ترکیب شیمیایی زعفران و اندام های مختلف آن

ترکیب شیمیایی زعفران زراعتی

ترکیب شیمیایی زعفران از اواخر قرن نوزدهم با دقت مطالعه شده است. مقدار و نوع ساختار شیمیایی زعفران تا حدود زیادی با توجه به شرایط رشد و کشور مبدا آن تغییر می کند.

زعفران دارای ۱۲- ۱۰ درصد آب، ۱۳- ۱۲ درصد پروتیین، ۸- ۵ درصد چربی و موم، ۷- ۵ درصد مواد معدنی و مقداری کربوهيدرات و موسیلاژ می باشد. همچنین در زعفران گلیکوزید، درصد مواد معدنی و مقداری کروسین، کروستین، پیکرو کروسین، و اسانس های فرار وجود دارد.

رشته کلاله زعفران با توجه به دارا بودن چربی اگر بین دو انگشت فشرده شود، حالت گریسی و چرب پیدا می کند که این حالت نشان دهنده چربی در زعفران می باشد.

کروستین و کروسین رنگ بیشتری نسبت به سایر کاروتن ها تولید می کنند. پیکرو کروسین گلیکوزیدی از سافرانال است که از انتهای خارجی زیگزانتین به وجود می آید و سافرانال در طی خشک شدن زعفران به دست می آید و عطر زعفران مربوط به همین ماده است.

اپوکاروتنوییدهای لیپوفیلی و هیدروفیلی در کلاله زعفران شناخته شده و اپوکاروتنوییدهای لیپوفیلی، لیکوپن، β ، α-کاروتن، زآکسانتین در مقادیر بسیار کم آن گزارش شده است. بر حسب واریته، شرایط رشد و روش فرآوری، کروسین های هیدروفیلی تقریبا 16-6% از وزن كل زعفران را تشکیل میدهند. کروسین 1 یا α- کروسین فراوان ترین ترکیب زعفران است و حدود 13-1٪ از وزن خشک زعفران را شامل می شود.

در میان حدود ۱۶۰ ترکیب فرار و غیر فرار زعفران، حدود ۵۰- ۴۰ بخش شناسایی شده که در بین اجزای مزبور، سافرانال حدود 30-7۰٪ از کل ترکیب اسانس و 0.001 تا 0/006 درصد از وزن خشک آن را تشکیل می دهد. اجزای مهم شناخته شده در اسانس زعفران شامل سافرانال، ایزوفرون، ۶، ۲، ۲- تری متیل 1،4- سیکلو دی ان و 2،6،6، تری متیل -1،4- سیکلو هگزا دی ان -1- کربوکسی آلدیید است.

مقادیر موجود در ترکیب شیمیایی زعفران

ترکیب شیمیایی زعفران – کلاله

کلاله زعفران که در واقع قسمت اصلی زعفران تجارتی را تشکیل می دهد دارای رنگ، طعم و عطر مخصوصی است که هر یک از این ویژگیها مربوط به یک دسته از ترکیبات شیمیایی خاص می باشد که تا حدودی برخی از آن ها شناخته شده و به طور مرتب ترکیبات جدیدی در کلاله زعفران کشف می شود. به علاوه زعفران دارای مقادیری آب، مواد معدنی و ویتامین است که به اختصار از آن ها یاد می شود. 

آنالیز ترکیب شیمیایی کلاله زعفران نشان می دهد که زعفران دارای حدود ۱۰٪ رطوبت، ۱۲٪. پروتیین، ٪۵ چربی، ۵٪ مواد معدنی و ۵٪ فیبر خام و ٪۶۳ کربوهیدرات هایی نظیر نشاسته و قندهای احیایی پینتوزانها، صمغ ها، پکتین ها و دکسترین ها و موسیلاژ، ویتامینها (بویژه ریبوفلاوین و تیامین)، رنگدانه ها شامل کروسین، آنتوسیانین، کاروتن، لیکوپن، گزانتین، یک اسانس معطر ترپنیک به نام سافرانال و مواد طعم دهنده (پیکروکروسین) می باشد.

درصد تقریبی ترکیبات شیمیایی کلاله خشک ۴ نمونه زعفران

ترکیبات شیمیایی مهم شناخته شده در کلاله زعفران

٭ مهمترین بخش زعفران و کاروتنوییدهای محلول در آب در طبیعت

٭٭ در زعفران تازه، این مواد به ترکیبات پایدار موجود است

٭٭٭ اسانس بی رنگ، فعال از نظر نوری

٭٭٭٭ برای تمایز منشا زعفران

در ادامه برخی از این ترکیباتی که در جدول ذکر شده اند را معرفی می کنیم.

