تأثیر نوع و غلظت مواد دیواره بر ریزپوشانی ترکیبات رنگی عصارة زعفران با استفاده از خشک‌کن انجمادی

نوع مقاله: مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 استادیار بخش تحقیقات فنی و مهندسی مرکز تحقیقات کشاورزی و منابع طبیعی استان خراسان رضوی

2 دانشجوی مقطع کارشناسی ارشد دانشگاه آزاد اسلامی واحد دامغان

3 استادیار پژوهشکده علوم و صنایع غذایی خراسان رضوی

چکیده

زعفران، یکی از مهم­ترین چاشنی­های مورد مصرف در صنایع غذایی است که برای بهبود رنگ، عطر و طعم بسیاری از فراورده­ها به‌کار می­رود.  معمولاً، بخش قابل توجهی از ترکیبات رنگی زعفران به لحاظ فرار بودن و حساس بودن به اکسایش، طی مدت زمان نگهداری و فراوری از بین می­رود.  پژوهش حاضر با هدف ریزپوشانی این ترکیبات به‌منظور محافظت در مقابل شرایط محیطی با استفاده از خشک­کن انجمادی انجام گرفت.  بدین منظور، ابتدا فرآیند استخراج ترکیبات رنگی زعفران (کروسین) به‌صورت ­خالص انجام­ گرفت و عصارة­ آبی ­حاصل با خشک­کن ­انجمادی خشک ­شد.  محلول­های 5 ،10 و 15 درصد پلی­وینیل­پیرولیدون 40 و مالتودکسترین (بادرجه هیدرولیز 5/16 تا 5/19)حاوی
250 میلی­گرم عصارة ­آبی ­خشک­ شدة ­انجمادی تهیه و ­با ­خشک­کن ­انجمادی خشک ­شدند.  خصوصیات ریزکپسول­های حاصل نظیر راندمان ریزپوشانی ترکیبات رنگی، مقدار ترکیبات رنگی باقیمانده، چگالی توده­ای، دمای انتقال شیشه­ای، ریزساختار ریزکپسول­ها و سرعت رهایش ترکیبات رنگی طی 45 روز نگهداری در رطوبت نسبی 75 درصد و دمای محیط (25 درجه سلسیوس) ارزیابی شدند.  نتایج نشان می­دهد که میزان کروسین ریزکپسول­های تهیه شده با مادة دیوارة
پلی­وینیل­پیرولیدون، در مقایسه با مادة دیوارة مالتودکسترین، تا حدودی بیشتر است.  با افزایش غلظت مواد دیواره از 5 به 15 درصد، میزان کروسین کاهش می­یابد.  دمای ­انتقال ­شیشه­ای تمامی نمونه­های ­مورد ­آزمون از دمای­ محیط بیشتر و
دمای ­انتقال­ شیشه­ای ریزکپسول­های حاوی مادة پلی­وینیل­پیرولیدون بیشتر از دمای­ انتقال­ شیشه­ای ریزکپسول­های حاوی مادة دیواره ­مالتودکسترین است.  ریزکپسول­های تهیه شده ساختاری ورقه­ای و پرک­مانند دارند و مقدار کروسین
ریز­کپسول­ها طی­ 45 روز نگهداری کاهش می­یابد اما مادة دیوارة پلی­وینیل­پیرولیدون با غلظت 10 درصد، به‌میزان زیادی باعث حفاظت ترکیبات رنگی طی مدت نگهداری می­شود. 

کلیدواژه‌ها


عنوان مقاله [English]

Effect of Type and Concentration of Wall Material on Microencapsulated Saffron Color Compounds by Freeze Drying

چکیده [English]

Saffron is an important spice values for its color, aroma and flavor in the food industry. A significant proportion of saffron compound is lost during processing and storage because of its volatility and sensitivity to oxidation. Thepresent research microencapsulated saffron color compounds (crocin) by freeze drying. The freeze-dried aqueous saffron effective compound extract was first prepared and then solutions of 5%, 10% and 15% polyvinylpyrrolidone (PVP40) and maltodextrin (MDX, dextrose equivalent: 16.5-19.5) containing 250 mg of the freeze-dried aqueous saffron extract were prepared. The solutions were dried in a freeze dryer. The characteristics of the microcapsules (yield of microencapsulation, color remaining, bulk density, glass transition, microstructure, release speed of color compound) were evaluated at 75% humidity at room temperature (25°C) after 45 d of storage. The results showed that the crocin content of microcapsules prepared with PVP40 were higher than for those prepared with MDX. The color of the saffron compounds decreased as the wall concentrations increased from 5% to 15%. The glass transition for all samples was greater than ambient temperature. The glass transition of PVP40 was greater than that of MDX. The structure of the microcapsules was laminated and flaked. After 45 d of storage, the crocin content decreased, but the microcapsules with PVP40 had 10% higher preserved color than the other samples.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Freeze dryer
  • Maltodextrin
  • Microencapsulation
  • Polyvinylpyrrolidone
  • Relative humidity
  • Saffron
Alonoso, G. I., Varon, R., Navaroo, F. and Salinas, M. R. 1990. Auto-oxidation in saffron at 40˚c and 75% relative humidity. Food Sci. 55, 595-596.

