#nopublish 4/7/2024# Analisis sidik jari senyawa antioksidan daun kersen (Muntingia Calabura L.) variasi ketinggian geografis menggunakan pendekatan metabolomik berbasis FTIR

ABSTRAK:

Kersen (Muntingia calabura L.) merupakan tumbuhan perdu yang mampu hidup di daerah tropis maupun sub-tropis, dan tahan terhadap berbagai kondisi lingkungan sehingga tanaman kersen mudah ditemukan. Kersen bermanfaat bagi kesehatan karena memiliki banyak khasiat farmakologis, salah satunya adalah sebagai antioksidan. Kandungan senyawa kimia dalam tanaman kersen mempengaruhi aktivitas antioksidan yang dimilikinya. Tujuan dari penelitian ini adalah untuk menganalisis dampak perbedaan ketinggian geografis terhadap profil metabolit kimia dan aktivitas antioksidan yang dihasilkan, serta untuk mengetahui pengelompokan dan gugus fungsi senyawa penciri yang memiliki korelasi positif dengan aktivitas antioksidan daun kersen. Sampel daun kersen yang diambil dari daerah Magetan, Batu, Malang, Ponorogo, dan Surabaya adalah daun helai ke tiga hingga delapan. Metode ekstraksi yang digunakan adalah sonikasi dengan pelarut etanol p.a selama 20 menit. Pendekatan metabolomik berbasis Fourier Transform Infrared Spectrometer – Attenuated Total Reflectance (FTIR-ATR) digunakan untuk mengetahui pengelompokan dan mengidentifikasi gugus fungsi senyawa penciri sebagai profil fingerprinting ekstrak kasar daun kersen. Data FTIR berupa %transmitan, bilangan gelombang, dan nilai IC50 dianalisis dengan metode multivariat Principal Component Analysis (PCA) dan Orthogonal Partial Least Squares-Discriminant Analysis (OPLS-DA) menggunakan website MetaboAnalyst 6.0. Model PCA yang diperoleh digunakan untuk mengetahui pengelompokan daerah berdasarkan pengaruh perbedaan ketinggian geografis tempat tumbuh terhadap profil fingerprinting FTIR. Korelasi antara profil fingerprinting FTIR dengan aktivitas antioksidan serta karakterisasi gugus fungsi penciri aktivitas antioksidan dianalisis menggunakan OPLS-DA. Hasil uji aktivitas antioksidan dengan menggunakan DPPH menunjukkan bahwa daun kersen memiliki aktivitas antioksidan yang tergolong sangat kuat dengan range 15,0959-19,5028 μg/mL. Hasil analisis multivariat dengan menggunakan PCA dapat menjelaskan variasi total dari set data sebesar 93,4% (PC1= 84,5%; PC2=8,9%). Analisis multivariat OPLS-DA menunjukkan bahwa gugus fungsi yang berkontribusi kuat terhadap aktivitas antioksidan adalah O-H di alkohol atau fenol, O-H, -CH2, C=O, substituted benzene ring, -CH3, dan C-H. Berdasarkan hasil penelitian tersebut dapat diketahui bahwasannya perbedaan variasi ketinggian geografis tempat tumbuh berpengaruh terhadap kandungan dan kadar senyawa aktif pada tanaman kersen.

مستخلص البحث:

