نوع مقاله : مقاله علمی پژوهشی

نویسندگان

• سید محمد رضا نقیبی حسینی ¹
• حسینعلی اخلاقی امیری ²
• علی گرمرودی اصیل ³
• محمود محمدزاده ⁴
• عباس همتی کاخکی ⁵

¹ دانشجوی کارشناسی ارشد، مهندسی شیمی گرایش طراحی فرآیند دانشگاه فردوسی مشهد، مشهد، ایران

² دانشیار، گروه مهندسی شیمی، دانشگاه فردوسی مشهد، مشهد، ایران

³ استادیار، گروه مهندسی شیمی، دانشگاه بجنورد، بجنورد، ایران

⁴ کارشناسی ارشد، شرکت زرین گلبرگ خراسان، پارک علم و فناوری تربت حیدریه، خراسان، ایران

⁵ کارشناسی ارشد، جمعیت ایرانی علوم زعفران، دانشگاه فردوسی مشهد، مشهد، ایران

چکیده

گلبرگ زعفران به عنوان یکی از منابع سرشار از آنتوسیانین شناخته می‌شود. با توجه به ماهیت ضایعاتی این بافت گیاهی در حال حاضر و آمار تولید قابل توجه این گیاه و مصرف بالای آنتوسیانین به عنوان رنگ خوراکی مجاز در کشور ایران، می‌توان استخراج صنعتی آن را مد نظر قرار داد. در این پژوهش برای اولین بار با رویکردی صنعتی (تعیین پارامترها با درنظر گرفتن استخراج صنعتی) شرایط استخراج آنتوسیانین منومری از گلبرگ زعفران با استفاده از تک حلال اسید‌سیتریک مورد بررسی قرار گرفته است. از جمله دلایل این انتخاب برای جایگزین سایر حلال‌های مورد بررسی قرار گرفته مطالعات پیشین، می‌توان به دردسترس و مجاز بودن مصرف این ماده در صنعت غذایی اشاره کرد. متغیرهای نسبت حلال به بافت گیاهی خشک در بازه 10 الی 60 میلی‌لیتر بر گرم، دمای استخراج در بازه 25 الی 35 درجه سانتی‌گراد، درصد غلظت حلال در بازه 5 الی 20 و زمان استخراج 2 الی 120 دقیقه برای انجام آزمایش‌ها در نظر گرفته شدند. جهت بدست آوردن بهترین شرایط استخراج آنتوسیانین از گلبرگ زعفران، مدل بدست آمده از روش سطح-پاسخ مورد بهینه سازی قرار گرفت. با توجه به ضرایب بدست آمده، نسبت حلال به گلبرگ، شاخص ترین متغیر استخراج شناخته شد. نسبت حلال به گلبرگ 10 میلی‌لیتر بر گرم، درصد غلظت حلال 04/5، دمای استخراج 25 درجه سانتی‌گراد و زمان استخراج 555/179 دقیقه به عنوان شرایط بهینه استخراج تعیین شدند. برای بهینه‌سازی، زمان استخراج تا 180 دقیقه درنظر گرفته شد. پیش‌بینی مدل نیز از میزان آنتوسیانین استخراجی در زمان بهینه 944/688 میلی‌گرم بر لیتر بود.

کلیدواژه‌ها

• آنتوسیانین
• استخراج
• روش سطح-پاسخ
• گلبرگ زعفران
• اسید‌سیتریک

20.1001.1.23831529.1401.10.1.4.8

موضوعات

• فرآوری، صنایع غذایی و بیوشیمی

عنوان مقاله [English]

Experimental Surface-Response Optimization of Anthocyanin Extraction from Saffron Petals Using Citric Acid Solvent

نویسندگان [English]

• Seyed Mohammad Reza Naghibi Hoseini ¹
• Hossein Ali Akhlaghi Amiri ²
• Ali Garmroudi Asil ³
• Mahmoud Mohammadzadeh ⁴
• Abbas Hemmati Kakhki ⁵

¹ MSc. Student, Department of Chemical Engineering, Ferdowsi University of Mashhad, Mashhad, Iran

² Associate Professor, Department of Chemical Engineering, Ferdowsi University of Mashhad, Mashhad, Iran

³ Assistant Professor, Department of Chemical Engineering, University of Bojnord, Bojnord, Iran

⁴ MSc., Zarrin Golbarg Khorasan, Khorasan, Iran

⁵ MSc., Iranian Association of Saffron Sciences, Mashhad, Iran

چکیده [English]

Saffron petals are known as one of the richest sources of anthocyanin. Considering the significant production statistics of this plant and high consumption of anthocyanin as an authorized food color in Iran, its industrial extraction can be worthy to be considered. In this study, with an industrial approach (determination of parameters considering industrial extraction), conditions for extracting monomeric anthocyanin from saffron petals using a single solvent of citric acid have been investigated, for the first time. Among the reasons for this choice to replace other solvents studied in previous studies, we can mention the availability and allowability of this substance in the food industry. The variables of solvent to dry plant tissue ratio in the range of 10 to 60 ml/g, extraction temperature in the range of 25 to 35 °C, solvent concentration percentage in the range of 5 to 20 and extraction time of 2 to 120 minutes were considered for this experiment. After obtaining the most appropriate model to the laboratory data output, using the surface-response method, extraction conditions were optimized in order to achieve the highest amount of extracted anthocyanin. According to the obtained coefficients, ratio of solvent to dry petals was recognized as the most significant extraction variable. Solvent ratio to dry petals of 10 ml/g, solvent concentration percentage of 5.04, extraction temperature of 25 °C and extraction time of 179.555 minutes were determined as the optimal extraction conditions. Extraction time of up to 180 minutes was considered to optimize. Model predicted the amount of extracted anthocyanin in the optimal conditions was 688.944 mg/l.

کلیدواژه‌ها [English]

• Anthocyanin
• Extraction
• Surface-Response
• Saffron Petals
• Citric Acid