برخی از ترکیبات شیمیایی تشکیل دهنده کلاله زعفران

کربوهیدرات ها

کربوهیدرات های زعفران اغلب از نوع قندهای احیایی هستند که حدود ۲۰٪ وزن خشک زعفران را تشکیل می دهند. در میان این کربوهیدرات ها، حضور گلوکز فروکتوز و مقدار کمی گزیلوز و رامنوز اثبات شده است. سازمان استاندارد جهانی وزن كل عناصر مختلف در ۱۰۰ گرم کلاله خشک زعفران را به شرح ذیل گزارش کرده است: ۱۱۱ میلی گرم کلسیم، ۵۲۵ میلی گرم فسفر، ۱۷۲۴ میلی گرم پتاسیم، ۱۴۸ میلی گرم سدیم، روی و منیزیوم در مقادیر بسیار کمی از آن وجود دارد.

ترکیبات خود کربوهیدرات نیز بدین صورت می باشد.میزان پنتوزان در حدود ۷ درصد، دکسترین حدود ۱۰ درصد، نشاسته در حدود ۷-۶ درصد، ژنتی بیوزیدها در حدود ۲/۷۹ درصد، گلوکز در حدود ۷/۵ درصد، فروکتوز در حدود ۱/۸۲ – ۱/۹۱ درصد، قند تام پس از آنوریسون در حدود ۱۴/۵ درصد و مقدار ناچیزی گزیلول و رامنوز تشکیل شده است.

اجزای تشکیل دهنده کربوهیدرات ها و رنگدانه زعفران در دو نمونه بازار هند

مواد معدنی

مقدار مواد معدنی زعفران بین ۸-۴ درصد برآورد می شود. خاکستر کل و نامحلول در اسید به عنوان یکی از عوامل در ارزیابی کیفیت زعفران در ایران مورد توجه است. موادی نظیر Cl , S03, P2O3, K2O, Na20 و بُر در زعفران به اثبات رسیده است. ۱۰۰ گرم زعفران خشک شده از ۱۱۱ میلی گرم کلسیم، ۵۲۵ میلی گرم فسفر، ۱۷۲۴ میلی گرم پتاسیم، ۱۴۸ میلی گرم سدیم و عناصری نظیر روی و منیزیم به مقدار ناچیز تشکیل شده است.

ویتامین ها

ویتامین جزیی از ترکیب شیمیایی زعفران هستند.زعفران منبع غنی ویتامین های گروه B مانند ریبوفلاوین Riboflavin (ویتامین B2) و مقادیر ناچیز تیامین Thiamine (ویتامین B1) می باشد. بت Bhatt و بروکر Broker با آزمایش چهار نوع زعفران میزان ریبوفلاوین را ۹۱ / ۶ میکروگرم در هر گرم و مقدار تیامین را ۲/35 میکروگرم در هر گرم تشخیص داده اند.

چربی ها

چربی زعفران در حدود ۸-۵ درصد متغیر بوده و در ترکیب چربی زعفران اسیدهایی نظیر پالمتیک، لینولییک، لینولنیک، استیاریک و اولییک به اثبات رسیده است. دانشمندان آمریکایی به نام های Martel , Gracianدر سال ۱۹۶۹ میلادی با انجام آزمایش در کلاله زعفران به این نتیجه رسیدند که بخش استرولی چربی زعفران دارای استیگماسترول، کاپتاسترول و سیتوسترول می باشد.

متابولیت های فعال زعفران

 به طور کلی براساس این داده ها، ترکیب شیمیایی زعفران حاوی سه متابولیت فعال ( رنگدانه ها، پیکروکروسین ها، سافرانال) از دیدگاه داروشناسی است.

ترکیب شیمیایی زعفران – رنگدانه ها

رنگ، نام عمومی احساس حاصل از فعالیت شبکیه و مکانیسم مربوط به آن در اثر رسیدن نور به شبکیه است. این ویژگی که از جنبه های مهم غذاهای فرآوری شده و فرآوری نشده می باشد، می تواند نشان دهنده تغییرات شیمیایی محصولات غذایی در حین فرآیند باشد. قدرت رنگی زعفران یکی از پارامترهای عمده تعیین کننده کیفیت زعفران می باشد که با اندازه گیری میزان ترکیبات رنگی موجود در آن در طول موج ۴۴۳ نانومتر بوسیله اسپکتروفتومتر مورد ارزیابی قرار می گیرد.

رنگدانه ها در مواد غذایی به دو دسته طبیعی و غیرطبیعی تقسیم می شوند. رنگدانه های طبیعی زعفران از گروه کاروتنوییدها و به تعداد اندک از سایر رنگ دانه ها نظیر فلاونوییدها و آنتوسیانین ها می باشد.

