The present study aims for response surface methodology mediated optimization of ultrasound assisted extraction conditions to maximize the content (% dry wt.) of three bioactive phenethylisoquinoline alkaloids namely 2-demethyl colchicine (I), gloriosine (II) and colchicine (III) in Gloriosa superba L. (tubers).

A factorial central composite design (CCD) was applied considering the outcome of independent factors, extraction time (A), extraction temperature (B) and liquid to solid ratio (C) and quantification was done through high-performance thin layer chromatography (HPTLC-UV) in chloroform: acetone: diethyl-amine (5:4:1 v/v).

Twenty experimental runs containing fourteen factorial and six central points had resulted from CCD matrix and targeted metabolites were estimate at each run. The optimum experimental conditions were obtained at A: 23.11 min, B: 20.48 °C and C: 49.90 mL/g. The content of (I), (II) and (III) was found to be 0.007, 0.027 and 0.096% respectively and is statistically insignificant ( P < 0.05) than predicted values (0.007, 0.027, and 0.097%) under optimal experimental condition. The method was validated as per ICH protocols, linearity was established at 100–500 ng/spot, LOD and LOQ varies from 18.57 to 20.05 and 56.08 to 60.24 ng/spot. The method was precise, reproducible and repeatable with accuracy ranging from 103.24 to 104.58%. The present method was found greener (AES, NEMI, GAPI, AGREE and AGREEprep) and blue (BAGI) then existing methods.

The study demonstrates RSM mediated multivariate HPTLC-UV method for maximum yield of alkaloids in G. superba with distinguished greenness and blueness.

La présente étude vise à optimiser, par la méthodologie des surfaces de réponse (RSM), les conditions d’extraction assistée par ultrasons afin de maximiser la teneur (% poids sec) de trois alcaloïdes phénéthylisoquinoliniques bioactifs, à savoir la 2-déméthyl colchicine (I), la gloriosine (II) et la colchicine (III) dans Gloriosa superba L. (tubercules).

Un plan composite central (CCD) a été appliqué en considérant l’effet des variables indépendantes : le temps d’extraction (A), la température d’extraction (B) et le rapport liquide/solide (C). La quantification a été effectuée par chromatographie sur couche mince à haute performance avec détection UV (HPTLC-UV) dans le système solvant chloroforme : acétone : diéthylamine (5:4:1 v/v).

Vingt essais expérimentaux, comprenant quatorze points factoriels et six points centraux, ont été obtenus à partir de la matrice CCD, et les métabolites ciblés ont été quantifiés à chaque essai. Les conditions expérimentales optimales ont été déterminées à A : 23,11 min, B : 20,48 °C et C : 49,90 mL/g. Les teneurs des composés (I), (II) et (III) ont été respectivement de 0,007 %, 0,027 % et 0,096 %, sans différence statistiquement significative ( p < 0,05) par rapport aux valeurs prédites (0,007 %, 0,027 % et 0,097 %) dans les conditions optimales. La méthode a été validée conformément aux protocoles de l’ICH : la linéarité a été établie entre 100 et 500 ng/spot, les limites de détection (LOD) et de quantification (LOQ) variaient respectivement de 18,57 à 20,05 et de 56,08 à 60,24 ng/spot. La méthode s’est révélée précise, reproductible et répétable, avec une exactitude comprise entre 103,24 et 104,58 %. Elle a également démontré un caractère plus respectueux de l’environnement (indices AES, NEMI, GAPI, AGREE et AGREEprep) et plus durable du point de vue des ressources aquatiques (indice BAGI) que les méthodes existantes.

L’étude met en évidence une méthode HPTLC-UV multivariée, optimisée par RSM, pour l’obtention maximale d’alcaloïdes dans G. superba , présentant une distinction notable en termes de durabilité environnementale ( greenness ) et d’utilisation durable des ressources aquatiques ( blueness ).