THE EFFECT OF TEMPERATURE AND ROCK SUGAR PERCENTAGE ON POLYPHENOL CONTENT IN PROCESSED RED GINGER (ZINGIBER OFFICINALE VAR. RUBRUM) PRODUCTS
Abstract
The aim of this study was to determine the effect of evaporation-crystallization operating conditions on the polyphenolic content of red ginger extract (Zingiber officinale var. Rubrum), a medicinal plant known for its multiple health benefits in traditional Asian medicine. Polyphenolic compounds found in red ginger, such as gingerol and shogaol, are potent antioxidants with a variety of therapeutic effects, including antiviral, anticancer, and anti-inflammatory properties. The extraction and crystallization processes are essential to maximizing the bioavailability of these compounds. This study investigated the variation of crystalliser (rock sugar) content and temperature during both processes on the polyphenol content of the samples. In this study, the evaporation-crystallization method was applied to red ginger raw materials to determine the optimal conditions for maintaining polyphenol content. The results showed that red ginger extract before treatment (sample P) had the highest polyphenol content, recorded at about 3150 mg gallic acid/g. Sample SB treated at 80°C with 100% sugar content had a significant polyphenol content of about 2300 mg gallic acid/g. In contrast, increasing the treatment temperature by 10°C (SD sample) resulted in the lowest content measured, indicating a temperature-sensitive condition in the maintenance of polyphenols during the process. Further analysis showed that sugar content had a significant effect on polyphenol stability. This finding contradicts previous studies suggesting that sugar can cause polyphenol degradation. This study suggested that the presence of crystallizing agents may affect the Folin-Ciocalteu reagent used for polyphenol content analysis, leading to higher readings. In addition, this study investigated the polyphenol content in liquid-phase samples (after brewing and dissolution in hot water). The results showed a decrease compared to the solid-phase samples. The decrease in polyphenol content during steeping is consistent with the idea that hot water immersion can dissolve and thus reduce phenolic content. This study highlights the importance of extraction-crystallization parameters on the quality of red ginger extracts and suggests that control of temperature and sugar concentration can significantly improve polyphenol stability, thereby optimizing the therapeutic potential of red ginger products. Comparisons with commercial products highlight the superior polyphenol content of the study samples, supporting tailored extraction methods to maximize health benefits.
Penelitian ini bertujuan untuk mengetahui pengaruh kondisi operasi evaporasi-kristalisasi terhadap kandungan polifenol pada ekstrak jahe merah (Zingiber officinale var. Rubrum), sebuah tanaman obat yang terkenal dalam pengobatan tradisional Asia karena beragam manfaat kesehatannya. Senyawa polifenolik yang terdapat dalam jahe merah, seperti gingerol dan shogaol, adalah antioksidan kuat yang menawarkan berbagai efek terapeutik, termasuk antiviral, antikanker, dan antiinflamasi. Proses ekstraksi dan kristalisasi sangat penting untuk memaksimalkan bioavailabilitas senyawa ini. Penelitian ini mengkaji tentang variasi persentase agen kristalisasi (gula batu) dan suhu selama kedua proses tersebut terhadap kandungan polifenol sampel. Penelitian ini menggunakan metode evaporasi-kristalisasi pada bahan baku jahe merah untuk menentukan