رنگدانه های غیرطبیعی و یا مصنوعی زعفران شامل سان ست يلو (Son set yellow)، آمارانت، آزوربین، اریتروزین می باشد که به منظور تقلب به اجزایی از زعفران مانند خامه زعفران و اجزا گیاهی اضافه می شود.

از دیگر رنگدانه های موجود در زعفران می توان به فلاونوییدها و آنتوسیانین اشاره نمود. این رنگ دانه ها به طور عمده به ترتیب در قسمت های پرچم و گلپوش های زعفران وجود دارند. بنابراین احتمال دارد که در حین پاک کردن گل زعفران این رنگ دانه ها به کلاله های جدا شده منتقل شده باشند.

رنگدانه های کاروتنوییدی زعفران

کاروتنوییدها، رنگ دانه های زرد، نارنجی و یا قرمز هستند که برای اولین بار بوسیله وان رودر Wachnrooder در سال ۱۸۳۱ میلادی در هویج تشخیص داده شده است.

کاروتنوییدها به سه دسته: بدون حلقه (مانند لیکوین)، تک حلقه (مانند کاروتن) و دو حلقه (مانند آلفا و بتا کاروتن) تقسیم می شوند. کاروتنوییدها در کروموپلاست گیاهان تشکیل می گردد.

رنگدانه های کاروتنوییدها به دو گروه محلول در چربی و محلول در آب تقسیم می شود.

رنگدانه های محلول در چربی زعفران

شامل کروستین Crocetine، لیکوپن Lycopene آلفاکاروتن Carotene، بتاکاروتن B – Carotene و زاگزانتین Zeaxanthene می باشند. لیکن همزمان ممکن است همه این عناصر در زعفران وجود نداشته باشد.

رنگ دانه های محلول در آب زعفران

شامل کروسین Crocine و نیز به صورت گیکوزیل استرهای کروستین و مقدار کمی آنتوسیانین و قندهای گلوکز، ژنتیوبیوز Gentiobiose ،نیاپولیتانز Neapolitanos و نیز آگلیگون کروستین و مقداری اندک آنتوسیانین می باشند. بخش قندی در این ترکیبات عامل محلول بودن آن ها در آب می باشد.

ترکیبات فعال حاصل از تجزیه کاروتنوییدهای معمول، عمده آن ها، زیگزانتین Zeaxanthin (و به میزان کمتر از لیکوپن و بتاکاروتن) به شرح زیر می باشند:

کروستین و کروسین رنگ بیشتری تولید می کند تا سایر کاروتن ها.

پیکروکروسین که از انتهای خارجی زیگزانتین حاصل می شود، گلیکوزیدی است از سافرانال، که یک آلدیید ترپن می باشد.

سافرانال در طول خشک شدن زعفران حاصل می شود و عمده عطر زعفران از آن حاصل می شود. ترکیبات فعال دیگری وجود دارد که از کاروتن ها حاصل می شود و دارای ساختاری مشابه به سافرانال می باشند. در ادامه به نفصیل درباره هر یک از این ترکیبات شیمیایی زعفران صحبت می کنیم.

ترکیب شیمیایی زعفران – ترکیبات گلیکوزیدی زعفران

الف) پیکروکروسین

پیکروکروسین یکی از عناصر تشکیل دهنده ترکیب شیمیایی زعفران است. پیکروکروسین (C₁₆H₂₆0₇) ماده ای بی رنگ و دارای نقطه ذوب ۱۵۶ درجه سلسیوس می باشد. تجزیه این گلوکوزین تلخ و قابل تبلور است و عملکرد بتا گلوکوزیدازی روی پیکروکروسین منجر به آگلیگون فرار و پیش ساز گلیکوزیدی سافرانال (2،6،6- تری متیل- 1،3- سیکلو هگزادی ان -۱- کربوکسی آلدیيد) می شود که در طول خشک کردن مواد گیاهی از طریق دی هیدراسیون آن را به سافرانال تبدیل می کند. میزان پیکروکروسین در کلاله تازه زعفران در حدود ۴٪ است. این میزان پس از فرآیندهای اعمال شده بر روی کلاله های تازه که همراه با تجزیه پیکروکروسین است کاهش می یابد.

C₁₀H₁₄O + C₆H₁₂O₆ گلوکز + سافرال

Ba(OH)₂ در تحت بخار باریت

C16H2607 پیکروکروسین

در طول فرآوری مواد گیاهی تازه، پیکروکروسین از طریق تجربه آنزیمی یا حرارتی حاصل می شود. حداکثر جذب UV برای پیکروکروسین ۲۵۴ نانومتراست. از نظر حلالیت پیکروکروسین در آب و الکل محلول و در کلروفرم و اتر کمی محلول و در بنزن غیر محلول است.

ب) پیکرورتین

گلیکوزیدی است که پس از تجزیه، فروکتوز، یک الكل نوع سوم به نام ساتیوول، اسید فرمیک و فتالین تولید می کند.

