تغییر در کیفیت و اجزاء ترکیبات فرار زعفران تحت تأثیر زمان نگهداری در دو سال متوالی

نوع مقاله : مقاله علمی پژوهشی

نویسندگان

1 فارغ التحصیل دکتری، گروه زراعت و اصلاح نباتات، دانشکده کشاورزی، دانشگاه شهید باهنر کرمان

2 دانشیار، گروه زراعت و اصلاح نباتات، دانشکده کشاورزی، دانشگاه شهید باهنر کرمان

10.22048/jsat.2020.235429.1400

چکیده

تغییر در کیفیت زعفران در اثر زمان نگهداری بین نمونه‌های برداشت شده از دو سال متوالی به خوبی مورد بررسی قرار نگرفته است. بدین منظور، نمونه‌های زعفران برداشت شده از سال‌های 1395 و 1396 برای تعیین میزان ترکیبات فرار و همچنین میزان کروسین و پیکروکروسین به ترتیب با استفاده از تکنیک واکنش انتقال پروتون- زمان پرواز- طیف سنج جرمی (PTR-TOF-MS) و روش استاندارد تجاری ایزو (ISO 3632) مورد آنالیز قرار گرفتند. نتایج تجزیه ترکیبات فرار نشان داد که 11 ترکیب عمده از جمله سافرانال، اسید استیک، 2(5H)-فورانون، ایزوبوتانال، بایوجنیک آلدهید فرگمنت، 4-کتوایزوفرون، استالدهید، بوتیرولاکتون، استون/پروپانال، متانول و ایزوفرون مسئول بیش از 80 درصد ترکیبات فرار در ساختار ترکیبات فرار شناسایی شده زعفران بودند. نتایج مقایسه بین نمونه‌های نگهداری شده از دو سال مورد بررسی نشان داد که ترکیبات سافرانال، استیک اسید، 2(5H)-فورانون، بایوجنیک آلدهید فرگمنت و بوتیرولاکتون در نمونه‌های نگهداری شده از سال 1395 نسبت به نمونه‌های سال 1396 افزایش معنی‌داری (بین 82-56 درصد) نشان دادند. در مقابل، غلظت ایزومرهای ایزوفرون به‌عنوان پیش‌ساز سافرانال با کاهش نسبی همراه بود. به همین ترتیب، میزان کروسین و پیکروکروسین اندازه‌گیری شده به‌طور معنی‌داری بین نمونه‌های دو سال مورد بررسی متفاوت بود. در تمام نمونه‌های مورد بررسی، میزان عوامل رنگ و طعم زعفران به‌طور میانگین به ترتیب 20 و 14 درصد در نمونه‌های نگهداری شده از سال 1395 نسبت به نمونه‌های حاصل از سال 1396 کاهش نشان داد. براساس نتایج تجزیه به مؤلفه‌های اصلی، تغییر در میزان کروسین، پیکروکروسین و ترکیبات عمده فرار زعفران شامل سافرانال، استیک اسید، (5H)-فورانون، ایزوبوتانال و ایزوفرون را می‌توان به‌عنوان شاخصی برای تمایز نمونه‌های برداشت شده از سال جاری و نمونه‌های نگهداری شده سال‌های قبل مد نظر قرار داد.

کلیدواژه‌ها

موضوعات


عنوان مقاله [English]

Changes in quality and composition of volatile compounds of saffron affected by storage time in two consecutive years

نویسندگان [English]

  • Jalal Ghanbari 1
  • Gholamreza Khajoei-Nejad 2
1 PhD student , Department of Agronomy and Plant Breeding, Shahid Bahonar University, Kerman, Iran
2 Associate Professor of Agronomy, Department of Agronomy and Plant Breeding, Shahid Bahonar University, Kerman, Iran.
چکیده [English]

Modifications in saffron quality characteristics due to storage time between samples harvested from two consecutive years have not been studied well. For this purpose, saffron samples harvested from 2016 and 2017 were analyzed using proton transfer reaction-time of flight-mass spectrometry (PTR-TOF-MS) and ISO 3632 trade standard procedures to determine volatile compounds as well as crocin and picrocrocin contents, respectively. The results of volatile organic compounds (VOCs) analysis revealed that 11 main compounds including safranal, acetic acid, 2(5H)-furanone, isobutanal, biogenic aldehyde fragment, 4-ketoisophorone, acetaldehyde, butyrolactone, acetone/propanal, methanol, and isophorone were responsible for the overall VOCs profile of saffron, as accounted for more than 80% of the identified VOCs. Comparisons between samples stored from two years showed that safranal, acetic acid, 2(5H)-furanone, biogenic aldehyde fragment, and butyrolactone compounds were significantly increased for samples stored from 2016 (between 56-82 percent) compared with the samples obtained from 2017. On the contrary, isophorone isomers contents as safranal precursors, decreased their contents relatively. Similarly, crocin and picrocrocin contents measured by ISO method differed significantly between samples of two studied years. For all the studied samples, color and flavor factors of saffron reduced by 20 and 14% on the average for  samples stored from 2016 in comparison with amples obtained from 2017, respectively. According to results of principal component analysis, change in crocin, picrocrocin, and main volatile compounds of saffron including safranal, acetic acid, 2(5H)-furanone, isobutanal, and isophorone could be considered as an indicator for distinguishing the current year’s harvested samples from the samples stored since previous years.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Crocin
  • Picrocrocin
  • Saffron stigma
  • Safranal
  • volatile compounds
منابع
 
