Potenziale ruolo antidiabetico del fiore di Crocus sativus

The valorization of waste raw material through the development of innovative high added-value food ingredients could impact agriculture, food biochemistry, industry and health. The project focused on valorization of by-products of saffron, the orange–red dried stigma of Crocus sativus flower, one of the most expensive spices. During the processing of saffron, large amounts of useless floral bio- residues are generated. In fact, the spice is produced from flower stigmas, up to 1 kg of saffron for about 230,000 flowers. The detailed phenolic and terpenoid constituents in Crocus sativus flowers tepals and stigma, evaluated by an untargeted metabolomics approach, demonstrated that plant by- products contain bioactive compounds. Using different experimental models, the results demonstrated that in vitro the tepal and stigma phytocompounds exert anti-diabetic role including antioxidant activity, inhibition of the main intestinal digestive enzymes and of non-enzymatic protein glycosylation. Using differentiated intestinal Caco2 cells the results indicate that both extracts are able to inhibit glucose transport and promote intestinal barrier integrity. Moreover, the tepals extract increased insulin production in pancreatic Endoc cells. The effect of tepals in the diabetic condition was further studied with diabetic and obese mouse models by analysing blood biochemical parameters and molecular modifications in the liver. Data demonstrated that tepal extract improved diabetic condition by modulating glucose and lipid metabolism. These results suggest us to formulate prototypes of functional food enriched in tepal phytocompounds: infusions and breads characterized by high content of tepal phycompounds and high antioxidant properties. The functional products were tested for their antidiabetic properties by studying their effect on postprandial blood glucose in non- diabetic subjects. The results contribute to increasing knowledge on the bioactive properties of C. sativus stigmas and bioresidues, such as tepals. Taken together, our data are providing a rationale for the possible use of high-quality by-products of C. sativus as a source of bioactive compounds with application in pharmaceutical industries and in the formulation of innovative functional foods.

La valorizzazione delle materie prime di scarto attraverso lo sviluppo di ingredienti alimentari innovativi ad alto valore aggiunto potrebbe avere un impatto su agricoltura, biochimica alimentare, industria e salute. Il progetto si è concentrato sulla valorizzazione dei sottoprodotti dello zafferano, lo stigma essiccato rosso-arancio del fiore di Crocus sativus, una delle spezie più costose. Durante la lavorazione dello zafferano si generano grandi quantità di bioresidui floreali inutili. La spezia infatti viene prodotta dagli stimmi dei fiori, fino a 1 kg di zafferano per circa 230.000 fiori. I costituenti fenolici e terpenoidi dettagliati nei tepali e nello stigma dei fiori di Crocus sativus, valutati mediante un approccio metabolomico non mirato, hanno dimostrato che i sottoprodotti vegetali contengono composti bioattivi. Utilizzando diversi modelli sperimentali, i risultati hanno dimostrato che in vitro i fitocomposti tepal e stigma esercitano un ruolo antidiabetico comprendente attività antiossidante, inibizione dei principali enzimi digestivi intestinali e della glicosilazione proteica non enzimatica. Utilizzando cellule CaCO2 intestinali differenziate, i risultati indicano che entrambi gli estratti sono in grado di inibire il trasporto del glucosio e promuovere l'integrità della barriera intestinale. Inoltre, l'estratto di tepali ha aumentato la produzione di insulina nelle cellule endoc pancreatiche. L'effetto dei tepali nella condizione diabetica è stato ulteriormente studiato con modelli murini diabetici e obesi analizzando i parametri biochimici del sangue e le modificazioni molecolari nel fegato. I dati hanno dimostrato che l'estratto di tepal ha migliorato la condizione diabetica modulando il metabolismo del glucosio e dei lipidi. Questi risultati ci suggeriscono di formulare prototipi di alimenti funzionali arricchiti in fitocomposti di tepale: infusi e pani caratterizzati da alto contenuto di fitocomposti di tepale ed elevate proprietà antiossidanti. I prodotti funzionali sono stati testati per le loro proprietà antidiabetiche studiando il loro effetto sulla glicemia postprandiale in soggetti non diabetici. I risultati contribuiscono ad aumentare le conoscenze sulle proprietà bioattive degli stimmi e dei bioresidui di C. sativus, come i tepali. Presi insieme, i nostri dati forniscono una motivazione per il possibile utilizzo di sottoprodotti di alta qualità di C. sativus come fonte di composti bioattivi con applicazione nelle industrie farmaceutiche e nella formulazione di alimenti funzionali innovativi.