احراز اصالت زعفران ایرانی (Crocus sativus) با استفاده از ایزوتوپ‌های پایدار δ¹³C و δ²H و کمی‌سازی متابولیت‌ها

زعفران یک ماده افزودنی با ارزش بسیار بالا است که در بازار مکمل‌های غذایی استفاده می‌شود و حاوی سطح بالایی از سافرانال است. افزودن سافرانال مصنوعی به زعفران، که به طور قابل توجهی ارزان‌تر است، و جعل منشأ زعفران ممکن است تقلب‌های مکرری را نشان دهد. زعفران از کشورهای مختلف برای تعیین نسبت‌های ایزوتوپ پایدار δ¹³C و δ²H از سافرانال با استفاده از کروماتوگرافی گازی متصل با طیف‌سنجی جرم ایزوتوپ (GC-C/P-IRMS) و غلظت متابولیت‌های زعفران با کروماتوگرافی مایع با کارایی بالا متصل با آشکارساز آرایه دیود (UHPLC-DAD) تحلیل شد. تحلیل ایزوتوپی نشان داد که نسبت δ²H در سافرانال مصنوعی بالاتر از سافرانال طبیعی است؛ میانگین مقادیر به ترتیب 36‰ (+/− 40) و −210‰ (+/− 35) بودند. δ¹³C بین زعفران ایرانی، اسپانیایی و سایر زعفران‌ها به طور قابل توجهی متفاوت بود و مقادیر میانه −28.62‰، −30.12‰ و −30.70‰ را نشان می‌دهد، به ترتیب. علاوه بر این، تحلیل‌های تمایزی خطی و درجه دوم (LDA و QDA) با استفاده از دو نسبت ایزوتوپ سافرانال و متابولیت‌های زعفران محاسبه شد. یک QDA اول نشان داد که ترانس-کروستین و δ¹³C سافرانال، پیکروکروسین، و غلظت‌های کروسین C3 به وضوح زعفران ایرانی را از سایر منشأها متمایز می‌کند. مدل دوم δ¹³C، ترانس-کروستین، کروسین C2، کروسین C3، و پیکروکروسین را به عنوان پیش‌بینی‌کننده‌های خوب برای تمایز نمونه‌های زعفران از ایران، اسپانیا یا سایر منشأها شناسایی کرد، با امتیاز توانایی طبقه‌بندی ماتریس 100% و ماتریس پیش‌بینی 82.5%. این رویکرد ترکیبی ممکن است ابزاری مفید برای احراز منشأ زعفران ناشناخته باشد.

Saffron is a very high value-added ingredient used in the food supplement market and contains a high level of safranal. Adding synthetic safranal to saffron, which is significantly cheaper, and falsifying the origin of saffron may represent recurrent fraud. Saffron from different countries was analyzed to determine the stable isotope ratios δ¹³C and δ²H from safranal by gas chromatography coupled with isotope-ratio mass spectrometry (GC-C/P-IRMS) and the concentration of saffron metabolites with ultra-high performance liquid chromatography coupled with diode array detector (UHPLC-DAD). The isotopic analysis highlighted a higher ratio of δ²H in synthetic safranal than in natural safranal; the mean values were 36‰ (+/− 40) and −210‰ (+/− 35), respectively. The δ¹³C between Iranian, Spanish and other saffron was significantly different and represents median values of −28.62‰, −30.12‰ and −30.70‰, respectively. Moreover, linear and quadratic discriminant analyses (LDA and QDA) were computed using the two isotope ratios of safranal and the saffron metabolites. A first QDA showed that trans-crocetin and the δ¹³C of safranal, picrocrocin, and crocin C3 concentrations clearly differentiated Iranian saffron from other origins. A second model identified δ¹³C, trans-crocetin, crocin C2, crocin C3, and picrocrocin as good predictors to discriminate saffron samples from Iran, Spain, or other origins, with a total ability score classification matrix of 100% and a prediction matrix of 82.5%. This combined approach may be a useful tool to authenticate the origin of unknown saffron.