ج) کروسین(کروکوزید)

یکی از مهمترین عناصر موجود در ترکیب شیمیایی زعفران کروسین می باشد که خاص بودن زعفران نیز از این عنصر نشات می گیرد. اصلی ترین عامل ایجاد قدرت رنگی در زعفران ترکیبی است به نام کروسین به فرمول شیمیایی C₄₄H₆₄O₂₄ است و به صورت بلور از زعفران استخراج شده است. کروسین یکی از چند کاروتنویید محدود موجود در طبیعت است که به آسانی در آب حل می شود. حلال بودن کروسین زعفران یکی از دلایل کاربرد وسیع آن به عنوان رنگ دهنده در مواد غذایی و دارویی نسبت به سایر کاروتنوییدها می باشد. این ماده برای اولین بار توسط Solomon و Carrar به شکل کریستال بدست آمد. دانشمندان بر روی فرمول کروسین تحقیقاتی انجام داده و آن را به شکل زیر مشخص کردند.

کروسین در آب و الکل رقیق محلول بوده و در الكل خالص به صورت تقریبا غير محلول و در اتر به صورت غیر محلول می باشد. با تجزیه کروسین در مولکول جنسی بيوز و ترکیبی به نام کروستین به دست می آید. با هیدرولیز اسیدی کروسین به دور از هوا کروستین و گلوکز تولید می شود و در مقابل از هیدرولیز آمونیاک الکلی کروسین، کروستین و گلوکز تولید شده و در مقابل از هیدرولیز آمونیاک الکلی کروسین، کروسیتین و ژنتی بیوز ایجاد می شود.

کروسین یک نوع رنگدانه کاروتنویید است که دارای دو عامل اسیدی می باشد. کروسین که یک قسمت در میلیون آن در آب تولید رنگ زرد می کند و به شکل بلورهای سوزنی به رنگ قرمز قهوه ای با نقطه ذوب ۱۸۶ درجه می باشد. این پیگمان ها به صورت آزاد یا همراه با گلوکز و ژنیتوبیوز به صورت استرهای گلیکوزیل وجود دارند. استرهای دی و مونو گلیکوزیل که از یک پلی ان دی کربوکسیلیک اسید (کروستین) تشکیل می شود، مسیول ویژگی اصلی رنگ زعفران هستند.

خاصیت آنتی اکسیدانی (ضد اکسید کنندگی) زعفران

کروسین خاصیت آنتی اکسیدانی دارد. برخی محققان اثر آنتی اکسیدانی کروسین را بر ممانعت کنندگی از اکسیداسیون اسید لینولییک بررسی کرده اند. در بررسی آن ها مقدار ۲۰ پی پی ام PPM کروسین اثر آنتی اکسیدانی مشابه بوتيلات هیدروکسی آنیزول (BHA) داشته است. غلظت کروسین تا ۴۰ پی پیام بر میزان ضد اکسید کنندگی آن افزوده است.

راینا Raina و همکارانش (۱۹۹۶ م) میزان رنگ دانه های کروسین (کروسین و گلیگوریل استرهای کروستين) موجود در شکوفه، شکوفه باز شده و گل کامل که از مزارع کشمیر هندوستان چیده شده بود را به ترتیب ۱۶۵/۴، ۱۶۷/۲ و ۱۷۰ /۷ گرم در کیلو گرم وزن خشک کلاله های همراه با خامه گزارش کرده اند.

د) کروستین

کروستین با توجه به دارا بودن دو عامل COOH به صورت بی بازیک بوده و اترهای منفرد و دی متیلیک آن آلفا و بتا کروستین است که دارای فرم های سیس و ترانس می باشد.

ذ) سافرانال

سافرانال (۶، ۶، ۲- تری متیل، ۳، ۱- سیکلوهگزا دی آن -۱- کربوکسی آلدیيد) یا فرمول C₁₀H₁₄O یک آلدیيد ترپنی حلقوی است که از پیکرو کروسین حاصل می شود. زعفران با کیفیت دارای 2/5٪ ترکیبات فرار نظیر سافرانال است . سافرانال به عنوان فراوان ترین واحد شیمیایی اسانس زعفران از اهمیت زیادی برخوردار است که به عنوان یکی از مهمترین اجزای اسانس زعفران، مسوول بو و رایحه بی نظیر خاص زعفران است. این ماده بسیار روان می باشد و مایعی نزدیک به بی رنگ از گروه ترپن ها C₁₀HI₆ است که بوی شدید زعفران مربوط به آن می باشد. اسانس های استخراجی به سادگی اکسیژن جذب نموده، به مایع غلیظ قهوه ای رنگی به نام سافرانال C₁₀H₁₄O تبدیل می شوند. سافرانال ماده معطره اصلی زعفران است و حدود ۶۰٪ از ترکیبات فرار زعفران را تشکیل می دهد که در زعفران تازه به صورت پیکرو کروسین غیر فرار است ولی در اثر حرارت و به مرور زمان تجزیه شده و آلدیید فرار سافرانال آزاد می گردد.

