Προσδιορισμός ποιότητας και νοθείας του saffron: επανεξέταση υφιστάμενων τεχνικών: ανάπτυξη και αξιολόγηση εναλλακτικών χρωματογραφικών και φασματοσκοπικών μεθόδων

Abstract

Σκοπός της παρούσας εργασίας ήταν να επανεξετάσει τις πλέον διαδεδομένες τεχνικές προσδιορισμού της ποιότητας και της νοθείας στο saffron, όσο και να προτείνει εναλλακτικές ή συμπληρωματικές μεθόδους ενόργανης χημικής ανάλυσης, ώστε να υπερκερασθούν τα όποια μειονεκτήματα των υφιστάμενων. Η εφαρμογή του προτύπου ISO 3632 (2011) για τον προσδιορισμό της ποιότητας ελληνικών δειγμάτων saffron ανέδειξε ότι η πλειοψηφία τους εντάσσεται στην ανώτερη ποιοτική κατηγορία (Κατηγορία Ι), ενώ κανένα δείγμα δεν ανήκει στην κατώτερη ποιοτική κατηγορία. Επιπλέον, η πλειοψηφία των δειγμάτων παρουσίασε σημαντικά υψηλότερες τιμές από το ελάχιστο όριο της Κατηγορίας Ι, αναδεικνύοντας ότι η κατηγοριοποίηση των δειγμάτων ελληνικού saffron βάσει του ISO 3632 (2011) πιθανά οδηγεί σε υποεκτίμηση της ποιότητάς τους. Παράλληλα, ο μη εκλεκτικός χαρακτήρας της φασματοσκοπίας UV-Vis σε συνδυασμό με την ασθενή συσχέτιση μεταξύ των χαρακτηριστικών του προτύπου ISO 3632 (2011) με τα αντίστοιχα που προκύπτουν από την HPLC, υπογραμμίζουν την αδυναμία του προτύπου για ακριβή ποιοτικό χαρακτηρισμό του saffron. Η προτεινόμενη μέθοδος ποσοτικοποίησης των κροκινών του saffron βάσει της φασματοσκοπίας Raman παρουσίασε αποτελέσματα με αρκετά υψηλή συσχέτιση με αυτά που προκύπτουν από την HPLC, επιτρέποντας την εκτίμηση της συγκέντρωσης των κροκινών σε υδατικό διάλυμα saffron με μεγαλύτερη ακρίβεια από αυτή που επιτυγχάνεται μέσω του προτύπου ISO 3632 (2011). Η προτεινόμενη μέθοδος ανίχνευσης της νοθείας βάσει της φασματοσκοπίας FT-IR επέτρεψε τη διάκριση μεταξύ των φασμάτων υδατικών εκχυλισμάτων αυθεντικού saffron και νοθευμένων με υλικά φυτικής προέλευσης. Τέλος, η ποιοτική διαφοροποίηση του προφίλ των δευτερογενών μεταβολιτών του Crocus sativus και άλλων ειδών του γένους Crocus με χρήση μεθόδων βασισμένων στην HPLC και τη φασματοσκοπία FT-IR ανέδειξε ότι η πικροκροκίνη και η σαφρανάλη μπορούν να αποτελέσουν δείκτες διάκρισης μεταξύ του saffron και άλλων ειδών του γένους Crocus. Η ομαδοποίηση των δειγμάτων βάσει του προφίλ των δευτερογενών μεταβολιτών δε συμφωνεί με τη βοτανική τους ταξονόμηση, υπογραμμίζοντας την αναγκαιότητα περαιτέρω χημειοτυπικής μελέτης τους. Αξιόλογη ομοιότητα με το ελληνικό saffron παρουσίασε το C. cartwrightianus από την Αστυπάλαια και τα C. thomasii, C. cartwrightianus cv 'albus', C. longiflorus και C. niveus.

The present study aimed at reexamining the most commonly employed techniques for determining quality and adulteration in saffron and at suggesting alternative or complementary methods of chemical instrumental analysis, in order to overcome any drawbacks of the existent methods. The use of ISO 3632 (2011) standard to determine the quality of Greek saffron samples revealed that most of them were classified under the highest quality category (Category I), while no sample was included in the lowest quality category. Given that the majority of samples presented significantly higher values than the required limits of Category I, the use of the ISO 3632 (2011) standard may result in an underestimation of Greek saffron samples‟ quality. The non-selective nature of UV-Vis spectroscopy, along with the weak correlation among ISO-derived traits and the corresponding ones determined by means of HPLC, underline the inability of the ISO 3632 (2011) standard to accurately determine saffron quality. The results of the proposed method for the quantification of saffron crocins based on Raman spectroscopy presented a sufficiently high correlation to those of the HPLC-based method, thus allowing the estimation of crocins content in saffron aqueous solutions with a higher accuracy than the one achieved via implementation of the ISO 3632 (2011) standard. The proposed method for adulteration detection by means of FT-IR spectroscopy achieved to differentiate among spectra of genuine saffron and those of products adulterated with plant derived materials. The qualitative secondary metabolites profiles‟ discrimination among Crocus sativus and wild Crocus species by means of HPLC and FT-IR spectroscopy revealed that picrocrocin and safranal may be used as biomarkers to differentiate among Crocus sativus and its allies. Based on the profile of their secondary metabolites, samples were not classified in accordance to their botanical classification, thus stressing the need for further chemotaxonomic studies. Among the examined wild Crocus species, C. cartwrightianus from Astypalaia, C. thomasii, C. cartwrightianus cv 'albus', C. longiflorus and C. niveus presented a profile most closely related to that of Greek saffron.