Anon. 1997. Eighteen projects in Saffron industry. J. Innovative. 92, 18-22. (in Farsi)

Anon. 2006. Saffron-Specifics. Institute of Standards and Industrial Research of Iran (ISIRI).  (in Farsi)

Anon. 2010. Spices-Saffron (Crocus sativus L.). ISO 3632-2. Part2: Test Methods, International Standard.

Apintanapong, M. and Noomhorm, A. 2003. The use of spray- drying to microencapsulated
2- acetyl-1-pyroline, a major flavor component of aromatic rice. Food Sci. Technol. 38, 95-102.

Biliaderis, C. G., Lazaridou, A. and Arvanitoyannis, I. 1999. Glass transition and physical properties of polyol-plasticized pullulan-starch blends at low moisture. Carbohyd. Polym. 40, 29-47.

Budhiraja, K. L. 1942. Kashmir saffron with methods for testing its purity. J. Indian Chem. Soc. Ind. 5, 135-138.

Cai, Y. Z. and Corke, H. 2000. Production and properties of spray-dried Amaranthus Betacyanin pigments. J. Food Sci. 65(7): 1248-1252.

Che Man, Y.  B., lrwandi, J. and Abdullah, W. J. W. 1999. Effect of different types of maltodextrin and drying methods on physico-chemical and sensory properties of encapsulated durian flavor.  Sci. Food Agric. 79, 1075-1080.

Desai, K. G. H. and Park, H. J. 2005. Recent developments in microencapsulation of food ingredients. Dry. Technol. 23, 1361-1394.

Desobry, S. A., Netto, F. M. and Labuza, T. P. 1997. Comparison of Spray-drying, drum drying and freeze-drying for β-carotene encapsulation and preservation. Food Sci. 6, 1158-1162.

Dzieza, J. D. 1998. Microencapsulation and encapsulated ingredients. Food Technol. 42, 136-151.

Fang, Z. and Bhandari, B. 2010. Encapsulation of polyphenols, a review. Trends Food Sci. Technol.
21, 510-523.

Greenspan, L. 1977. Humidity fixed points of binary saturated aqueous solutions. J. Res. Natl. Bur. Stand. 81A, 89-96.

Kanakdande, D., Bhosale, R. S. and Singhal, R. 2007. Stability of cumin oleoresin microencapsulated in different combination of gum Arabic, maltodextrin and modified starch. Carbohyd. Polym. 67,
536-541.

Kaushik, V. and Roos, Y. H. 2007. Limonene encapsulation in freeze-drying of gum Arabic-sucrose-gelatin systems. Lebensm. Wiss. Technol. 40, 1381-1391.

Lee, S. J. and Rosenberg, M. 2000. Preparation and some properties of water-insoluble, whey protein-based microcapsules. J. Microencapsul. 17, 29- 44.

Najaf-Najafi, M. 2010. Usage of ultrasonic waves in the production of emulsion and microencapsulation of effective compounds of Cardamom oil. Ph. D. Thesis. Ferdowsi University of Mashad. Mashhad. Iran. (in Farsi)

Peter, K. V. 2006. Handbook of Herbs and Spices. Woodhead Pub. 

Pu, J. 2010. Development of stable microencapsulated astaxanthin powders using extracted astaxanthin from crawfish and shrimp byproducts. M. Sc. Thesis. Louisiana State University. 

Razavi, M. and Akbari, A. 2006. Biophysical Properties of Agricultural Products and Foods. Ferdowsi University of Mashhad Press. (in Farsi)

Schrooyen, P. M.  M., Van Deer Meer, R. and De Kruif, C. G. 2001. Microencapsulation: its application in nutrition. Proceedings of the Nutrition Society. 60(4): 475-479.

Selim, K., Tsimidou, M. and Biliaderis, C. G. 2000. Kinetic studies of degradation of saffron carotenoids encapsulated amorphous polymer matrices. Food Chem. 71, 199-206. 

Tsimidou, M. and Tsatsaroni, E. 1993. Stability of saffron pigments in aqueous extracts. J. Food Sci.
58, 1073-1075.

Van Casteren, M. R., Bissonnette, M. C., Comier, F., Dufresne, C., Ichi, T., Leblanc, J. C., Perreault, D. and Roewer, I. 1997. Spectroscopic characterization of crocetin derivatives from Crocus sativus L. and Gardenia jasminoides. Agric. Food Chem. 45, 1055-1061.

Venkata Naga Jyothi, N., Prasanna, M., Prabha, S., Seetha Ramaiah, P., Srawan, G. and Sakarkar, S. N. 2009. Microencapsulation Techniques, factors influencing encapsulation efficiency, a review. Internet J. Nanotechnol. 3, 1-35.

Wagner, L. A. and Warthseen, J. J. 1995. Stability of spray- dried encapsulated carrot carotenes. Food Sci. 60, 1048-1052. 

Xu, X., Wang, Q., Choi, H. C. and Kim, Y. H. 2010. Encapsulation of iron nanoparticles with pvp nanofibrous membranes to maintain their catalytic activity. Membrane Sci. 348, 231-237.