منشا جغرافیایی زعفران، تفاوت زیادی در میزان سافرانال زعفران ایجاد می کند. به منظور تعیین میزان سافرانال در زعفران، یک متد اسپکتروفتومتری توسط ایزو ۳۶۳۲ ارایه شده است که در آن جذب عصاره آبی زعفران در ۳۳۰ نانومتر اندازه گیری می شود.

از آنجا که سافرانال کاملا در آب محلول نیست، بنابراین شیوه اسپکتروفتومتری یک روش بسیار اختصاصی محسوب نمی شود؛ زیرا در این روش، سافرانال با سایر ترکیبات تداخل ایجاد می کند. روش های مختلفی در دسترس است که به طور طبیعی برای استخراج ترکیبات معطر استفاده می شود، ولی حلال های عصاره گیری هیدروفوب منجر به استخراج بهتر سافرانال می شوند .

ر) آنتوسیان

آنتوسیان ها جزو گروه پیگمان های گلیکوزیدی می باشند که با اضافه شدن قند و سایر مواد به آنتوسیانیدین Anthocyanidin تبدیل می شوند. بنابراین در بعضی از مواد ممکن است، مقدار جزیی آنتوسیانیدن نیز همراه آنتوسیان ها باشد. آنتوسيان ها به رنگ های قرمز، آبی و یا بنفش دیده می شوند.

آنتوسيان ها در شیره سلولی محلول بوده و در گلپوش ها، میوه ها، ساقه، برگ و ریشه گیاهان یافت می شوند. منبع مهم استخراج آنتوسیان ها در حال حاضر گل رنگ و به ویژه تفاله انگور می باشد. در کارخانه های الکل گیری از تفاله انگور (به ویژه انگورهای رنگی مانند شاهانی) به جای اینکه دور ریخته شوند، آنتوسیانین استخراج می گردد. وجود پیگمان های رنگی در گیاهان، خاصه در گلپوش های آن ها سبب جلب حشرات و پرندگان می شود. مواد آنتوسیانین اغلب همراه با فلاونوییدهای بی رنگی مانند فلاون ها Flavons و فلاونول ها Flavonols می باشند. برای تفکیک آنتوسیانین های مختلف از روش های متعددی مانند کروماتوگرافی و اسپکتروفتومتری استفاده می شود.

ز) فلاونوییدها

فلاونوییدها Flavonoids ترکیبی مشتمل بر C6-C3-C6 می باشند که در آن C6 حلقه بنزنی است. فلاونوییدها بر اساس ساختمان C3 تقسیم بندی می شوند. اغلب حلقه C3 با اکسیژن تکمیل می گردد و تشکیل فلاون می دهد. فلاون ها و فلاونول ها و گلیکوزیدهای آن ها در واکوگل های گیاهی به صورت پیگمان های محلول در آب به فراوانی یافت می شوند و رنگ آن ها معمولا زرد کم رنگ و سفید عاجی می باشد.

عصاره گیری و خالص سازی اجزای فعال زعفران

 معمولا از عصاره آبی، اتانولی، متانولی – آبی زعفران برای استخراج بسیاری ازاجزای فعال زعفران استفاده می شود. جهت استخراج و خالص سازی کروسین از چربی زدایی از کلاله زعفران با دی اتیل اتر، معمولا دو یا سه بار با اسی متانول، ۹۰-۷۰٪ یا اتانول عصاره گیری می شوند (۱۰ میلی لیتر حلال به ازای هر زعفران). حلال عصاره ها، تبخیر و خشک می شوند و سپس با استفاده از کروماتوگرافی ستونی سیلیکاژل با اتانول، اتیل استات و آب ( 1: ۳ :6 ) به عنوان فان متحرک، تخلیص می شوند.

کروسین و کروستین استرها به صورت جداگانه تفکیک می شوند . پیکرو کروسین می تواند به طور موثر از کلاله زعفران با استفاده از شیوه سوکسله به کمک حلال پترولیوم سبک، دی اتیل اتر، متانول جداسازی شود. فاز دی اتیل اتر حاوی پیکرو کروسین و لیپیدها است. چربی زدایی با سوکسله، جهت خالص سازی پیکرو کروسین استفاده می شود؛ سپس در متانول برای فیلتراسیون حل می شود، آن گاه حاصل فیلتراسیون با استفاده از HPLC آنالیز می شود.