kondisi optimal dalam mempertahakan kadar polifenolnya. Hasil menunjukkan bahwa ekstrak jahe merah sebelum perlakuan (sampel P) memiliki kandungan polifenol tertinggi, tercatat sekitar 3150 mg asam galat/g. Sampel SB yang diperlakukan dengan kandungan gula 100% pada 80°C memiliki kandungan polifenol signifikan sekitar 2300 mg asam galat/g. Sebaliknya, peningkatan suhu perlakuan sebesar 10°C (sampel SD) menghasilkan kandungan terendah yang diukur, menunjukkan kondisi yang sensitif terhadap suhu dalam menjaga polifenol selama proses berlangsung. Analisis lebih lanjut menunjukkan bahwa kandungan gula berdampak signifikan terhadap stabilitas polifenol. Sebuah temuan yang bertentangan dengan studi sebelumnya yang menyarankan gula dapat menyebabkan degradasi polifenol. Penelitian ini mengemukakan bahwa keberadaan agen kristalisasi dapat mempengaruhi reagen Folin-Ciocalteu yang digunakan untuk analisis kandungan polifenol, menyebabkan nilai yang diukur lebih tinggi. Selain itu, penelitian ini mengeksplorasi kandungan polifenol dalam sampel fase cair (pasca penyeduhan – pelarutan ke dalam air panas). Hasilnya menunjukkan penurunan dibandingkan dengan sampel fase padat. Penurunan tingkat polifenol selama penyeduhan sesuai dengan gagasan bahwa perendaman air panas dapat melarutkan dan dengan demikian mengurangi kandungan fenolik. Penelitian ini menekankan pentingnya parameter ekstraksi-kristalisasi terhadap kualitas ekstrak jahe merah dan menyarankan bahwa kontrol suhu dan konsentrasi gula dapat meningkatkan stabilitas polifenol secara signifikan, sehingga mengoptimalkan potensi terapeutik produk jahe merah. Perbandingan dengan produk komersial menonjolkan kandungan polifenol yang superior dari sampel penelitian, mendukung metode ekstraksi yang disesuaikan untuk memaksimalkan manfaat kesehatan.
References
Andriani, M., Amanto, B. S., & Gandes, G. (2012). Pengaruh penambahan gula dan suhu penyajian terhadap nilai gisi minuman teh hijau (Camellia sinensis L.). Jurnal Teknologi Hasil Pertanian, V(2), 40–47.
Antony, A., & Farid, M. (2022). Effect of temperatures on polyphenols during extraction. Applied Sciences, 12(4), 1–14. https://doi.org/10.3390/app12042107
Asfaw, G., & Tefera, M. (2020). Total polyphenol content of green, roasted and cooked harar and yirgacheffee coffee, Ethiopia. Journal of Applied Sciences and Environmental Management, 24(1), 187–192. https://doi.org/10.4314/jasem.v24i1.27
Asyafa, A. C., & Sari, D. A. (2023). Effect of process temperature and percentage of rock sugar on the functional group intensity of red ginger extract. International Journal of Basic and Applied Science, 12(3), 92–99.
Badriyah, B., Achmadi, J., & Nuswantara, L. K. (2017). Kelarutan senyawa fenolik dan aktivitas antioksidan daun kelor (Moringa oleifera) di dalam rumen secara in vitro. Jurnal Peternakan Indonesia, 19(3), 116–121. https://doi.org/10.25077/jpi.19.3.116-121.2017
Bulfiah, S. N. F. (2021). Manfaat jahe merah dalam menurunkan kadar kolesterol darah. Jurnal Penelitian Perawat Profesional, 3(1), 81–88. https://doi.org/10.37287/jppp.v3i1.324
Chatatikun, M., & Chiabchalard, A. (2013). Phytochemical screening and free radical scavenging activities of orange baby carrot and carrot (Daucus carota Linn.) root crude extracts. Journal of Chemical and Pharmaceutical Research, 5(4), 97–102.
Dewata, I. P., Wipradnyadewi, P. A. S., & Widarta, I. W. R. (2017). Pengaruh suhu dan lama penyeduhan terhadap aktivitas antioksidan dan sifat sensoris teh herbal daun alpukat (Persea americana Mill.). Jurnal ITEPA, 6(2), 30–39.
