تیمار فراصوت روی بنه زعفران (Crocus sativus L.): تأثیر بر ویژگی‌های بافتی، مورفولوژیکی و میکروبی و ترکیبات متابولیت‌های مشتق‌شده از کلاله

این تحقیق با هدف ارزیابی تأثیر امواج فراصوت با فرکانس ۳۷ کیلوهرتز بر پارامترهای مختلف گیاهان زعفران (Crocus sativus L.)، از جمله راندمان گلدهی، خواص مورفولوژیکی و بافتی، جمعیت میکروبی سطح بنه و غلظت متابولیت‌های ثانویه کلیدی در کلاله زعفران انجام شد. امواج فراصوت در دو مرحله رشد مجزا، یعنی القای گل و شروع گل، با استفاده از مدت زمان‌های مختلف فراصوت (۰، ۱۵، ۳۰ و ۶۰ دقیقه) بر روی بنه‌های زعفران اعمال شد. نکته قابل توجه این است که راندمان گلدهی پس از ۶۰ دقیقه فراصوت در مقایسه با شاهد در هر دو مرحله، کاهش معنی‌داری (P ≤ ۰.۰۵) را تجربه کرد.

در مقابل، افزایش زمان فراصوت از ۰ (شاهد) به ۱۵ و ۳۰ دقیقه منجر به افزایش قابل توجه تعداد گل‌ها و راندمان گلدهی شد. مورفولوژی ساختاری بنه‌ها تحت تأثیر امواج فراصوت در مدت زمان‌های مختلف در هر مرحله، تغییرات معنی‌داری را نشان نداد. افزایش زمان تابش، در کاهش جمعیت میکروبی روی سطوح بنه و تقویت مقاومت بنه در برابر نیروهای فشاری مؤثر بود. تجزیه و تحلیل کلاله‌های زعفران با استفاده از کروماتوگرافی مایع با کارایی بالا (HPLC) نشان داد که افزایش قابل توجهی در محتوای کروسین در مقایسه با شاهد در هر دو مرحله مشاهده شد، روندی که با افزایش زمان تابش تا 60 دقیقه ادامه یافت.

با این حال، محتوای پیکروکروسین و سافرانال در هر دو مرحله با تابش طولانی مدت کاهش نشان داد. این یافته‌ها نشان می‌دهد که امواج فراصوت نه تنها بر راندمان گلدهی بنه‌های زعفران تأثیر می‌گذارد، بلکه بر غلظت متابولیت‌های ثانویه در کلاله حاصل نیز تأثیر می‌گذارد.

This research aimed to assess the influence of ultrasound at a frequency of 37 kHz on various parameters of saffron (Crocus sativus L.) plants, including flowering efficiency, morphological, and textural properties, corm surface microbial population, and the concentrations of key secondary metabolites in saffron stigmas. Ultrasound was applied to saffron corms during two distinct growth stages, namely flower induction and flower initiation, utilizing varying sonication durations (0, 15, 30, and 60 min). Notably, flowering efficiency experienced a significant decrease (P ≤ 0.05) after 60 min of sonication compared to the control at both stages.

In contrast, an increase in sonication time from 0 (control) to 15 and 30 min resulted in a noteworthy augmentation in the number of flowers and flowering efficiency. The structural morphology of corms did not exhibit significant alterations under ultrasound at different durations within each stage. Extended exposure time showed efficacy in diminishing microbial population on corm surfaces and reinforcing corm resistance against compressive forces.

High-performance liquid chromatography (HPLC) analysis of saffron stigmas revealed that a significant increase in crocin content compared to the control at both stages, a trend that persisted with increasing sonication time up to 60 min. However, picrocrocin and safranal contents exhibited a decrease in both stages with prolonged sonication. These findings imply that ultrasound not only impacts the flowering efficiency of saffron corms but also exerts an influence the concentrations of secondary metabolites in the resultant stigma.