بهینه‌سازی آزمایشگاهی به‌روش سطح-پاسخ در استخراج آنتوسیانین از گلبرگ زعفران با استفاده از حلال اسید‌سیتریک

نویسندگان

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

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

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

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

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

doi
10.22048/jsat.2022.318422.1445
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.