Comparative Evaluation of Two Analytical Methods for Thymoquinone Determination and Their Correlation with Phenolic and Flavonoid Contents in Nigella sativa Biomass - 11/07/26
Évaluation comparative de deux méthodes analytiques pour le dosage de la thymoquinone et leur corrélation avec les teneurs en composés phénoliques et en flavonoïdes dans la biomasse de *Nigella sativa*
, Pawan Kumar 1
, Raghvendra Pandey 2
, Atul Bhargava 2
, Brijesh Pandey 1, ⁎ 
Highlights |
• | Revealed distinct tissue-specific distribution patterns of thymoquinone, phenolics, and flavonoids in Nigella sativa L. |
• | Identified roots, fruits, and flowers as major thymoquinone reservoirs, while leaves and buds exhibited higher phenolic and flavonoid accumulation. |
• | Demonstrated lack of significant correlation between thymoquinone and total phenolic/flavonoid contents, indicating independent metabolic regulation. |
• | Established that total phenolic and flavonoid contents cannot serve as surrogate markers for thymoquinone quantification. |
• | Emphasized the necessity of independent phytochemical assessment for accurate standardization and targeted utilization of N. sativa tissues. |
Abstract |
The present study re-examines the efficacy of prevalent methods of Thymoquinone (TQ) estimation in the biomass of Nigella sativa L. using RP-HPLC. The differential efficacy in terms of magnitude, accuracy and cognate correlation with metabolically affiliated groups of biomolecules, phenolics, and antioxidants opens new vistas. The study was conducted to develop a more accurate and sensitive method for quantitative assessment and correlation among TQ content, total phenolics, and flavonoids in six different plant parts of Nigella sativa , which are used in culinary applications, therapeutic formulations, nutraceuticals, and biowaste. The re-examination was based on the extraction of TQ-rich fractions with solvents of differential polarity (methanol and benzene), followed by quantitative assessment by RP-HPLC using methanol: water (80:20) as the mobile phase. RP-HPLC data revealed that TQ in methanolic extracts was highest in root (0.00959 ± 0.00032 mg/g FW), followed by flower (0.00882 ± 0.00013 mg/g FW), and lowest in fruit (0.00488 ± 0.00014 mg/g FW). Benzene extracts yielded the same pattern but with substantially higher magnitude, particularly in flower (0.0634 ± 0.0272 mg/g FW ) and fruit (0.0616 ± 0.0416 mg/g FW), making the system more resolvable. With the objective to understand the correlation with compounds of antioxidant nature, total phenolic content (TPC) and total flavonoid content (TFC) were determined and correlated with TQ content estimated using two different solvents. TPC was highest in leaf (0.208 ± 0.010 mg GAE/g) and lowest in fruit. TFC was highest in bud (0.344 ± 0.004 mg QE/g) and lowest in root. Pearson correlations using triplicate values showed very weak associations between methanolic TQ and TPC (r = 0.008; p < 0.05) and between methanolic TQ and TFC (r = –0.330; p < 0.05). Benzene-extracted TQ also showed a negligible positive correlation with TPC (r = 0.110; p < 0.01) and a very poor negative correlation with TFC (r = -0.016; p < 0.01). TPC and TFC remained moderately positively correlated (r = 0.450; p = 0.05). The results indicate that TQ and phenols accumulate largely independently in different plant parts of N. sativa. The TQ estimation using benzene extracts appears far superior to the method relying on methanolic extracts, given the large-scale and magnitude differences, making it more resolvable during screening.
Le texte complet de cet article est disponible en PDF.Résumé |
La présente étude réexamine l'efficacité des méthodes courantes de dosage de la thymoquinone (TQ) dans la biomasse de *Nigella sativa* L. par RP-HPLC. Les différences d'efficacité observées — en termes de rendement, de précision et de corrélation avec des groupes de biomolécules métaboliquement apparentés (composés phénoliques et antioxydants) — ouvrent de nouvelles perspectives. L'étude visait à mettre au point une méthode plus précise et plus sensible pour l'évaluation quantitative et l'analyse des corrélations entre la teneur en TQ, les composés phénoliques totaux et les flavonoïdes dans six parties différentes de la plante *Nigella sativa*, utilisées dans les applications culinaires, les formulations thérapeutiques, les nutraceutiques et la gestion des biodéchets. Ce réexamen a reposé sur l'extraction de fractions riches en TQ à l'aide de solvants de polarités différentes (méthanol et benzène), suivie d'une évaluation quantitative par RP-HPLC utilisant un mélange méthanol/eau (80:20) comme phase mobile. Les données de RP-HPLC ont révélé que la teneur en TQ dans les extraits méthanoliques était la plus élevée dans la racine (0,00959 ± 0,00032 mg/g de poids frais), suivie de la fleur (0,00882 ± 0,00013 mg/g de poids frais), et la plus faible dans le fruit (0,00488 ± 0,00014 mg/g de poids frais). Les extraits benzéniques ont présenté le même profil mais avec des teneurs nettement plus élevées, en particulier dans la fleur (0,0634 ± 0,0272 mg/g de poids frais) et le fruit (0,0616 ± 0,0416 mg/g de poids frais), rendant le système plus propice à la résolution. Dans le but de comprendre la corrélation avec les composés à activité antioxydante, la teneur en composés phénoliques totaux (TPC) et la teneur en flavonoïdes totaux (TFC) ont été déterminées et corrélées à la teneur en thymoquinone (TQ), estimée à l'aide de deux solvants différents. La TPC était la plus élevée dans les feuilles (0,208 ± 0,010 mg GAE/g) et la plus faible dans les fruits. La TFC était la plus élevée dans les bourgeons (0,344 ± 0,004 mg QE/g) et la plus faible dans les racines. Les corrélations de Pearson, basées sur des mesures en triplicat, ont révélé des associations très faibles entre la TQ extraite au méthanol et la TPC (r = 0,008 ; p < 0,05) ainsi qu'entre la TQ extraite au méthanol et la TFC (r = –0,330 ; p < 0,05). La TQ extraite au benzène a également montré une corrélation positive négligeable avec la TPC (r = 0,110 ; p < 0,01) et une corrélation négative très faible avec la TFC (r = -0,016 ; p < 0,01). La TPC et la TFC sont restées modérément corrélées positivement (r = 0,450 ; p = 0,05). Les résultats indiquent que la TQ et les composés phénoliques s'accumulent de manière largement indépendante dans les différentes parties de la plante *N. sativa*. L'estimation de la TQ à partir d'extraits benzéniques semble bien supérieure à la méthode utilisant des extraits méthanoliques, compte tenu des différences d'ordre de grandeur, ce qui permet une meilleure discrimination lors du criblage.
Le texte complet de cet article est disponible en PDF.Keywords : Nigella sativa, RP-HPLC, thymoquinone, total flavonoid content, total phenolic content
Mots-clés : *Nigella sativa*, RP-HPLC, thymoquinone, teneur en flavonoïdes totaux, teneur en composés phénoliques totaux
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