Optimisation and Evaluation of Saffron Extraction Conditions in the Binary and Ternary Solvent Systems
Subject Areas : MicrobiologyB. Ghorani 1 , R. Kadkhodaee 2 , B. Emadzadeh 3 , A. R. Sadeghian 4
1 - استادیار گروه نانوفناوری موادغذایی، پژوهشکده علوم و صنایع غذایی، مشهد، ایران
2 - دانشیار گروه نانوفناوری موادغذایی، پژوهشکده علوم و صنایع غذایی، مشهد، ایران
3 - استادیار گروه نانوفناوری موادغذایی، پژوهشکده علوم و صنایع غذایی، مشهد، ایران
4 - استادیار گروه فرآ وری موادغذایی، پژوهشکده علوم و صنایع غذایی، مشهد، ایران
Keywords: Crocin, Extraction, Picrocrocin, saffron, Saffranal,
Abstract :
Introduction: Saffron with the botanical name of Crocus sativus L., is the most expensive spice in the world. Introduction of a suitable method for the extraction of these bioactive compounds, as well as the technological and economical issues are important points to be considered. The aim of this study is to develop the most economical method to extract the bioactive compounds of saffron. Materials and Methods: In the present study the extraction conditions of crocin, safranal and picrocrocin in the binary solvent system (water: ethanol and water: acetone) as well as ternary solvent system (water: acetone : ethanol) were investigated in terms of different ratios of solvents and different ratios of solvent to saffron. Results: The best extraction conditions were found with the binary solvent system of ethanol: water; 3:2 with a solvent ratio of 12 ml per gram of saffron and also applying the ternary solvent system of water: acetone: ethanol (40:45:15) per gram of saffron at 25° C for 16 hours to extract the optimal saffron bioactive compounds. The amount of crocin, safranal and picrocrocin in the aqueous extract of saffron were measured 229.05, 35.17 and 75.53 respectively for the binary solvent system of ethanol: water and 272.96, 40.03 and 13.6 respectively for the ternary solvent system of water: acetone: ethanol (40:45:15). Conclusion: Based on the need for the desired color and flavor in various food processing, and considering the economical aspects, each of the proposed extraction method might be used.
آخوند زاده، ش.، محمدی، م.، خانی، م.، جمشیدی، الف.، دلیری همپا، ع. و باستانی، ش. (1382). عصارهگیری، فرمولاسیون و اثر بخشی گیاه زعفران به عنوان یک داروی ضد افسردگی در مقایسه با ایمی پرامین، گیاهان دارویی، دوره2، شماره 8، صفحات 55-62.
بی نام. (1389). زﻋﻔﺮان ـ وﻳﮋﮔﻲﻫﺎ، اﺳﺘﺎﻧﺪارد ﻣﻠﻲ اﻳﺮان، ﺷﻤﺎره 1-259 ، ﺗﺠﺪﻳﺪ ﻧﻈﺮ سوم.
جانیان زاده، م. و زارعی جلیانی، ح. (1388). اثرات رنگیزه کاروتنوئیدی زعفران بر پلیمریزاسیون میکروتوبولها و رشد سلولهایHela ؛ دانش زیستی ایران، دوره 4، شماره 1، صفحات 39-31.
جاهد، ع.، حداد خدا پرست، م. ح.، بهزاد، خ.، الهی، م. و کوچکی. آ. (1391). بهینه یابی شرایط تصفیه شربت خام چغندر قند با استفاده از بنتونیت با روش سطح پاسخ (RSM)، نشریه پژوهشهای علوم و صنایع غذایی ایران ، جلد 8 ، شماره 1، صفحات 72-60 .
حیدری، س. (1391). بررسی روشهای مختلف استخراج ترکیبات فعال از نمونههای زعفران؛ اولین همایش ملی آخرین دستاوردهای پژوهشی زعفران ایران، تربت حیدریه .
رزاﻗﻲ، ر. و ﻧـﻮرﺑﺨﺶ، ر. (1382). ﺑﺮرﺳﻲ اﺛﺮات ﺿﺪ ﻣﻴﻜﺮوﺑﻲ ﺗﺮﻛﻴﺒﺎت ﻛﻼﻟﻪ زﻋﻔﺮان. ﻣﺠﻤﻮﻋﻪ ﻣﻘﺎﻻت ﺳﻮﻣﻴﻦ ﻫﻤـﺎﻳﺶ ﻣﻠﻲ زﻋﻔﺮان اﻳﺮان، ﻣـﺸﻬﺪ. اﻧﺘـﺸﺎرات داﻧـﺸﮕﺎه ﻓﺮدوﺳﻲ ﻣﺸﻬﺪ. ﺻﻔﺤﺎت 240-239 .
