تشخیص تقلب در زعفران (کروکوس ساتیوس L.) با استفاده از طیف‌سنجی رزونانس مغناطیسی هسته‌ای پروتون

زعفران (کروکوس ساتیوس L.) باارزش‌ترین ادویه در جهان است، اما تولید محدود و ارزش بازار بالای آن، این ادویه را در برابر تقلب با جایگزین‌های گیاهی و رنگ‌های مصنوعی بسیار آسیب‌پذیر می‌کند. در این مطالعه، از طیف‌سنجی رزونانس مغناطیسی هسته‌ای پروتون (1H NMR) به عنوان یک تکنیک سریع و غیرمخرب برای احراز هویت زعفران و تشخیص هشت ماده تقلبی گیاهی و یک رنگ مصنوعی در یک آزمایش واحد استفاده شد. عصاره‌های متانولی و هگزان برای پوشش طیف وسیعی از قطبی‌متابولیت‌ها از زعفران اصیل، مواد تقلبی شناخته شده و برندهای تجاری تهیه شد. مقایسه طیفی بر روی نشانگرهای کلیدی زعفران از جمله پیکروکروسین، کروسین و کروستین متمرکز بود. بیشتر نمونه‌های برندی با مرجع اصیل مطابقت نزدیکی داشتند، با تغییرات جزئی که می‌توان آن را به عوامل فصلی و جغرافیایی نسبت داد، در حالی که نمونه ZK فاقد پیک‌های تشخیصی زعفران بود و به جای آن رزونانس‌های سازگار با سودان IV و آرنیکا مونتانا را نشان داد که تقلب را تأیید می‌کند. از NMR کمی (qNMR) بیشتر برای تعیین پیکروکروسین استفاده شد و روش از نظر انتخاب‌پذیری، ویژگی، خطی بودن (0/998> R2)، دقت (RSD درون‌روزی و بین‌روزی کمتر از 5/5 درصد)، استحکام (نتایج consistent در تعداد اسکن و تأخیرهای آرامش مختلف) اعتبارسنجی شد. روش، حد تشخیص (LOD) 0/443 میکروگرم بر میلی‌لیتر و حد کمّی‌سازی (LOQ) 1/342 میکروگرم بر میلی‌لیتر را برای پیکروکروسین نشان داد که حساسیت بالا و مناسب بودن برای کمّی‌سازی قابل اعتماد را نشان می‌دهد. به طور کلی، این یافته‌ها، طیف‌سنجی 1H NMR را به عنوان یک پلتفرم تحلیلی کیفی robust برای هر دو منظور احراز هویت و تشخیص تقلب زعفران estabele می‌کند. ادغام آن در چارچوب‌های کنترل کیفیت معمول و نظارتی می‌تواند حفاظت از مصرف کننده را تقویت کرده و یکپارچگی محصولات گیاهی و غذایی با ارزش بالا را تضمین کند.

Crocus sativus L. (saffron) is the most valuable spice worldwide, yet its limited production and high market value make it highly susceptible to adulteration with plant substitutes and synthetic dyes. In this study, 1H Nuclear Magnetic Resonance (NMR) spectroscopy was applied as a rapid, non-destructive technique for saffron authentication and detection of eight plant adulterants and one synthetic dye in a single experiment. Methanolic and hexane extracts were prepared to capture a broad polarity range of metabolites from authentic saffron, known adulterants, and commercial brands. Spectral comparison targeted key saffron markers, including picrocrocin, crocin, and crocetin. Most brand samples closely matched the authentic reference, with minor variations that can attributed to seasonal and geographical factors, whereas the ZK sample lacked diagnostic saffron peaks and instead displayed resonances consistent with Sudan IV and Arnica montana, confirming adulteration. Quantitative NMR (qNMR) was further employed for picrocrocin determination, and the method was validated in terms of selectivity, specificity, linearity (R2 > 0.998), precision (intra- and inter-day RSD < 5.5 %), robustness (consistent results across varied scan numbers and relaxation delays). The method demonstrated a limit of detection (LOD) of 0.443 μg/mL and a limit of quantification (LOQ) of 1.342 μg/mL for picrocrocin, indicating high sensitivity and suitability for reliable quantification. Overall, these findings establish 1H NMR spectroscopy as a robust qualitative analytical platform for both authentication and detection of adulteration of saffron. Its integration into routine quality control and regulatory frameworks could strengthen consumer protection and ensure the integrity of high-value herbal and food products.