تجزیه و تحلیل LC-MS/MRM ترکیبات زیست‌فعال از ضایعات زعفران (Crocus sativus L.): بهینه‌سازی بازیابی ترکیبات فنولی با استفاده از طراحی مخلوط سیمپلکس سنتروئید

شواهد فزاینده‌ای نشان می‌دهند که آنتی‌اکسیدان‌های طبیعی، مانند آن‌هایی که در زعفران (Crocus sativus L.) یافت می‌شوند، فواید سلامتی ارائه می‌دهند. با این حال، استخراج پلی‌فنول‌ها، که تصور می‌شود منبع آنتی‌اکسیدان‌ها هستند، و انتخاب حلال‌های مناسب برای بازده بهینه، چالش‌های قابل توجهی را ارائه می‌دهند. این مطالعه با هدف بهبود استخراج ترکیبات فنولی از ضایعات زعفران (برگ‌ها و گل‌ها) با استفاده از طراحی مخلوط سیمپلکس سنتروئید انجام شد. ترکیبات مختلف حلال (آب، اتانول و متانول) آزمایش شد. بررسی نشان داد که مخلوط دوتایی آب و اتانول (3:1 حجمی/حجمی) به عنوان ترکیب حلال بهینه برای دستیابی به بالاترین ترکیبات فنولی (110.19 میلی‌گرم معادل اسید گالیک در گرم ماده خشک) برای گل زعفران ظاهر شد. در مقابل، مخلوط سه‌تایی آب، اتانول و متانول (1/2:1/3:1/6 حجمی/حجمی) موثرترین روش برای بهینه‌سازی پاسخ محتوای فنول کل برای برگ زعفران (80.58 میلی‌گرم معادل کوئرستین در گرم ماده خشک) ثابت شد. تجزیه و تحلیل از طریق LC-MS/MS وجود فلاونوئیدهای مختلفی مانند لوتئولین و کوئرستین را به همراه سایر ترکیبات فنولی آشکار کرد. عصاره‌های بهینه خواص آنتی‌اکسیدانی قوی را نشان دادند، با فعالیت ضد باکتری قابل توجه در برابر استافیلوکوکوس اورئوس و باسیلوس سوبتیلیس. علاوه بر این، عصاره‌ها فعالیت ضد دیابتی قابل توجهی را نشان دادند. این پژوهش استفاده از ضایعات زعفران را به عنوان منبع ارزشمندی از ترکیبات زیست‌فعال مناسب برای کاربردهای مختلف در صنایع غذایی، دارویی و آرایشی-بهداشتی توصیه می‌کند.

There’s growing evidence suggesting that natural antioxidants, like those found in saffron (Crocus sativus L.), offer health benefits. However, extracting polyphenols, which are believed to be the antioxidants’ source, and choosing the right solvents for optimal yields, present significant challenges. This study aimed to enhance phenolic compounds extraction from saffron by-products (leaves and flowers) using simplex centroid mixture design. Different solvent combinations (water, ethanol, and methanol) were tested. The investigation revealed that a binary mixture of water and ethanol (3:1 v/v) emerged as the optimal solvent blend for achieving the highest phenolic compounds (110.19 mg GAE/g DM) for saffron flower. Conversely, a ternary mixture of water, ethanol, and methanol (1/2:1/3:1/6 v/v) proved most effective for optimizing total phenolic content response for saffron leaf (80.58 mg QE/g DM). Analysis via LC-MS/MS unveiled the presence of various flavonoids such as luteolin and quercetin, along with other phenolic compounds. The optimal extracts demonstrated potent antioxidant properties, with notable antibacterial activity against Staphylococcus aureus and Bacillus subtilis. Moreover, the extracts exhibited significant anti-diabetic activity. This research advocates for the utilization of saffron by-products as a valuable source of bioactive compounds suitable for various applications in the food, pharmaceutical, and cosmetic industries.