رجب زاده، ق.، ملک زاده ، غ. و شریف، ع. (1387). بررسی تأثیر نوع حلال و روش استخراج بر میزان اولئورزین به دست آمده از زعفران. مجله پژوهشهای علوم و صنایع غذایی ایران، سال سوم، شماره اول، صفحات 64-57.
سالاری، ر.، حبیبی نجفی، م. ب.، کاراژیان، ح. و وزیرزاده، ب. (1389). ارزیابی تغییرات فیزیکوشیمیایی و میکروبی زعفران طی دوره ی نگه داری یکساله، نوآوری در علوم و فناوری غذایی، سال دوم، شماره اول، صفحات 43-35.
کریمی، غ.، طیبی، ن.، حسین زاده، ح. و شیرزاد، ف. (1383). بررسی سمیت تحت حاد عصاره آبی کلاله و گلبرگ زعفران در موش صحرایی ، گیاهان دارویی، سال سوم، شماره 12، صفحات 36-29.
کوچکی، الف. (1387). بررسی برخی خواص رئولوژیکی و کارکردی صمغ قدومه شیرازی ) Alyssum homalocarpum) و تاثیرآن بر کیفیت نان، پایان نامه دکتری، دانشکده کشاورزی، دانشگاه فردوسی مشهد .
مهدوی خزاعی، ک.، همتی کاخکی، ع.، قربانی، م. و جعفری، س. م. (1391). بهینه سازی فرایند استخراج به کمک امواج مایکروویو آنتوسیانین های گلبرگ گل زعفران. اولین همایش ملی آخرین دستاوردهای پژوهشی زعفران ایران، تربت حیدریه ، 15 آذر 1391.
همتی کاخکی، ع. (1380). بهینه سازی عوامل موثر بر تولید رنگ خوراکی از گلبرگ زعفران، علوم و صنایع کشاورزی، دوره 15، شماره 2، صفحات 20-13.
یگانه، م.، خنافری، آ.، فلاحیان، م. و شریفان، الف. (1389). بررسی نقش بیولوژیک عصاره ی زعفران در تحریک فعالیت ضد میکروبی انتروکوکوس هایرائی، فصلنامه علوم و فناوری غذایی واحد سبزوار، سال دوم، شماره 2، صفحات 35-25.
Agarwal, S. G., Agnihotri, V. K., Qazi, G. N., Suri, O. P. & Thappa, R. K. (2004). Method for the extraction of Saffron pigments and flavor concentrate.U.S. Patent.7, 070,823.
Alonso, G. L., Varoa n, R., Goamez, R., Navarro, F. & Salinas, M. R. (1990). Auto-oxidation in saffron at 40º C and 75% relative humidity. Journal of Food Science, 55(2), 595-596.
Fernandez, E. G. (2002). Process for obtaining an extract of Saffron. U.S. Patent.6, 458,399.
Hadizadeh, F., Mohajeri, S. A. & Seifi, M. (2010). Extraction and purification of crocin from saffron stigmas employing a simple and efficient crystallization method. Pakistan Journal of Biological Sciences., 13 (14), 691-698.
Kadkhodaee, R. & Hemmati Kakhki, A. (2006). Ultrasonic extraction of active compounds of saffron. Acta Horticulture, 739, 417-425.
Koocheki, A., Taherian, A. R., Razavi, S. M. A. & Bostan, A. (2009). Response surface methodology for optimization of extraction yield, viscosity, hue and emulsion stability of mucilage extracted from Lepidium perfoliatum seeds. Food Hydrocolloids, 23(8), 2369–2379.
Morimoto, S., Umezaki, Y., Shoyama, Y., Saito, H., Nishi, K., & Irino, N. (1994). Post-harvest degradation of carotenoid glucose ester in saffron. Planta Medica, 60(5), 438-440.
Raina, B. L., Agarwal, S. G., Bhatia, A. K. & Gaur, G. S. (1996). Changes in pigments and volatiles of saffron (Crocus sativus L.) during processing and storage. Science of Food and Agriculture, 71(1), 27-32.
Selim, K., Tsimidou, M. & Biliaderis, C. G. (2000). Kinetic studies of degradation of saffron carotenoids encapsulated in amorphous polymer matrices. Food Chemistry, 71(2), 199-206.
