انگشت‌نگاری فرار ادویه‌ها – رویکردی جامع برای بررسی احراز هویت و خواص زیست‌فعالی آن

متابولیت‌های آلی فرار (VOMs) موجود در ادویه‌های مختلف می‌توانند نشانه‌های زیستی تحلیلی متمایزی مربوط به خواص ارگانولپتیک و فواید سلامتی ارائه دهند. این مطالعه با هدف تعیین اثر انگشت ولاتیلومیک شش ادویه پرمصرف در سراسر جهان (زعفران (Crocus sativus L.)، دارچین (Cinnamomum verum)، زیره (Cuminum cyminum L.)، فلفل سیاه (Piper nigrum L.)، پاپریکای شیرین (Capsicum annuum L.) و کاری (ترکیبی از گیاهان و ادویه‌های مختلف)) انجام شد. بر اساس میکرواستخراج فاز جامد از فضای فوقانی (HS-SPME) و به دنبال آن آنالیز کروماتوگرافی گازی-طیف‌سنجی جرمی (GC-MS)، این یک استراتژی قدرتمند برای بررسی و تعیین الگوی فرار ادویه و آشکار کردن فواید بالقوه سلامتی مربوط به مهمترین VOMهای شناسایی شده در هر ادویه است. این دانش جامع به تعریف اصالت آنها کمک می‌کند، در حالی که همزمان از تقلب‌ها و تقلب‌های احتمالی جلوگیری می‌کند. در مجموع 162 VOM شناسایی شد. ارزیابی‌های نیمه‌کمّی نشان داد که ترپنوئیدها و سسکوئی‌ترپنوئیدها، به جز دارچین که ترکیبات کربونیل گروه اصلی آن هستند، در ادویه‌های مورد بررسی، به عنوان گروه اصلی فرار قرار دارند. اکثر ادویه‌های مورد مطالعه شامل ویژگی‌های کلیدی ترکیبات زیست‌فعال عطر و سلامت بودند، به عنوان مثال، دی‌هیدروجنئول در زعفران، سینامالدئید در دارچین، کومینالدئید در زیره و کاری و کاریوفیلن در فلفل سیاه. تجزیه و تحلیل مؤلفه‌های اصلی (PCA) و تجزیه و تحلیل تفکیک حداقل مربعات جزئی (PLS-DA) با موفقیت ادویه‌های مورد بررسی را از هم تفکیک کردند، که شامل α-کیوبن، 3-متیل بوتانال، β-پاتچولن و β-سلینن، مهم‌ترین VOMها (بالاترین VIPها) بودند که در تفکیک آنها نقش داشتند. علاوه بر این، برخی از VOMها تأثیر زیادی بر پتانسیل زیست‌فعالی ادویه دارند و به جلوگیری از برخی بیماری‌ها از جمله سرطان، بیماری‌های مرتبط با التهاب، دیابت و بیماری‌های قلبی عروقی کمک می‌کنند.

Volatile organic metabolites (VOMs) present in different spices can provide distinct analytical biosignatures related to organoleptic properties and health benefits. This study aimed to establish the volatilomic fingerprint of six of the most consumed spices all over the world (saffron (Crocus sativus L.), cinnamon (Cinnamomum verum), cumin (Cuminum cyminum L.), black pepper, (Piper nigrum L.), sweet paprika (Capsicum annuum L.), and curry (a mix of different herbs and spices)). Based on headspace solid phase microextraction (HS-SPME) followed by gas chromatography-mass spectrometry (GC-MS) analysis, this is a powerful strategy to explore and establish the spice’s volatile pattern and unravel the potential health benefits related to the most important VOMs identified in each spice. This comprehensive knowledge will help in the definition of their authenticity, while simultaneously protecting against potential frauds and adulterations. A total of 162 VOMs were identified. Semi-quantitative assessments revealed that terpenoids and sesquiterpenoids amounted to the major volatile class in the investigated spices, except for cinnamon, where carbonyl compounds are the major group. Most of the studied spices comprised key characteristics of aroma and health bioactive compounds, e.g., dihydrojuneol in saffron, cinnamaldehyde in cinnamon, cuminaldehyde in cumin and curry, and caryophyllene in black pepper. The principal component analysis (PCA) and partial least-squares discriminant analysis (PLS-DA) successfully discriminated the investigated spices, being α-cubebene, 3-methyl butanal, β-patchoulene and β-selinene, the most important VOMs (highest VIP’s) that contributed to its discrimination. Moreover, some VOMs have a high influence on the spice’s bioactive potential, helping to prevent certain diseases including cancer, inflammatory-related diseases, diabetes, and cardiovascular diseases.