Dewi, Y. K., & Riyandari, B. A. (2020). Potensi tanaman lokal sebagai tanaman obat dalam menghambat penyebaran Covid-19. Jurnal Pharmascience, 7(2), 112–128. https://doi.org/10.20527/jps.v7i2.8793
Dhurhania, C. E., & Novianto, A. (2018). Uji kandungan fenolik total dan pengaruhnya terhadap aktivitas antioksidan dari berbagai bentuk sediaan sarang semut (Myrmecodia pendens). Jurnal Farmasi dan Ilmu Kefarmasian Indonesia, 5(2), 62–68. https://doi.org/10.20473/jfiki.v5i22018.62-68
Fardiansyah, M. I., Sari, D. A., Firdaus, M. A., & Ulfa, V. S. (2023). Pengembangan label kemasan botol pada produk bubuk jahe merah. Martabe: Jurnal Pengabdian Masyarakat, 6(9), 3033–3038. https://doi.org/10.31604/jpm.v6i9.3033-3038
Fauzia, F., Kamil, M. I., Savitri, M. D., Dhiya, S., Suherman, M., Ratnasari, Y., Malik, L. A., Marendra, A. G., Wibowo, L. K., Sinabutar, K. V., Sari, D. A., Hasyim, M., & Sukanta, S. (2023). Strategi usaha mikro kecil menengah (UMKM) kuliner lokal dalam menghadapi kompetisi global. Martabe: Jurnal Pengabdian Masyarakat, 6(8), 2977–2985. https://doi.org/10.31604/jpm.v6i8.2977-2985
Ghani, U. (2020). Polyphenols. In Alpha-Glucosidase Inhibitors (pp. 61–100). Elsevier. https://doi.org/10.1016/B978-0-08-102779-0.00003-4
Hidayati, F., Agusmawantil, P., & Firdausy, M. D. (2015). Pengaruh pemberian ekstrak jahe merah (Zingiber officinale var. Rubrum) terhadap jumlah sel makrofag ulkus traumatikus mukosa mulut akibat bahan kimiawi. Odonto Dental Journal, 2(1), 52–57. http://dx.doi.org/10.30659/odj.2.1.51-57
Ibrahim, A. M., Yunianta, Y., & Sriherfyna, F. H. (2015). Pengaruh suhu dan lama waktu ekstraksi terhadap sifat kimia dan fisik pada pembuatan minuman sari jahe merah (Zingiber officinale var. Rubrum) dengan kombinasi penambahan madu sebagai pemanis. Jurnal Pangan Dan Agroindustri, 3(2), 530–541.
Kurniyanto, V. E., & Sari, D. A. (2023). Porositas produk olahan jahe merah terhadap variasi suhu evaporasi- kristalisasi dan persentase gula batu. Jurnal Teknologi, 16(2), 146–152. https://doi.org/10.34151/jurtek.v16i2.4548
Loncaric, A., Dugalic, K., Mihaljevic, I., Jakobek, L., & Pilizota, V. (2014). Effects of sugar addition on total polyphenol content and antioxidant activity of frozen and freeze-dried apple purée. Journal of Agricultural and Food Chemistry, 62(7), 1674–1682. https://doi.org/10.1021/jf405003u
Luhurningtyas, F. P., Susilo, J., Yuswantina, R., Widhiastuti, E., & Ardiyansah, F. W. (2021). Aktivitas imunomodulator dan kandungan fenol ekstrak terpurifikasi rimpang jahe merah (Zingiber officinale Rose. Var.Rubrum). Indonesian Journal of Pharmacy and Natural Product, 4(1), 51–59.
Munadi, R. (2020). Analisis komponen kimia dan uji aktivitas antioksidan. Cokroaminoto Journal of Chemical Science, 2(1), 1–6.
Nuramalia, R. N., & Sari, D. A. (2024). Analisis karotenoid dan glukosa pada produksi serbuk jahe merah (Zingiber officinale Rosc. Var Rubrum) terhadap variasi suhu dan kadar gula. Jurnal Ilmiah Teknologi Harapan, 12(1), 1–7. https://doi.org/10.35447/jitekh.v12i1.829
Prastianti, L., Budianta, T. D. W., & Utomo, A. R. (2016). Pengaruh konsentrasi gula, waktu pengeringan dan suhu pengeringan terhadap kadar gula reduksi, total fenol, dan vitamin C, serta karakteristik rasa manisan salak pondoh kering. Jurnal Teknologi Pangan dan Gizi, 15(2), 87–93.
