خواص آگروبایولوژیکی، شیمیایی و آنتی‌اکسیدانی زعفران (Crocus sativus L.) در معرض نانوذرات TiO2 و تنش فرابنفش-B

زعفران (Crocus sativus L.) یکی از شناخته‌شده‌ترین و گران‌ترین گیاهان دارویی و معطر در جهان است که از آن خامه‌های خشک شده مصرف می‌شود. زعفران شامل ۸۵ گونه است و جایگاه ویژه‌ای در میان کالاهای صنعتی و صادراتی دارد. تابش فرابنفش-B (UV-B) باعث تولید رادیکال‌های آزاد اکسیژن می‌شود که تعادل متابولیک در سلول‌ها را بر هم می‌زند. مطالعه حاضر با هدف بررسی کاربرد نانوذرات دی‌اکسید تیتانیوم (TiO2 NPs) بر روی زعفران در معرض تابش مضر UV-B انجام شد تا اثر آنها در برابر استرس فتواکسیداتیو ارزیابی شود. گیاهان زعفران به مدت ۴۵ روز در سیستم هیدروپونیک در گلخانه پرورش یافتند. پس از مرحله سه برگی، به مدت ۳۰ و ۴۵ دقیقه به صورت روزانه و به مدت یک ماه در معرض تابش UV-B قرار گرفتند. نانوذرات TiO2 در دو غلظت ۲۵ و ۵۰ میلی‌گرم بر لیتر به صورت محلول پاشی قبل از قرار گرفتن در معرض UV-B هر روز استفاده شدند.گیاهان ۷۵ روز بعد برداشت شدند و پارامترهای رشد، شیمیایی و آنتی‌اکسیدانی آنها اندازه‌گیری شد. نتایج نشان داد که قرار گرفتن در معرض UV-B با کاهش طول گیاه، وزن تازه و خشک و تعداد برگ‌ها مرتبط بود. قرار گرفتن همزمان در معرض UV-B و استفاده از نانوذرات TiO2 منجر به کاهش قندهای حل‌شده و افزایش میزان آنتوسیانین‌های کل و مالوندی‌آلدئید (MDA) در برگ‌های زعفران شد. علاوه بر این، میزان جذابیت‌های UV-B (مجموع فنول‌ها و مجموع فلاونوئیدها) و فعالیت حذف رادیکال ((DPPH) در خامه‌های زعفران افزایش یافت. کاربرد برگ‌پاشی نانوذرات TiO2 برخی ویژگی‌های گیاهی که توسط UV-B آسیب دیده بود را در مقایسه با گیاهانی که تنها در معرض تابش UV-B قرار داشتند، جبران کرد. با توجه به افزایش فعالیت آنتی‌اکسیدانی خامه‌های زعفران، می‌توان فرض کرد که استفاده از نانوذرات TiO2 ارزش غذایی زعفران را افزایش می‌دهد.

Saffron (Crocus sativus L.) is one of the most commonly known and expensive medicinal and aromatic plants in the world from which dried stigmas are consumed. Saffron includes 85 species and has a special place among industrial and export commodities. Ultraviolet-B (UV-B) radiation causes the generation of oxygen free radicals, which disrupt the balance of metabolism in cells. The present study aimed to explore the application of titanium dioxide nanoparticles (TiO2 NPs) on saffron exposed to harmful UV-B radiation, in order to evaluate their effect against photo – oxidative stress. Saffron plants were grown in the hydroponic system in a greenhouse for 45 days. After the three-leaf stage, they were exposed to UV-B radiation for 30 and 45 min on a daily basis for one month. TiO2 NPs were used at two concentrations of 25 and 50 mg/L as the foliar application before UV-B exposure every day. The plants were harvested 75 days later and their growth, chemical and antioxidant parameters were measured. The results showed that UV-B exposure was related to lower plant length, fresh and dry weight, and leaf number. The simultaneous UV-B exposure and TiO2 NPs application resulted in the loss of dissolved sugars and the increased content of total anthocyanins and malondialdehyde (MDA) in saffron leaves. Besides, content of UV-B absorbents (total phenolics and total flavonoids) and radical scavenging activity ((DPPH) in saffron stigmas were increased. The foliar application of TiO2 NPs counterbalanced some plant traits impaired by UV-B exposure as compared with plants only exposed to UV-B radiation. Due to the increased antioxidant activity of saffron stigmas, it could be assumed that the use of TiO2 NPs enhances the nutritive value of saffron.