استخراج ترکیبات زیست‌فعال از زعفران با استفاده از فشار هیدرواستاتیک بالا به کمک دما: بهینه‌سازی فرآیند و ارزیابی سمیت سلولی علیه سلول‌های سرطانی

استخراج ترکیبات زیست‌فعال (کروسین، پیکروکروسین و سافرانال) از زعفران با استفاده از فشار هیدرواستاتیک بالا انجام شد. محدوده فشاری 100-600 مگاپاسکال در ترکیب با دماهای بالا (70-30 درجه سانتی‌گراد) مورد مطالعه قرار گرفت. کیفیت عصاره با روش ISO (سازمان بین‌المللی استانداردسازی) تعیین شد و همچنین با آنالیز HPLC مقایسه گردید. نتایج نشان داد که فشار تأثیر مثبت معنی‌داری (0.05 > P) بر کیفیت عصاره دارد به طوری که با افزایش فشار، محتوای کروسین، پیکروکروسین و سافرانال به ترتیب 63-52٪، 85-54٪ و 62-55٪ افزایش یافت. با این حال، با افزایش دما، کاهش بسیار معنی‌داری (36-25٪) در محتوای کروسین مشاهده شد. علاوه بر این، اثر فشار بر اجزای زعفران با تغییر دما متفاوت بود که از سطوح پاسخ مشاهده شد. یک مدل درجه سوم برازش خوبی (0.9 > R³) از این داده‌ها از جمله اثر فشار بر محتوای کروسین، پیکروکروسین و سافرانال نشان داد. ترکیب بهینه فشار-دما برابر 580 مگاپاسکال و 50 درجه سانتی‌گراد با زمان استخراج 5 دقیقه (زمان توقف) به دست آمد که به ترتیب مقادیر 100، 50 و 92 واحد را برای محتوای کروسین، سافرانال و پیکروکروسین پیش‌بینی می‌کند. خطای کمتر از 5٪ بین مقادیر پیش‌بینی شده و تجربی یافت شد. فعالیت ضد سرطانی عصاره بهینه به دست آمده تحت فشار هیدرواستاتیک بالا با استفاده از آزمون مبتنی بر MTT (3,4,5-دیمتیل تیازول-2-ایل)2,5-دی فنیل تترازولیوم برماید) ارزیابی شد که فعالیت ضد سرطانی 28٪ بالاتری را در مقایسه با نمونه استخراج شده به روش متداول نشان داد.

The extraction of nutraceuticals (crocin, picrocrocin, and safranal) from saffron was conducted using high hydrostatic pressure. A pressure range of 100-600 MPa in combination with elevated temperatures (30-70 °C) was studied. Extract quality was determined by an ISO (the international organization for standardization) method, and also compared with HPLC analysis. The results showed a significantly ( P < 0.05 ) positive effect of pressure on the extract quality with an increase of 52-63%, 54-85%, and 55-62% in crocin, picrocrocin, and safranal content, respectively, as the pressure increased. However, a highly significant decrease (25-36%) in crocin content was observed with the increase in temperature. Moreover, the effect of pressure on saffron components varied with the change in temperature which was observed from the response surfaces. A third-order model showed a good fit ( R 3 > 0.9 ) of these data including pressure effect on crocin, picrocrocin, and safranal content. An optimum pressure-temperature combination of 580 MPa and 50 °C with an extraction time of 5 min (dwell time) was obtained, predicting 100, 50, and 92 units of crocin, safranal, and picrocrocin content, respectively. A < 5% error was found between the predicted and experimental values. Anti-cancer activity of the optimized extract obtained under high hydrostatic pressure was evaluated using MTT (3,4,5-dimethylthiazol-2-yl)2,5-diphenyltetrazolium bromide) based assay, which showed a 28% higher anti-cancer activity as compared to the conventionally extracted sample.