بهینه سازی استخراج و خالص سازی فلاونوئیدها از بقایای گل بدون کلاله Crocus sativus L. و اثر تحریکی آنها بر جذب گلوکز در شرایط آزمایشگاهی

زعفران، کلاله خشک Crocus sativus L.، یک ادویه و گیاه دارویی معروف است. در طول تولید آن، مقدار قابل توجهی از بقایای گل، غنی از ترکیبات فعال زیستی، به عنوان محصولات جانبی کشاورزی دور ریخته می شود. این مطالعه یک رویکرد جدید برای استفاده پایدار از این بقایای گل بدون کلاله (FRC) با بهینه‌سازی استخراج و خالص‌سازی فلاونوئیدهای آنها، تجزیه و تحلیل ترکیب شیمیایی آنها و ارزیابی اثر آنها بر جذب گلوکز ارائه می‌کند. استخراج فلاونوئیدها از FRC با استفاده از آزمایش‌های تک عاملی و روش سطح پاسخ بهینه شد. شرایط بهینه برای استخراج غلظت اتانول 67.7 درصد، دمای 67.6 درجه سانتی گراد، نسبت جامد به مایع 1:30، زمان استخراج 3 ساعت و دو استخراج بود. سپس عصاره خام به‌دست‌آمده با استفاده از رزین ماکرو متخلخل HPD100، پس از مقایسه ویژگی‌های جذب و دفع شش رزین مختلف، خالص‌سازی شد.

پارامترهای تصفیه بهینه غلظت جذب 40 میلی گرم بر میلی لیتر، حجم بارگذاری 7 حجم بستر (BV) با سرعت جریان 3 BV/h و اتانول 80 درصد به عنوان شوینده با حجم 4 BV بود. عصاره غنی شده با فلاونوئید (FFRC) بازده آزمایشی 01/0 ± 67/8 درصد و محتوای فلاونوئیدی 64/4 ± 30/128 میلی گرم بر گرم داشت.

فلاونوئیدهای اصلی در FFRC به عنوان گلیکوزیدهای کامفرول، گلیکوزیدهای ایزورامنتین و گلیکوزیدهای کورستین شناسایی شدند. علاوه بر این، FFRC به طور قابل‌توجهی مصرف و جذب گلوکز را در میوتوب‌های C2C12 تحریک کرد، که نشان‌دهنده کاربرد بالقوه آن به عنوان یک عامل کاهش قند خون طبیعی است. این مطالعه با ارائه داده هایی برای بهره برداری و کاربرد فلاونوئیدها از محصولات فرعی زعفران به استفاده پایدار و ارزش افزوده از منابع کشاورزی کمک می کند.

Saffron, the dried stigma of Crocus sativus L., is a renowned spice and medicinal herb. During its production, a significant amount of floral residues, rich in bioactive compounds, are discarded as agricultural by-products. This study presents a novel approach to the sustainable utilization of these stigmaless floral residues (FRC) by optimizing the extraction and purification of their flavonoids, analyzing their chemical composition, and evaluating their effect on glucose uptake. The extraction of flavonoids from FRC was optimized using single-factor experiments and response surface methodology.

The optimal conditions for extraction were an ethanol concentration of 67.7%, a temperature of 67.6 °C, a solid-to-liquid ratio of 1:30, an extraction time of 3 h, and two extractions. The crude extract obtained was then purified using macroporous resin HPD100, selected after comparing the adsorption and desorption characteristics of six different resins. The optimal purification parameters were an adsorption concentration of 40 mg/mL, a loading volume of 7 bed volumes (BV) at a flow rate of 3 BV/h, and 80% ethanol as the eluent with a volume of 4 BV. The resulting flavonoid-enriched extract (FFRC) had an experimental yield of 8.67% ± 0.01 and a flavonoid content of 128.30 ± 4.64 mg/g. The main flavonoids in FFRC were identified as kaempferol glycosides, isorhamnetin glycosides, and quercetin glycosides.

Moreover, FFRC significantly stimulated glucose consumption and uptake in C2C12 myotubes, suggesting its potential utility as a natural hypoglycemic agent. This study contributes to the sustainable and value-added utilization of agricultural resources by providing data for the exploitation and application of flavonoids from saffron by-products.