بخشی از مقاله
بررسي استخراج کروسين از زغفران با استفاده از Co2 فوق بحراني
چکيده
زعفران (.crocus sativvus L) از گياهان مهم ايران است که در سراسر دنيا مورد استفاده قرار ميگيرد. عامل رنگ و طعم زعفران به ترتيب کروسين و سافرنال ميباشد که علاوه بر کاربردهاي غذايي داراي خواص دارويي نيز ميباشد . جهت جداسازي کروسين از روشهايي مانند استفاده از الکل سفيد ؛ واکنش بين زعفران و محلول هيدروکسيد پتاسيم ؛ استخراج با اتانول و... بهره ميگيرند . در تمام اين روشها بعد از جداسازي مشکلاتي از قبيل جداسازي حلال از کروسين است ، تاثير حلال بر کيفيت کروسين وجود دارد .
که در نهايت عملکرد غذايي ودارويي کروسين را تحت تاثير ميگذارد . استخراج با CO2 فوق بحراني يکي از روشهاي جديد استخراج ميباشد . در اين روش مايع فوق بحراني هم خصوصيات حلاليت مايع را دارد و هم نفوذپذيري گاز را دارد عمل استخراج وجداسازي حلال (CO2 فوق بحراني )از ترکيب استخراج شونده با تغييرات فشار ودما صورت ميگيرد و بين حلال و ترکيب استخراج شونده واکنشي شيميايي رخ نداده و نيازي به جداسازي ترکيب استخراج شونده از حلال نيست زيرا پس از استخراج با تغيير فشار از حلاليت CO2 کاسته شده و به صورت گاز از محيط خارج ميشود .در اين مطالعه به بررسي استخراج کروسين از زغفران با استفاده از CO2 فوق بحراني پرداخته شده .
کلمات کليدي : زعفران ، کروسين ،CO2 فوق بحراني ، استخراج
مقدمه :
زعفران (.crocus sativvus L) گياهي است چند ساله و از خانواده زنبقيان است ونکثير آن بوسيله پياز آن در اواسط تير ماه مي باشد (١).ترکيبات شيميايي زعفران شامل :املاح معدني ، ويتامين ها ، موسيلاژ واسانس هاي فراوان مي باشد.تعداد زيادي از رنگدانه هاي کاروتنوئيدي اعم از محلول در آب و محلول در چربي از زعفران جدا ميگردد از جمله کروسين که رنگ قرمز زعفران مربوط به آن است .طعم تلخ زعفران نيز مربوط به گليکوزيد بي رنگي به نام پيکروکروسين که محلول در آب و الکل رقيق محلول است (٢) .تجزيه اين گليکوزيد تلخ منجربه توليد آگليکون فراري به نام سافرنال ميشود.(٣) کروسين به عنوان رنگدانه طبيعي در صنايع غذايي کاربرد فراوان دارد.(٣و٤)کروسين و سافرنال علاوه بر کاربردهاي غذايي داراي خواص دارويي نيز ميباشند.کروسين به عنوان يکي از مهمترين عوامل موثر در عصاره هاي آبي والکلي زعفران بدون آنکه حرکتهاي طبيعي بدن را کاهش دهد سبب کاهش پرشهاي عضلات در ترک اعتياد ميشود (١٦). در کدکس دارويي انگلستان استفاده از آن به صورت شربت زعفران که اشتها آور بوده وهضم غذا را آسان ميکند ذکر شده (١٧). کروسين و سافرنال کاهش اثرات تخريبي حافظهاي ناشي از هيوسين شده (٦) و همچنين اثر محافظتي کروسين بر روي کبد در برابر ترکيبات سمس مانند آفلاتوکسين B١گزارش شده (٧). جهت جداسازي کروسين از روشهاي مختلفي استفاده ميشود که در زير به بعضي از آنها اشاره مشود.
