioksidan (AC) dipengaruhi suhu & lama waktu2 kondisi : proses LT 200 oC 10, 20, 30 min250 oC & 300 oC 10, 20 min

proses HT 250 oC dan 300 oC 30 min350 oC dan 400 oC 10, 20, dan 30 minAktivitas Scavenging DPPH pada Biji C. Cathayensis

nilai DPPH meningkat pada suhu relatif rendah atau waktu lebih pendek nilai tertinggi 91.2 mg TE / g DW (200 oC selama 10 menit): meningkat 17% dibanding biji mentahmenurun ketika suhu lebih tinggi / waktu pemanasan lebih lama 42,5 mg TE / g DW (400 oC selama 30 menit): penurunan 46% dibanding biji mentahpenurunan lebih sedikit dibandingkan dengan hilangnya asam fenolik individu proses stir-frying mungkin menghasilkan senyawa antioksidan lainnya

Aktivitas Scavenging DPPH Bagian hidrofilik pada Biji C. Cathayensis

Korelasi Asam Fenolik Individu dan Kapasitas Antioksidan Asam klorogenat dimungkinkan menjadi komponen utama yg bertanggung jawab untuk potensi antioksidan bagian hidrofilik pada biji C. cathayensis

POV diukur untuk mengevaluasi tingkat oksidan biji C. cathayensismemperkirakan aktivitas antioksidan dari kandungan minyak dalam biji C. cathayensis

Nilai Peroksida Bagian Lipofilik pada Biji C. Cathayensis

Suhu lebih rendah / waktu lebih singkat, POV meningkat perlahan (0,15 meq / kg pada 250 oC, 10 menit)Suhu tinggi dan waktu yang lebih lama, POV meningkat pesat (4.62 meq / kg minyak pada 400 oC, 30 menit)tokoferol dan pitosterol mungkin menjadi komponen fungsional utama pada bagian lipofilik

Yoshida dan Niki (2003) fitosterol bertindak sebagai = antioksidan, penangkap radikal, stabilizer dalam membran

Servili et al., (2009) fenol pada bagian yang larut minyak juga memiliki beberapa sifat biologis penting = antioksidan, antiinflamasi dan anti-karsinogenik

efek sinergis dari fitosterol, tokoferol, dan senyawa antioksidan lainnya seperti fenol meningkatkan aktivitas antioksidan dari bagian lipofilik pada biji C. cathayensis

KESIMPULANBagian yang larut air (senyawa fenolik), bagian yang larut dalam minyak (tokoferol dan pitosterol), dan aktivitas penangkal radikal DPPH dari C.catheyensis cenderung meningkat pada suhu yang lebih rendah atau jangka waktu pemanasan yang lebih pendek, tapi cenderung menurun pada suhu yang lebih tinggi atau jangka waktu pemanasan yang lebih lama, sementara POV cenderung meningkat

Efek sinergis dari fitosterol, tokoferol, dan senyawa lain seperti fenol, dapat meningkatkan aktivitas antioksidan yang larut minyak dalam biji C. cathayensis

Ada kemungkinan bahwa proses stir-frying pada tingkat yang sesuai, secara efektif dapat meningkatkan aktivitas anti-oksidan dan mengurangi nilai peroksida C. cathayensis