بینش‌هایی در مورد اثر انگشت طیفی FTIR کلاله‌های زعفران (Crocus sativus L.) پس از درمان‌های خشک‌کردن ملایم

خشک کردن کلاله‌های ظریف و قرمز گل Crocus sativus L. برای تولید زعفران، گران‌ترین ادویه در جهان، ضروری است. تاکنون، روش‌های مخرب نمونه‌ای و پر زحمت برای به دست آوردن بینش حیاتی در مورد این فرآیند به دنبال تغییرات کلیدی فیزیکوشیمیایی استفاده شده است. ابزارهای طیف‌سنجی ارتعاشی که امکان اثر انگشت مولکولی بافت‌های گیاهی را از طریق تجزیه و تحلیل داده‌های چند متغیره می‌دهند، هنوز مورد بهره‌برداری قرار نگرفته‌اند. این مطالعه با هدف دستیابی به بینش های جدید در مورد طیف های مادون قرمز تبدیل فوریه (FTIR) زعفران بر روی تیمارهای مختلف خشک کردن ملایم در خلاء یا با حرارت دادن کوتاه مدت با متغیر بارگذاری نمونه، ورودی انرژی، مدت زمان و غیره انجام شد. تجزیه و تحلیل اجزای اصلی به کشش C=O در وینیل یا چرخه اختصاص داده شد.

استرها، آمیدها یا دیگر فعل و انفعالات بین مولکولی مهم برای عملکرد. مهمتر از همه، اوج در 1160 سانتی‌متر-1 (معمولاً پل‌های گلیکوزیدی C-O-C) یک ویژگی متمایز از زعفران گرم‌شده کوتاه‌مدت در مقابل خشک‌شده در خلاء بود. سایر ویژگی‌های کیفی حیاتی کلاله‌های خشک شده (ساختار فیزیکی، رنگ، ترکیب شیمیایی)، که با میکروسکوپ الکترونی روبشی (SEM)، رنگ‌سنجی، طیف‌سنجی UV-Vis و کروماتوگرافی مایع با کارایی بالا (HPLC) ارزیابی شدند، هر دو اثر مثبت و منفی را نشان دادند.

روش خشک کردن کار ما جدید بودن ترکیب طیف‌سنجی FTIR غیر مخرب با تکنیک‌های مرسوم را برای ارزیابی دقیق‌تر تغییرات دلخواه یا ناخواسته پس از آب‌گیری زعفران برجسته می‌کند. علاوه بر این، رویکرد انگشت نگاری طیفی یک راه حل مقرون به صرفه و سازگار با محیط زیست برای کنترل سریع و غیر تهاجمی مواد خام ارائه می دهد که برای کاربردهای غذایی و مواد غذایی بسیار مورد توجه است.

Drying of the delicate, red stigmas of the Crocus sativus L. flower is necessary to produce saffron, the most expensive spice in the world. So far, laborious and sample destructive methods were applied to get vital insight into this process following key physicochemical changes. Vibrational spectroscopy tools that allow molecular fingerprinting of plant tissues via multivariate data analysis are still not exploited.

This study aimed at gaining new insights into the Fourier-Transform Infrared (FTIR) spectra of saffron on different gentle drying treatments in vacuum or by short-time heating with varying sample loading, energy input, duration etc. Diagnostic spectral bands that were exposed using Principal Component Analysis were assigned to C=O stretching in vinyl or cyclic esters, amides or other inter-molecular interactions of importance for functionality.

Above all, the peak at 1160 cm−1 (typical of C-O-C glycosidic bridges) proved a distinguishing feature of short-time heated vs vacuum-dried saffron. Other critical quality attributes of the dried stigmas (physical structure, color, chemical composition), assessed with Scanning Electron Microscopy (SEM), colorimetry, UV-Vis spectrometry and High-Performance Liquid Chromatography (HPLC), indicated both positive and negative effects per drying method. Our work highlights the novelty to combine non-destructive FTIR spectroscopy with conventional techniques for a more insightful evaluation of desired or undesired changes after saffron dehydration.

Moreover, the spectral fingerprinting approach offers a cost-effective, eco-friendly solution for rapid, non-invasive control of the raw material that is of high interest for food and nutraceutical applications.