[فصل کتاب]- تولید متابولیت‌های زیست‌فعال در کشت‌های آزمایشگاهی زعفران (Crocus sativus L.)

زعفران (Crocus sativus L.) یک ادویه فوق‌العاده گران‌قیمت است که در مقادیر محدود و محدود به مناطق خاصی از جهان تولید می‌شود. کلاله‌های زعفران حاوی مخلوطی از آپوکاروتنوئیدها هستند که ترکیبات ارزشمندی هستند که در طعم‌دهنده‌ها، کاربردهای دارویی و صنعتی مورد استفاده قرار می‌گیرند. کروسین، پیکروکروسین و سافرانال آپوکاروتنوئیدهای اصلی موجود در کلاله هستند. تقاضای زیاد برای کلاله‌های زعفران و آپوکاروتنوئیدهای آنها، نیاز به بررسی تولید آنها از طریق روش‌های بیوتکنولوژی را برانگیخته است.

کشت سلولی، بافتی و اندامی گیاهان دارویی در شرایط آزمایشگاهی (in vitro) راه‌حل مناسبی برای چالش‌های مرتبط با تولید مرسوم در مزرعه باز ارائه می‌دهد. دستکاری عوامل شیمیایی و فیزیکی، همراه با استراتژی‌های تغذیه و استخراج، و همچنین استفاده از سیستم کشت دو مرحله‌ای، تجمع آپوکاروتنوئیدها و سایر ترکیبات گیاهی را در کشت‌های آزمایشگاهی به میزان زیادی افزایش داده و تولید مداوم و امیدوارکننده‌ای از این ترکیبات طبیعی ارزشمند را در مقیاس وسیع با استفاده از یک سیستم بیوراکتور فراهم کرده است. این فصل مروری کامل بر رویکردهای مختلف مورد استفاده در شرایط آزمایشگاهی (in vitro)، مانند ساختار شبه کلاله (SLS)، کالوس و سوسپانسیون سلولی، برای تولید متابولیت‌های زعفران ارائه می‌دهد.

اطلاعات ارائه شده در اینجا بینش‌ها و استراتژی‌های ارزشمندی را برای پرداختن به مشکلات مرتبط با هر روش ارائه می‌دهد. فیتوشیمی زعفران و فعالیت‌های بیولوژیکی کشت‌های آزمایشگاهی (in vitro) نیز به طور خلاصه مورد بحث قرار گرفت.

Saffron (Crocus sativus L.) is an exceptionally expensive spice, produced in limited amounts and restricted to certain regions of the world. The stigmas of C. sativus comprise a mixture of apocarotenoids, which are valuable compounds used in flavor, medicinal, and industrial applications. Crocin, picrocrocin, and safranal are the primary apocarotenoids found in the stigma. The high demand for saffron stigmas and their apocarotenoids has prompted the need to investigate their production through biotechnology methods. In vitro cell, tissue, and organ cultures of medicinal plants offer an appropriate solution for the challenges correlated to conventional production in the open field.

The manipulation of chemical and physical factors, along with feeding and elicitation strategies, as well as the use of a two-stage culture system, has greatly increased the accumulation of apocarotenoids and other phytoconstituents in in vitro cultures, providing a continuous and promising production of these valuable natural compounds on a large scale, using a bioreactor system. This chapter provides a thorough overview of the several approaches used in vitro, such as stigma-like structure (SLS), callus, and cell suspension, to produce saffron metabolites.

The information presented here will offer valuable insights and strategies for addressing the problems associated with each method. Saffron’s phytochemistry and the biological activities of in vitro cultures were briefly discussed as well.