ترکیبات شیمیایی موثر در طعم (مزه) زعفران

هال طعم را احساس حاصل از گذشتن ماده ای در دهان و درک مزه و بوی آن و هم چنین احساس حاصل از گیرنده های درد، لامسه و دما در دهان توصیف کرده است. لذا طعم مواد غذایی به طور عمده از ترکیباتی می باشد که دارای مزه و بو هستند. با این حال بر هم کنش این ترکیبات با گیرنده های موجود در ارگان های بویایی و چشایی و نیز عوامل بافتی می تواند روی طعم مواد غذای اثر بگذارد.

چهار مزه اصلی عبارتند از: شیرینی، تلخی، ترشی و شوری که به وسيله پرزهای چشایی زبان احساس می شوند. اما این مزه های پایه، برای کامل کردن توصيف مزه کافی نمی باشند. علاوه بر مزه های منفرد، مزه های دیگری نیز وجود دارد که حاصل ترکیبات موجود در مواد غذایی هستند. از نظر حساسیت در تشخیص مزه ها به ترتیب احساس مزه از تلخی، ترشی، شوری و شیرینی کاهش می یابد.

آمور Amoore و همکارانش (۱۹۶۴ م) با بررسی های خود عنوان کرده اند که هفت بوی اصلی برای تولید تمامی بوها کافی است. این بوها عبارتند از: کافوری، تند و زننده، اتری، الکلی، فلفلی، مشکی و متعفن. هنگامی که ترکیبات بودار خوشایند هستند اصطلاحا به آن ها ترکیبات عطری گفته می شود و وقتی متعفن می باشند آن را با هیدروژن سولفوره مشابه می دانند.

به طور معمول در هر ماده غذایی ترکیب و یا ترکیباتی وجود دارد که در تعیین مزه اصلی آن محصول نقش مهمی را دارا می باشند و موثرترین ترکیبی که در تعیین مزه تلخ زعفران نقش دارد، پیکروکروسین می باشد. همراه با تجزیه تدریجی پیکروکروسین از شدت تلخی کاسته می شود و همراه با این کاهش تدریجی به علت افزایش قندهای حاصل (بویژه گلوکز) از تجزیه پیکروکروسین و رنگ دانه ها و نیز ترکیبات عطری واکسیداسیون چربی ها تلفیقی از مزه های تلخ، شیرین و یا ترش ایجاد می شود.

ترکیب شیمیایی موثر در عطر زعفران

عطر و رایحه زعفران مربوط به روغن های معطر و فرار موجود در کلاله است. ترکیبات معطره زعفران دارای بوی قوی معطر می باشد. عطر و بوی مشخص کننده زعفران به روغن های فرار آن وابسته است. ترکیبات عطری و یا به عبارت دیگر اسانس های روغنی زعفران از رده ترپن ها و به میزان ۱ – ۰/ ۴% در زعفران وجود دارد.

برای جدا کردن روغن های اتری آن زعفران را با آب مقطر تحت جریان گاز CO₂ تقطیر کرده و قسمت تقطیر شده را با اتر استخراج نموده، سپس اتر را تبخیر می کنند و اسانس های روغنی ایزوله می گردند. این ماده بسیار روان می باشد و مایعی است تقریبا آبی رنگ از رده ترپن ها C₁₀H₁₆ که بوی شدید زعفران مربوط به آن می باشد. در مقابل اکسید اسیون بسیار حساس است و باید در شرایطی خاص نگهداری شود. اسانس های استخراجی به سادگی اکسیژن جذب نموده، به مایع غلیظ و قهوه ای رنگی به نام سافرانال تبدیل می شود.

اسانس های روغنی زعفران فوق العاده ناپایدار و در تجارت قابل عرضه نمی باشند. لیکن به جای آن ها تنتور الكلی زعفران جهت عطر و طعم دهندگی به غذا و استفاده از آن در عطر سازی به کار می رود. با آنکه از گذشته های دور از زعفران به دلیل رنگ زیبا و عطر و طعم استثنایی استفاده می شده است، در سالیان اخیر به دلیل گرایش به مصرف افزودنیهای طبیعی، به جای انواع شیمیایی و سنتزی در مواد غذایی، استفاده از زعفران رو به فزونی گذاشته است.

بوی زعفران در حین چیدن کلاله، استشمام نمی شود و از طریق تجزیه حرارتی و آنزیمی در فاز ذخیره تولید می شود. حرارتهای بالای حدود ۸۰°C و زمان پردازش کوتاه ۳۰ دقیقه، مقدار بالاتری سافرانال ایجاد می کند.

با تصفیه روغن زعفران در خلا ساتیوول خالص حاصل می شود. با توجه به فرار بودن اسانس روغنی زعفران به صورت تجاری قابل عرضه نمی باشد.

