فرآوری پایدار بقایای گل زعفران برای محصولات با ارزش بیورفاینری

تپال‌ها بیشترین باقیمانده‌های زیستی زعفران (Crocus sativus L.) را تشکیل می‌دهند. از آنجا که آن‌ها منبع طبیعی پلی‌فنول‌ها با خواص آنتی‌اکسیدانی هستند، می‌توانند فرآوری شوند تا محصولات باارزشی در بیورفاینری برای استفاده در صنایع دارویی، آرایشی و غذایی تولید کنند و در عین حال منبع جدیدی از درآمد ایجاد کرده و ضایعات زیستی را کاهش دهند. نگهداری مناسب محصولات جانبی در بیورفاینینگ اهمیت دارد و خشک کردن به طور گسترده در بخش گیاهان دارویی استفاده می‌شود، به‌ویژه برای گل‌های تازه و فاسد شدنی.

هدف این مطالعه بررسی دقیق‌تر ترکیب شیمیایی تپال‌های خشک‌شده زعفران و تحقیق در مورد این بود که آیا تکنیک استخراج بر آن تأثیر دارد یا خیر.به‌ویژه، خیساندن متداول با استخراج کمکی با امواج فراصوت (UAE) مقایسه شد و از حلال‌های مختلفی استفاده گردید (آب و سه غلظت متانول، یعنی ۲۰٪، ۵۰٪ و ۸۰٪). در مقایسه با ادویه، گلبرگ‌های خشک زعفران محتوای کمتر ترکیبات فنولی کل (میانگین ۱۱۲۷.۹۴ ± ۳۲.۳۴ میلی‌گرم GAE در ۱۰۰ گرم وزن خشک) و آنتوسیانین‌ها (تا ۴۱۳.۳۰ ± ۱۳۷.۱۶ میلی‌گرم G3G در ۱۰۰ گرم وزن خشک) را نشان دادند، اما فعالیت آنتی‌اکسیدانی بالاتری داشتند که از طریق آزمایش‌های FRAP، ABTS و DPPH اندازه‌گیری شد. تحلیل HPLC-DAD برخی ترکیبات فنولی (یعنی اسید فرولیک، ایزوکوئرسیتین و کوئرسیتین) را شناسایی کرد که قبلاً در گلبرگ‌های تازه زعفران یافت نشده بودند.

ویتامین C که پیشتر در ادویه کشف شده بود، به‌صورت جالبی در گلبرگ‌های خشک نیز شناسایی شد.در مورد تکنیک استخراج، در بیشتر موارد، استخراج اولتراسونیک با حلال‌های ایمن‌تر (یعنی آب یا درصد کمی متانول) نتایج مشابهی از ترکیبات فنولی و ویتامین C با روش خیساندن نشان داد و امکان بهبود استخراج‌ها با نصف کردن زمان را فراهم کرد. بنابراین، این مطالعه نشان داد که گلبرگ‌های زعفران می‌توانند خشک شوند و کیفیت خود را حفظ کنند و اینکه می‌توان از روش‌های استخراج سبز برای به دست آوردن بازده بالای ترکیبات گیاهی آنتی‌اکسیدانی ارزشمند استفاده کرد، که نیاز به بیورفینینگ پایدار را برآورده می‌سازد.

” Tepals constitute the most abundant bio-residues of saffron (Crocus sativus L.). As they are a natural source of polyphenols with antioxidant properties, they could be processed to generate valuable biorefinery products for applications in the pharmaceutical, cosmetic, and food industries, becoming a new source of income while reducing bio-waste. Proper storage of by-products is important in biorefining and dehydration is widely used in the herb sector, especially for highly perishable harvested flowers.

This study aimed to deepen the phytochemical composition of dried saffron tepals and to investigate whether this was influenced by the extraction technique. In particular, the conventional maceration was compared with the Ultrasound Assisted Extraction (UAE), using different solvents (water and three methanol concentrations, i.e., 20%, 50%, and 80%). Compared to the spice, the dried saffron tepals showed a lower content of total phenolics (average value 1127.94 ± 32.34 mg GAE 100 g−1 DW) and anthocyanins (up to 413.30 ± 137.16 mg G3G 100 g−1 DW), but a higher antioxidant activity, which was measured through the FRAP, ABTS, and DPPH assays. The HPLC-DAD analysis detected some phenolic compounds (i.e., ferulic acid, isoquercitrin, and quercitrin) not previously found in fresh saffron tepals.

Vitamin C, already discovered in the spice, was interestingly detected also in dried tepals. Regarding the extraction technique, in most cases, UAE with safer solvents (i.e., water or low percentage of methanol) showed results of phenolic compounds and vitamin C similar to maceration, allowing an improvement in extractions by halving the time. Thus, this study demonstrated that saffron tepals can be dried maintaining their quality and that green extractions can be adopted to obtain high yields of valuable antioxidant phytochemicals, meeting the requirement for a sustainable biorefining.”