Putri, C. N., Rahardhian, M. R. R., & Ramonah, D. (2022). Pengaruh metode ekstraksi terhadap kadar total fenol dan total flavonoid esktrak etanol daun insulin (Smallanthus sonchifolius) serta aktivitas antibakteri terhadap Staphylococcus aureus. JPSCR: Journal of Pharmaceutical Science and Clinical Research, 7(1), 15–27. https://doi.org/10.20961/jpscr.v7i1.43465
Rahayu, M. P., & Inanda, L. V. (2015). Penetapan kadar fenol total ekstrak etil asetat dan fraksi dichloromethan-etil asetat kulit batang mundu (Garcinia dulcis. Kurz). Biomedika, 8(2), 37–44.
Sari, D. A., Hakiim, A., Efelina, V., Djaeni, M., & Hadiyanto, H. (2020). Studi kasus: Optimisasi teknik pengadukan, pembentukan gulungan, dan kemasan produk dodol di kabupaten Bekasi. Agrointek, 14(2), 148–156. https://doi.org/10.21107/agrointek.v14i2.6408
Sari, D. A., Sukanta, S., Saputro, N. W., Hasyim, M., & Fardiansyah, M. I. (2023). Transformasi sistem pengadukan dalam produksi serbuk jahe merah. Jurnal Inovasi Hasil Pengabdian Masyarakat (JIPEMAS), 6(2), 430–439. https://doi.org/10.33474/jipemas.v6i2.19130
Sari, D. A., Sukanta, S., Saputro, N. W., Hasyim, M., & Fitriah, F. (2023). Ekstensifikasi tahap akhir bagi umkm jahe merah (size reduction pasca proses kristalisasi). Martabe: Jurnal Pengabdian Masyarakat, 6(9), 3139–3146. https://doi.org/10.31604/jpm.v6i9.3139-3144
Sari, D. A., Sukanta, S., Wagiono, W., & Irawan, A. (2021). Peningkatan produksi bubuk jahe merah melalui introduksi sistem penghalusan. Jurnal Masyarrakat Mandiri, 5(2), 615–623. https://dx.doi.org/10.31764/jmm.v5i2.4104
Sari, D., & Hadiyanto, H. (2013). Teknologi dan metode penyimpanan makanan sebagai upaya memperpanjang shelf life. Jurnal Aplikasi Teknologi Pangan, 2(2), 52–59.
Smith, P. W. G., & Tatchell, A. R. (1969). Phenols. In Aromatic Chemistry (pp. 79–104). Elsevier. https://doi.org/10.1016/B978-0-08-012948-8.50008-5
Susanty, S., & Bachmid, F. (2016). Perbandingan metode ekstraksi maserasi dan refluks terhadap kadar fenolik dari ekstrak tongkol jagung (Zea mays L.). Jurnal Konversi, 5(2), 87–93. https://doi.org/10.24853/konversi.5.2.87-92
Tritanti, A., & Pranita, I. (2019). The making of red ginger (Zingiber officinale rovb. Var. Rubra) natural essential oil. Journal of Physics: Conference Series, 1273, 012053. https://doi.org/10.1088/1742-6596/1273/1/012053
Ulfa, V. S., Fardiansyah, M. I., Firdaus, M. A., & Sari, D. A. (2022). Peran transformasi kemasan pada produk bubuk jahe merah (botol ke standing pouch). Jurnal Qardhul Hasan: Media Pengabdian kepada Masyarakat, 8(2), 1–7.
Zhang, S., Kou, X., Zhao, H., Mak, K.-K., Balijepalli, M. K., & Pichika, M. R. (2022). Zingiber officinale var. rubrum: Red ginger’s medicinal uses. Molecules, 27(775), 1–31. https://doi.org/10.3390/molecules27030775