چون آلدییدهای ترپنی یعنی ترکیبات ۱۰ کربنه (سافرانال و دیگر ترکیبات) بیش از ۷۰٪ کل ترکیبات عطری زعفران را تشکیل می دهند، بنابراین ضرغامی و هینز Heinz سافرانال را به عنوان شاخص عطر زعفران معرفی کرده اند. گرچه تاکنون اتفاق نظری پیرامون اجزای ترکیب عطري زعفران وجود ندارد، لیکن در حداقل ۱۶۰ – ۱۵۰ ترکیب عطری زعفران تقریبا اتفاق نظر وجود دارد.

ترکیب شیمیایی زعفران –  گلپوش های زعفران

درخصوص بررسی مبحث ترکیب شیمیایی زعفران به گلپوش های زعفران می رسیم. گلپوش های زعفران حاوی مواد رنگی از قبیل آنتوسیانین ها، فلاونوییدها و گلیکوزیدها هستند. پرچم دارای اجزای شیمیایی کربوهیدرات ها، پروتیین ها، چربیها، استروییدها، ترى ترپن ها، تانن ها، فنولها، ساپونین ها، گلیکوزیدها، آلكالویيدها، فلاونوییدها، صمغ ها و موسیلاژها است.

استخراج رنگ از گلپوش های زعفران

گلپوش های زعفران (کاسبرگ ها و گلبرگ ها) که معمولا بعد از بیرون کشیدن خامه و کلاله به دور ریخته می شوند نیز حاوی مواد رنگی هستند که می توانند در صنایع غذایی، دارویی، شیرینی پزی و نوشابه سازی و ژله مورد مصرف قرار گیرند و سالانه با استفاده از آن از خروج مقادیر زیادی ارز جلوگیری گردد.

یکی از محققان به منظور استخراج و خالص سازی رنگ های موجود در گلپوش های زعفران، با چرخ کردن گلپوش ها و اضافه نمودن الکل سفید توانسته است مواد رنگی گلپوش ها را استخراج نماید و با تقطير عصاره رنگی محلول در الكل، عصاره تغلیظ شده ای به دست آورد که از نظر وزنی معادل ۷ درصد گلپوش ها بوده است.

براساس تحقیقات وی مواد رنگی که از گلپوش های زعفران به دست آمده شامل مشخصات زیر می باشند:

1. مواد رنگی، متشکل از آنتوسیان ها Anthocyans و فلاونوییدها Flavonoids و گلیکوزیدهای Glycosides آن ها می باشد.
2. مواد رنگی قابل حل در آب بوده که از خود رسوبی باقی نمی گذارند.
3. مواد رنگی به دست آمده در PHهای مختلف در طول زمان و درجات مختلف حرارت از ثبات رنگی برخوردار نبوده و در تحت شرایط اسیدی، رنگ غالب آن ها زرد و صورتی، و در وضعیت بازی به رنگ سبز و زیتونی در می آیند.

درصد اجزا گل و میزان گلپوش

با توجه به ۸۰٪ رطوبت تمام اجزا گل، اجزا گل زعفران به طور متوسط شامل ۸۶%/ 42 گلبرگ و کاسبرگ، ۵ / ۹۳۶ ٪ پرچم، ۴/ ۷۵۲ ٪ کلاله و2 / ۸۵۳٪ خامه است که هرگاه این اعداد را به اعداد صحیح تبدیل کنیم در آن صورت گلپوش ها ۸۶٪، پرچم ها ۶٪، کلاله ها ۵٪ و خامه ها ۳٪ وزن کل گل را تشکیل می دهند.

در ضمن تجربیات متعدد شخصی نشان داده است که یک نسبت ۷۰ – ۷ و به ۱ وجود دارد و آن به این معنی می باشد که از ۷۰ کیلو گل زعفران ۷ کیلو زعفران تر و یک کیلو زعفران خشک به دست می آید.

بنابراین چنانچه تولید ایران به طور متوسط ۲۰۰ تن زعفران خشک باشد در آن صورت میزان گلپوش ها ۱۴۰۰۰ تن خواهد بود.

اضافات گل تن ۱۴۰۰۰ = ۷۰* ۲۰۰

با توجه به اینکه ۸۶% وزن گل ها را گلپوش ها تشکیل می دهند در آن صورت میزان گلپوش ها عبارت خواهد بود از:

گلپوش تن ۱۲۰۴۰ = %۸۶ × ۱۴۰۰۰

و با رعایت اینکه ۷٪ گلپوش ها مواد رنگی می باشد در آن صورت میزان آنتوسیانین در سال به تن 842/8=7%*12040

چنانچه رنگ بنفش گلبرگ ها در محیط اسیدی قرار گیرند، به رنگ قرمز در می آید. لیكن از آن جا که آنتوسیانین ها از پایداری محدودی برخوردار می باشند، بایستی تحت شرایط مناسب نگهداری شوند.

