طیف‌سنجی جرمی یونی ثانویه زمان پرواز همراه شده با روش‌های بدون ناظر برای تشخیص پیشرفته اصالت زعفران

زعفران که به خاطر عطر و طعمش مشهور است، به دلیل ارزش و تقاضای زیاد، مستعد تقلب است. روش‌های تشخیص فعلی، از جمله استانداردهای ISO، اغلب در شناسایی مواد تقلبی خاص مانند گلرنگ یا زردچوبه تا 20 درصد (وزنی/وزنی) ناکام هستند. بنابراین، تلاش برای روش‌های غربالگری قوی با استفاده از تکنیک‌های پیشرفته برای مقابله با این چالش همیشگی حفظ کیفیت و اصالت زعفران ادامه دارد. تکنیک های پیشرفته مانند طیف سنجی جرمی یونی ثانویه زمان پرواز (TOF-SIMS)، با ویژگی مولکولی و حساسیت بالا، راه حل های امیدوارکننده ای را ارائه می دهد. نمونه‌های زعفران خالص و زعفران تقلبی با گلرنگ و زردچوبه در سه سطح گنجاندن (5، 10 و 20 درصد) بدون تیمار قبلی مورد تجزیه و تحلیل قرار گرفتند.

آنالیز طیفی نشانه‌های متمایزی را برای زعفران خالص، گلرنگ و زردچوبه نشان داد. از طریق تجزیه و تحلیل مؤلفه های اصلی (PCA)، TOF-SIMS به طور مؤثر بین زعفران خالص و زعفران تقلبی با زردچوبه و گلرنگ در سطوح مختلف گنجاندن تمایز قائل شد. تنوع بین گروه ها به پیک های مشخصه گلرنگ و پیک های گروه آمینه و پیک های معدنی زعفران نسبت داده می شود.

علاوه بر این، در این مطالعه نشان داده شد که می توان به صورت نیمه-کمّی سطح گلرنگ مخلوط را از مقادیر نرمال شده پیک های مشخصه آن در ماتریس زعفران به دست آورد.

Saffron, renowned for its aroma and flavor, is susceptible to adulteration due to its high value and demand. Current detection methods, including ISO standards, often fail to identify specific adulterants such as safflower or turmeric up to 20% (w/w). Therefore, the quest continues for robust screening methods using advanced techniques to tackle this persistent challenge of safeguarding saffron quality and authenticity. Advanced techniques such as time-of-flight secondary ion mass spectrometry (TOF-SIMS), with its molecular specificity and high sensitivity, offer promising solutions. Samples of pure saffron and saffron adulterated with safflower and turmeric at three inclusion levels (5%, 10%, and 20%) were analyzed without prior treatment.

Spectral analysis revealed distinct signatures for pure saffron, safflower, and turmeric. Through principal component analysis (PCA), TOF-SIMS effectively discriminated between pure saffron and saffron adulterated with turmeric and safflower at different inclusion levels. The variation between the groups is attributed to the characteristic peaks of safflower and the amino group peaks and mineral peaks of saffron. Additionally, a study was conducted to demonstrate that semi-quantification of the level of safflower inclusion can be achieved from the normalized values of its characteristic peaks in the saffron matrix.