 
Amanpour, A., Sonmezdag, A.S., Kelebek, H., and Selli, S. 2015. GC–MS–olfactometric characterization of the most aroma-active components in a representative aromatic extract from Iranian saffron (Crocus sativus L.). Food Chemistry 182: 251-256.
Bolandi, M., and Ghoddusi, H.B. 2006. Flavour and colour changes during processing and storage of saffron (Crocus sativus L.). Developments in Food Science 43: 323.
Carmona, M., Zalacain, A., Salinas, M.R., and Alonso, G.L. 2007. A new approach to saffron aroma. Critical Reviews in Food Science and Nutrition 47: 145-159.
Carmona, M., Zalacain, A., Salinas, M.R., and Alonso, G.L. 2006. Generation of saffron volatiles by thermal carotenoid degradation. Journal of Agricultural and Food Chemistry 54: 6825-6834.
Chaouqi, S., Moratalla-López, N., Lage, M., Lorenzo, C., Alonso, G.L., and Guedira, T. 2018. Effect of drying and storage process on Moroccan saffron quality. Food Bioscience 22: 146-153.
Cossignani, L., Urbani, E., Simonetti, M.S., Maurizi, A., Chiesi, C., and Blasi, F. 2014. Characterisation of secondary metabolites in saffron from central Italy (Cascia, Umbria). Food Chemistry 143: 446-451.
D’Auria, M., Mauriello, G., Racioppi, R., and Rana, G.L. 2006. Use o3  f SPME-GC-MS in the study of time evolution of the constituents of saffron aroma: modifications of the composition during storage. Journal of Chromatographic Science 44: 18-21.
Ghanbari, J., Khajoei-Nejad, G., Erasmus, S.W., and van Ruth, S.M. 2019. Identification and characterisation of volatile fingerprints of saffron stigmas and petals using PTR-TOF-MS: Influence of nutritional treatments and corm provenance. Industrial Crops and Products 141: 111803.
Gresta, F., Lombardo, G.M., Siracusa, L., and Ruberto, G. 2008. Saffron, an alternative crop for sustainable agricultural systems. A review. Agronomy for Sustainable Development 28: 95-112.
Kanakis, C.D., Daferera, D.J., Tarantilis, P.A., and Polissiou, M.G. 2004. Qualitative determination of volatile compounds and quantitative evaluation of safranal and 4-hydroxy-2, 6, 6-trimethyl-1-cyclohexene-1-carboxaldehyde (HTCC) in Greek saffron. Journal of Agricultural and Food Chemistry 52: 4515-4521.
Lage, M., and Cantrell, C.L. 2009. Quantification of saffron (Crocus sativus L.) metabolites crocins, picrocrocin and safranal for quality determination of the spice grown under different environmental Moroccan conditions. Scientia Horticulturae 121: 366-373.
Lindinger, W., and Jordan, A. 1998. Proton-transfer-reaction mass spectrometry (PTR–MS): on-line monitoring of volatile organic compounds at pptv levels. Chemical Society Reviews 27: 347-375.
Liu, J., Chen, N., Yang, J., Yang, B., Ouyang, Z., Wu, C., Yuan, Y., Wang, W., and Chen, M. 2018. An integrated approach combining HPLC, GC/MS, NIRS, and chemometrics for the geographical discrimination and commercial categorization of saffron. Food Chemistry 253: 284-292.
Maggi, L., Carmona, M., Zalacain, A., Kanakis, C.D., Anastasaki, E., Tarantilis, P.A., Polissiou, M.G., and Alonso, G.L. 2010. Changes in saffron volatile profile according to its storage time. Food Research International 43: 1329-1334.
Masi, E., Taiti, C., Heimler, D., Vignolini, P., Romani, A., and Mancuso, S. 2016. PTR-TOF-MS and HPLC analysis in the characterization of saffron (Crocus sativus L.) from Italy and Iran. Food Chemistry 192: 75-81.
Melnyk, J.P., Wang, S., and Marcone, M.F. 2010. Chemical and biological properties of the world’s most expensive spice: Saffron. Food Research International 43: 1981-1989.
Nenadis, N., Heenan, S., Tsimidou, M.Z., and van Ruth, S. 2016. Applicability of PTR-MS in the quality control of saffron. Food Chemistry 196: 961-967.
Shao, Q., Huang, Y., Zhou, A., Guo, H., Zhang, A., and Wang, Y. 2014. Application of response surface methodology to optimise supercritical carbon dioxide extraction of volatile compounds from Crocus sativus. Journal of the Science of Food and Agriculture 94: 1430-1436.
Silvis, I.C.J., Luning, P.A., Klose, N., Jansen, M., and van Ruth, S.M. 2019. Similarities and differences of the volatile profiles of six spices explored by Proton Transfer Reaction Mass Spectrometry. Food Chemistry 271: 318-327.
Urbani, E., Blasi, F., Chiesi, C., Maurizi, A., and Cossignani, L. 2015. Characterization of volatile fraction of saffron from central Italy (Cascia, Umbria). International Journal of Food Properties 18: 2223-2230