بهینه‌سازی استخراج آنزیمی پلی‌فنول‌ها از گلبرگ‌های زعفران

زمینه. گلبرگ‌های کلاله زعفران یک محصول جانبی از فرآوری گل‌های Crocus sativus هستند، که کلاله‌های خشک شده آن‌ها (ادویه زعفران) به طور گسترده در بخش‌های غذایی و بهداشتی استفاده می‌شوند. گلبرگ‌های زعفران سرشار از پلی‌فنول‌ها هستند، به ویژه گلیکوزیدهای فلاوونول و آنتوسیانین‌ها، که به عنوان آنتی‌اکسیدان‌های قوی در نظر گرفته می‌شوند. استخراج پلی‌فنول‌ها با کمک آنزیم در مقایسه با روش‌های مرسوم مزایای متعددی دارد. مطالعه حاضر کارایی استخراج با کمک آنزیم به عنوان یک فناوری سبز برای بازیابی پلی‌فنول‌ها از گلبرگ‌های زعفران را ارزیابی کرد.

مواد و روش‌ها. این محصول جانبی از یک تولیدکننده زعفران در منطقه کوزانی، یونان به دست آمد.یک طراحی سیمپلکس-مرکزی برای انتخاب ترکیب آماده‌سازی‌های آنزیمی مورد نیاز برای استخراج آبی آنتی‌اکسیدان‌های پلی‌فنولی از گلبرگ‌های خشک زعفران اعمال شد. علاوه بر این، پارامترهای هیدرولیز آنزیمی، دوز آنزیم و زمان انکوباسیون با استفاده از روش سطح پاسخ بهینه‌سازی شدند.

نتایج: ترکیب دوتایی شامل آماده‌سازی‌های سلولولیتیک و همی‌سلولولیتیک (۱:۱) منجر به بالاترین بازده کل پلی‌فنول‌ها (۳۰.۹ گرم GAE/کیلوگرم گلبرگ زعفران) و کل آنتوسیانین‌ها (۲.۰ گرم CGE/کیلوگرم گلبرگ زعفران) شد و به ترتیب به مقادیر ۴۵٪ و ۳۸٪ بالاتر نسبت به نمونه کنترل (بدون درمان آنزیمی) دست یافت.داده‌های تجربی مربوط به بهینه‌سازی شرایط استخراج با مدل‌های رگرسیون درجه دوم برازش داده شدند (R² = 0.85–0.98).

نتیجه‌گیری: فرآیند تازه توسعه‌یافته می‌تواند به عنوان جایگزینی سازگار با محیط زیست برای استخراج با حلال‌های آلی مرسوم به کار رود و بدین ترتیب از قدردانی از محصولات جانبی صنعت زعفران حمایت کند. پلی‌فنول‌های بازیابی‌شده می‌توانند به عنوان مواد فعال زیستی یا مواد غذایی طبیعی مورد استفاده قرار گیرند و جایگزین افزودنی‌های مصنوعی شوند.

“Background. Saffron tepals are a by-product from the processing of Crocus sativus flowers, whose dried stigmas (saffron spice) are widely used both in the food and health sectors. Saffron tepals are rich in polyphenols, particularly flavonol glycosides and anthocyanins, which are considered to be potent antioxidants. Enzyme-assisted extraction of polyphenols offers several advantages in comparison to conventional methods. The present study evaluated the efficiency of enzyme-assisted extraction as a green technology for recovery of polyphenols from saffron tepals.
Materials and methods. The by-product was obtained from a saffron producer in the region of Kozani, Greece. A simplex-centroid design was applied to select the enzyme preparations mixture required for aqueous extraction of polyphenolic antioxidants from dried saffron tepals. In addition, the parameters of enzymatic hydrolysis, enzyme dose and incubation time were optimised using response surface methodology.
Results. The binary combination, comprising cellulolytic and hemicellulolytic preparations (1:1), led to the highest yield of total polyphenols (30.9 g GAE/kg saffron tepals) and total anthocyanins (2.0 g CGE/kg saffron tepals), reaching 45% and 38% higher values, respectively, as compared to the control sample (without enzymatic treatment). The experimental data regarding optimisation of the extraction conditions were fitted to second-degree regression models (R2 = 0.85–0.98).
Conclusion. The newly developed process may be applied as an environmentally friendly alternative to conventional organic solvent extraction, thus supporting valorisation of the saffron industry by-product. The polyphenols recovered could be used as biologically active substances or as natural food ingredients, replacing synthetic additives.”