- با چرخ کردن گلپوشه زعفران و اضافه کردن الکل سفيد و در نهايت تغليظ عصاره رنگي محصول و الکل عصاره تغليظ شده اي بدست ميايد که شامل رنگدانه کروسين مي باشد.(٣)
- واکنش بين زعفران و محلول سرد رقيق هيدروکسيد پتاسيم متانولي ميتوان ßوγ کروسين را به صورت کريستالهاي قرمز بدست آورد .(٥)
- استخراج کروسين توسط مخلوط آب والکل (٤)
در استخراج معمولي با استفاده از مايع ، حلالهاي داراي فراريت کم با فشار کمتر از يک اتمسفر به کار گرفته مي شود . در اين جريان فرايند استخراج حلال به صورت مايع بوده و براي جدا شدن از ماده اوليه به همراه مواد حل شونده به صورت گاز درامده که در مرحله با استفاده از تقطير و اختلاف فشار بخار نسبت ماده حل شونده جدا ميشود. در اين فرايند قدرت انتخاب در کنترل کم است .در روش حلال مايع ماهيت شيميايي حلال ترکيب جدا شونده را تعيين ميکند(١١) پس براي ترکيبات مختلف حلالهاي مختلف نياز است . . در کليه روشهاي فوق ذکر بعد از استخراج جداسازي حلال از کروسين و تاثير حلال بر ويژگيهاي کيفي استخراج شونده و باقي ماندن حلال در نمونه موارد مورد بحث است .
-استخراج با مايعات فوق بحراني
يکي از روشهاي جديد استخراج ترکيبات از جمله رنگدانه ها استفاده از مايعات فوق بحراني است .روش استفاده از سيال فوق بحراني در استخراج يک فرايندي است که در دهه هاي اخير مورد توجه زيادي قرار گرفته اما آشنايي با خواص سيالات فوق بحراني به اوايل قرن ١٩ برميگردد(٨).در دهه گذشته بعضي ويژگيها هم در جنبه اساسي و هم تجاري مايعات فوق بحراني شناخته شده است به ويژه انتخاب و جداسازي مواد با کنترل دما وفشار مورد بررسي قرار گرفته و اين تغييرات سبب شناخت بعضي کاربردهاي جديد استخراج حلال در فرايندهاي جداسازي گرديد گازهاي مورد استفاده در استخراج فوق بحراني شامل اتيلن ،پروپان ، آمونياک مايع ، CO2 مايع وفوق بحراني ، نيتروژن مايع و... هستند(١٥) .CO2 به علت غير سمي بودن ، غير اتشگير بودن و در عين حال ارزان کاربرد وسيعي در اين روش استخراج يافته است .(١٠)
در اين روش ماده خام حاوي استخراج شونده در اکستراکتور قرار گرفته و جريان حلال از آن عبور داده ميشود سپس حلال حاوي مواد حل شونده وارد مخزن جداسازي شده و با کاهش فشار و تنظيم دما مواد حل شونده را باقي گذاشته وحلال براي استفاده
مجدد به کندانسور هدايت ميشود.(١٤)
مايع فوق بحراني: هنگامي که يک گاز بيش از حد فشرده شود داراي افزايش قابليت حل کنندگي در يک محدوده حرارت بحراني ميگردد و به حالت مايع در ميايد چنين مايعاتي را مايع فوق بحراني( scf) مي نامند.چگالي scf نزديکتر به مايع و ويسکوزيته آن در مقايسه با گاز پايين تر است .چگالي بالاي scf سبب افزايش نفوذ نسبت به حلال ميگردد . بنابر اين قدرت حل کنندگي بالاتر رفته و همين امر سبب افزايش قابليت استفاده از scf به عنوان يک حلال براي مقاصد مختلف شده است .(١٠) به عبارت ديگردر حرارت و فشار بالاتر از نقطه بحراني(CP) يک گاز قابل تبديل به مايع نيست و اين ناحيه معروف به ناحيه فوق بحراني است که مراحل گاز و مايع در حال تعادل هستند . در اين ناحيه گاز متراکم يک سيال فوق بحراني ناميده ميشود که هم داراي ويژگيهاي مايع و هم گاز است بدين معني که چگالي مايع را دارد و مانند يک حلال عمل ميکند اما به آساني يک گاز منتشر ميشود.(١٢) پس فشار و دما (P-T) ٢ پارامتر اصلي براي حصول شرايط فوق بحراني هستند .(٩) شکل زير نمودار فشار وحرارت براي شرايط
فوق بحراني است