كرسين (Muntingia calabura L.) هي شجرة قادرة على العيش في المناطق الاستوائية وشبه الاستوائية، ومقاومة للظروف البيئية المختلفة بحيث يسهل العثور على نبات كرسين. كرسين مفيد للصحة لأنه يحتوي على العديد من الخصائص الدوائية، أحدها كمضاد للأكسدة. يؤثر محتوى المركبات الكيميائية في نبات كيرسن على نشاطه المضاد للأكسدة. الغرض من هذه الدراسة هو تحليل تأثير اختلافات الارتفاع الجغرافي على ملف الأيض الكيميائي ونشاط مضادات الأكسدة المنتجة، وكذلك تحديد المجموعات التجميعية والوظيفية للمركبات المميزة التي لها علاقة إيجابية مع النشاط المضاد للأكسدة لأوراق كيرسن. عينات أوراق كيرسن المأخوذة من ماجيتان وباتو ومالانج وبونوروجو وسورابايا هي أوراق الأوراق من الثالث إلى الثامن. طريقة الاستخراج المستخدمة هي صوتنة مع مذيب الإيثانول p.a لمدة 20 دقيقة. تم استخدام نهج الأيض القائم على مطياف الأشعة تحت الحمراء لتحويل فورييه - الانعكاس الكلي الموهن (FTIR-ATR) لتحديد التجميع وتحديد المجموعات الوظيفية للمركبات المميزة كملف تعريف بصمات الأصابع للمستخلص الخشن لأوراق كيرسن. تم تحليل بيانات FTIR في شكل ٪ النفاذية ورقم الموجة وقيمة IC50 باستخدام طرق تحليل المكون الرئيسي متعدد المتغيرات (PCA) والتحليل التمييزي للمربعات الصغرى الجزئية المتعامدة (OPLS-DA) باستخدام موقع ميتابومحلل 6.0. تم استخدام نموذج PCA الذي تم الحصول عليه لتحديد تجميع المناطق بناء على تأثير اختلافات الارتفاع الجغرافي في مكان النمو على ملف تعريف بصمات FTIR. تم تحليل العلاقة بين ملف بصمة FTIR والنشاط المضاد للأكسدة وتوصيف المجموعة الوظيفية التي تميز النشاط المضاد للأكسدة باستخدام OPLS-DA. أظهرت نتائج اختبار نشاط مضادات الأكسدة باستخدام DPPH أن أوراق الكيرسن لها نشاط مضاد للأكسدة قوي جدا في حدود 15.0959-19.5028 ميكروغرام / مل. يمكن أن تفسر نتائج التحليل متعدد المتغيرات باستخدام PCA التباين الكلي لمجموعة البيانات بنسبة 93.4٪ (PC1 = 84،5٪ ؛ PC2 = 8،9٪). أظهر التحليل متعدد المتغيرات ل OPLS-DA أن المجموعات الوظيفية التي ساهمت بقوة في نشاط مضادات الأكسدة كانت O-H في الكحول أو الفينول، O = H ، -CH2،C=O، حلقة البنزين المستبدلة، -CH3، و C-H. بناء على نتائج الدراسة، يمكن معرفة أن الاختلاف في الارتفاع الجغرافي للمكان الذي ينمو فيه يؤثر على محتوى ومحتوى المركبات النشطة في نباتات كيرسن.

ABSTRACT:

Kersen (Muntingia calabura L.) is a shrub that can grow in tropical and sub-tropical areas, and is resistant to various environmental conditions, making kersen plants easily found. Kersen is beneficial for health because it has many pharmacological properties, one of which is as an antioxidant. The chemical compound content in kersen plants affects its antioxidant activity. The purpose of this study was to analyze the effect of different geographical altitudes on the chemical metabolite profile and antioxidant activity produced, as well as to determine the grouping and functional groups of marker compounds that have a positive correlation with the antioxidant activity of kersen leaves. In this study, kersen leaves taken from the Magetan, Batu, Malang, Ponorogo, and Surabaya areas were leaves that taken is three to eight. The extraction method used was sonication with pro analyst ethanol solvent for 20 minutes. Metabolomic approach based on FTIR was used to determine the grouping and identify the functional groups of marker compounds as the fingerprinting profile of crude extract of kersen leaves. FTIR data in the form of %transmittance, wavenumber, and IC50 value were analyzed by multivariate PCA and OPLS-DA methods using the MetaboAnalyst website. The PCA model obtained was used to determine the grouping of regions based on the influence of different geographical altitudes on the FTIR fingerprinting profile. The correlation between the FTIR fingerprinting profile and the antioxidant activity as well as the characterization of the functional groups of marker antioxidant activity were analyzed using OPLS-DA. The results of the antioxidant activity test using DPPH showed that cherry leaves have very strong antioxidant activity with a range of 15.0959-19.5028 μg/mL. Meanwhile, the results of multivariate analysis using PCA can explain the total variation of the data set by 93.4% (PC1= 84.5%; PC2=8.9%). Then, when the OPLS-DA multivariate analysis was carried out, it showed that the functional groups that contributed strongly to antioxidant activity were O-H in alcohol or phenol, O-H, -CH2, C=O, substituted benzene ring, -CH3, and C-H. Based on the results of this research, it can be seen that differences in geographical altitude variations in growing places have an effect on the content and levels of active compounds in kersen plants.