هیدروژل‌های جدید کیتوسان/الژینیت به عنوان حامل‌های عصاره‌های غنی از فنول از محصولات جانبی گل زعفران با استفاده از حلال‌های همدمی عمیق طبیعی به عنوان رسانه استخراج سبز

سیستم فعلی تولید زعفران صدها تن زباله تپال تولید می‌کند، زیرا فقط کلاله‌ها برای غذا استفاده می‌شوند. در نتیجه، ارزش گذاری محصولات جانبی گل زعفران با توسعه ترکیبات عملکردی پایدار می تواند منجر به به حداقل رساندن اثرات زیست محیطی شود. بنابراین، هدف اصلی این مطالعه توسعه فرآیندهای نوآورانه استخراج سبز از محصولات جانبی گل زعفران با استفاده از حلال‌های یوتکتیک طبیعی عمیق (NaDES) و استخراج با کمک امواج فراصوت (UAE) به عنوان روش استخراج اکولوژیکی بود.روش‌شناسی سطح پاسخ برای بهینه‌سازی پارامترهای فرآیند استفاده شد.

برای بهبود پایداری عصاره‌های بهینه، آن‌ها در هیدروژل‌های کیتوزان/آلژینات گنجانده شدند و ظرفیت جذب آب و نگهداری آب و محتوای فنلی کل (TPC) در طول هضم آزمایشگاهی مورد مطالعه قرار گرفتند. نتایج نشان داد که استخراج بهینه از نظر محتوای فنلی و فلاونوئیدی کل، در 20 دقیقه با استفاده از توان اولتراسوند 180 وات و 90 درصد NaDES به دست آمد. نتایج سنجش DPPH فعالیت آنتی اکسیدانی قوی محصولات فرعی گل زعفران را نشان داد. هیدروژل‌های کیتوزان/آلژینات حاوی عصاره‌های NaDES به‌دست‌آمده خواص مطلوبی را نشان دادند در حالی که TPC در شرایط روده پایدار باقی ماند.

بنابراین، NaDES همراه با امارات متحده عربی یک تکنیک کارآمد برای جداسازی ترکیبات با ارزش افزوده بالا از گل زعفران بود و همچنین موفق به ارزش‌گذاری ضایعات دور ریختنی با استفاده از استراتژی‌های سبز و کم‌هزینه شد. علاوه بر این، این هیدروژل های جدید می توانند به عنوان نامزدهای امیدوارکننده ای برای کاربردهای غذایی یا آرایشی استفاده شوند.

The current saffron production system is generating several hundreds of tons of tepal waste, because only stigmas are used for food. Consequently, the valorization of saffron floral by-products by developing stable functional ingredients could lead to the environmental impact minimization. Thus, the main aim of this study was to develop innovative green extraction processes from saffron floral by-products by using Natural Deep Eutectic Solvents (NaDES) and ultrasound-assisted extraction (UAE) as ecological extraction method.

Response surface methodology was used to optimize process parameters. To improve the stability of the optimal extracts, they were incorporated into chitosan/alginate hydrogels, studying their water-uptake and water retention capacity and the total phenolic content (TPC) during the in vitro digestion. The results indicated that the optimal extraction, regarding total phenolic and flavonoid content, was achieved in 20 min, using 180 W ultrasound power and 90% of NaDES. The results of the DPPH assay revealed the potent antioxidant activity of saffron floral by-products.

The chitosan/alginate hydrogels incorporating the as-obtained NaDES extracts showed favorable properties whereas the TPC remained stable under intestinal conditions. Therefore, NaDES combined with UAE was an efficient technique to isolate high added-value compounds from saffron flowers, succeeding also the valorization of discarded waste by using green and low-cost strategies. Furthermore, these novel hydrogels could be used as promising candidates for food or cosmetic applications.