یک سیستم نانو تحویل مبتنی بر ژل‌سازی یونی کارآمد برای بهبود پایداری و رهاسازی کنترل‌شده عصاره‌های زعفران

ترکیبات زیست فعال زعفران دارای خواص غذایی و سلامتی استثنایی هستند. با این حال، استفاده صنعتی از آنها به دلیل چالش هایی مانند حلالیت کم، فراهمی زیستی ضعیف، انتشار غیر هدفمند و ناپایداری در طول پردازش و آماده سازی محدود شده است. این مطالعه با هدف بهبود تحویل و پایداری عصاره‌های زعفران در اندازه نانو به‌عنوان یک آنتی‌اکسیدان غنی و عامل ضد سرطان از طریق رویکرد مبتنی بر ژل یونی انجام شد. عصاره های الکلی و آبی کارآمد زعفران بارگیری شده در نانوذرات کیتوزان-آلژینات (CANPs) ایجاد شد. اندازه و پتانسیل زتا CANP های تولید شده به ترتیب در محدوده 218-251 nm و 27.5-53.6 mV ثبت شده است. CANP های کروی راندمان کپسولاسیون بالایی را نشان دادند. همچنین، تجزیه و تحلیل AFM شکل متمایز و توزیع اندازه یکنواخت CANP های آماده شده را به تصویر کشید. CANP ها در محلول خنثی متورم شدند، در حالی که در شرایط اسیدی، تمایل به کوچک شدن داشت.

پروفایل های انتشار نشان داد که انتشار غیر فیکی از کپسول ها با تنظیم pH کنترل می شود. کپسوله‌سازی عصاره‌های زعفران در CANP به طور قابل‌توجهی پایداری ذخیره‌سازی را افزایش داد. هر دو دمای یخچال و اتاق در شرایط تاریک برای ذخیره سازی CAP های بارگذاری شده با عصاره زعفران مناسب تشخیص داده شدند.آزمایش سمیت سلولی در برابر سلول‌های MCF-7، فعالیت ضد سرطانی عصاره آبی را در مقایسه با CANP‌های حاوی عصاره الکلی نشان داد.آب دیونیزه عملکرد کارآمدتری را برای تهیه عصاره زعفران و عملکردهای بیولوژیکی در مقایسه با عصاره اتانولی نشان داد. به طور خلاصه، CANP ها را می توان به عنوان یک سیستم انتقال محافظ کارآمد برای منبع غنی از ترکیبات فعال زیستی، یعنی عصاره زعفران در صنایع غذایی و دارویی کاربردی معرفی کرد.

Saffron bioactive compounds possess exceptional nutritional and health properties. However, their industrial utilization has been limited due to challenges such as low solubility, poor bioavailability, untargeted release, and instability during processing and preparation. This study aimed to improve the delivery and stability of nano-sized saffron extracts as a rich antioxidant and anticancer agent via an ionic gelation-based approach. Efficient alcoholic and aqueous extracts of saffron loaded in chitosan-alginate nanoparticles (CANPs) were developed. Size and zeta potential of produced CANPs recorded in the range of 218–251 nm and 27.5–53.6 mV, respectively. The spherical CANPs showed high encapsulation efficiency. Also, AFM analysis depicted the distinct shape and uniform size distribution of prepared CANPs. The CANPs swelled in neutral solution, while in acidic conditions, it tended to shrink. The release profiles revealed that non-Fickian diffusion of encapsulants would be controlled by adjusting the pH.

The encapsulation of saffron extracts within the CANPs significantly enhanced the storage stability. Both refrigerator and room temperatures in dark condition were detected suitable for the storage of saffron extracts loaded CANPs. Cytotoxicity test against MCF-7 cells demonstrated higher anticancer activity of the aqueous extract compared to the alcoholic extract loaded CANPs. Deionized water demonstrated more efficient performance for saffron extract preparation and biological functions in comparison to ethanolic extract. In brief, the CANPs could be introduced as an efficient protective delivery system for the rich bioactive compounds source, namely saffron extracts in functional food and pharmaceutical industries.