ارزیابی اصالت زعفران با استفاده از دو روش: طیف‌سنجی شکست القایی لیزری (LIBS) و رویکرد تلفیقی LIBS-DFA

خلوص زعفران (Crocus sativus) به عنوان یک گیاه ارزشمند در محصولات غذایی و دارویی، با استفاده از داده‌های طیف‌های نشر پلاسمای القایی لیزری از طریق دو رویکرد اندازه‌گیری می‌شود: مدل مبتنی بر کالیبراسیون شدت-بر-غلظت (ICCBM) و تحلیل تابع تشخیص (DFA). از آنجایی که گیاهی با قیمت بسیار پایین‌تر و ظاهری مشابه زعفران به نام گلرنگ اغلب به عنوان ناخالصی به زعفران اضافه می‌شود، شش نمونه استاندارد با 4% مس (برای اندازه‌گیری دقیق‌تر دمای پلاسما) و درصدهای مختلف زعفران و گلرنگ و یک نمونه هدف (4.00% مس + 67.21% زعفران + 28.79% گلرنگ) تهیه شد. طیف‌های نمونه‌های خالص نشان داد که غلظت کلسیم و پتاسیم در گلرنگ به طور قابل توجهی بیشتر از زعفران است. از این رو، غلظت این عناصر به عنوان شاخصی برای ارزیابی میزان ناخالصی زعفران استفاده می‌شود. در هر دو روش ICCBM و DFA، غلظت زعفران در نمونه هدف با استفاده از منحنی‌های کالیبراسیون تعیین می‌شود: در روش اول از شدت عناصر شاخص بر حسب غلظت زعفران و در روش دوم از یک مشخصه آماری بر حسب غلظت زعفران. درصد خطای غلظت زعفران به دست آمده از ICCBM و DFA نسبت به مقدار مرجع (67.21%) به ترتیب برابر 5.60% و 4.98% است، در حالی که خطای میانگین مقادیر حاصل از این دو رویکرد 0.31% می‌باشد.

The purity of crocus sativus or saffron (Saf), as a valuable plant in food and medicinal products, is measured using data obtained from laser-induced plasma emission spectra through two approaches: intensity-vs-concentration calibration-based model (ICCBM) and discriminant function analysis (DFA). Since a plant with a much lower price and the appearance specifications similar to Saf called safflower (Flw) is often added as an impurity to Saf, six standard samples with 4% Cu (for more accurate measurement of plasma temperature) and different percentages of Saf and Flw and one target sample (4.00% Cu + 67.21% Saf + 28.79% Flw) are prepared. The spectra of the pure samples show that calcium and potassium concentrations of Flw are significantly more than those of Saf. Hence, the concentrations of these elements are used as an indicator to evaluate the impurity amount of Saf. In both ICCBM and DFA, the Saf concentration (C_Saf) of the target is determined by the calibration curves: in the former from the intensity of indicator elements against C_Saf and in the later from a statistical characteristic versus C_Saf. The error percentages of C_Saf obtained from ICCBM and DFA relative to the certified value (67.21%) are equal to 5.60% and 4.98%, respectively, while the error of the mean of the amounts derived from these two approaches is 0.31%.