ترکیب شیمیایی زعفران-پیاز و بنه زعفران

هیروس و هایاشی چنین گزارش کرده اند که پیاز زعفران دارای گلوکز، اسید اسپارتیک، اسید گلوتامیک، سیستیین، سرین، گلیسین، تریونین، آلانین، آرژنین، هیستیدین، لیزین، پروین، فنیل آلانین، لوسين، والين، متیونین و دو نوع ساپونین، که یکی گلیکوزید اسید اولیانوکلییک و دیگری استرویید ساپونین می باشد.

به طوری که دیده می شود بر پایه گزارش بالا پیاز زعفران دارای ۶ اسید آمینه از گروه ۸ تایی اسیدهای آمینه بسیار ضروری برای بدن و نیز دارای ۹ اسید آمینه از گروه ۱۲ تایی اسیدهای دیگر امینه می باشد. هرگاه تحقیقات محققان، در ایران چنین نظری را تایید کند، شاید در آن صورت پیاز زعفران از نظر تغذیه خود منبع تولید درآمد مهمی باشد.

در آن صورت بنه زعفران از نظر تغذیه منبع تولید درآمد مهمی خواهد بود نیز ضرورت دارد طرح های پژوهشی پیرامون اثرات تغذیه بنه زعفران در غذای نشخوار کنندگان تهیه و اجرا گردد.

لازم به توضیح می داند که هم اکنون بنه زعفران زاگرس کلاله قرمز در گلپایگان به صورت سرخ کرده و یا جوشانده در شیر برای خوردن مورد استفاده قرار می گیرد. شاید تغذیه بنه زعفران در تغذیه خانم های باردار با توجه به وجود پانزده اسید آمینه از مجموع بیست اسید آمینه از اهمیت بالایی برخوردار باشد.

ترکیب شیمیایی زعفران – علوفه

کیفیت علوفه زعفران

میزان عملکرد علوفه زعفران بین ۱۵۰۰ – ۶۰۰ کیلوگرم بسته به سن مزرعه زعفران و حاصل خیزی خاک در هر هکتار دارد. در خصوص کیفیت علوفه زعفران یکی از محققان در بررسی زعفران در تغذیه دام به این نتیجه رسیده که متوسط مصرف اختیاری ماده خشک و ماده آلی به ترتیب ۶۰۰ و ۵۲۶ گرم در روز برای گوسفند و ۲۷۲ و ۲۴۰ گرم برای بز می باشد.

قابلیت هضم ماده خشک، ماده آلی و مجموع مواد مغذی قابل هضم (TDN) در گوسفند به ترتیب۵۹ / ۵۶ ، ۵۴/ ۶۱ و ۵۶/۵۱ و در بز 62/ ۸۲، ۶۴ / ۳۸ و ۵۸ / ۲۱ درصد بوده است. مصرف اختیاری ماده خشک در گوسفند بیشتر از بز بوده است (۶۰۰ گرم در مقابل ۲۷۳ گرم در روز ). در حالی که قابلیت هضم آن در گوسفند کمتر از بز(59/ ۵۴ در مقابل ۶۲/82) می باشد. در آزمایش مذکور برگ زعفران برای گوسفند خوش خوراک تر از کاه غلات است و دامداران مناطق زعفران کاری جنوب خراسان نیز به طور تجربی به خوش خوراکی برگ زعفران پی برده اند. به همین دلیل برای خوراندن کاه غلات به گوسفند و بز مقادیری علوفه زعفران اضافه می کنند تا به اصطلاح کاه جز شکم پرکنی باشد، شاید به همین دلیل باشد که دامداران علوفه زعفران را به قیمت بیشتری از کاه غلات عرضه می کنند.

محققان در تجزیه برگ های خشک زعفران به این نتیجه رسیده است که مقادیر پروتیین خام، چربی، عصاره عاری از ازت، مواد معدنی و مجموع مواد مغذی قابل هضم برگ خشک زعفران بیشتر از کاه است. مقایسه داده ها در خصوص ترکیب کاه، غلات و یونجه را تایید می کند که علوفه زعفران از نظر ارزش غذایی در بین کاه غلات و یونجه قرار دارد.

به طوری که از جدول شماره ۵ بر می آید، مقدار ماده ارزشمند علوفه ها یعنی پروتیین خام علوفه زعفران کمی بیشتر از کاه غلات است. ليکن به مراتب کمتر از یونجه خشک می باشد. باید در نظر داشت که حتی يونجه به تنهایی یک غذای کامل در تغذیه دام محسوب نمی شود و برای جبران کمبودهای هر علوفه باید از طریق دادن مواد مکمل از قبیل مواد سیلو شده و مواد دیگری مانند ملاس و تفاله چغندر قند و حتی مقادیری جو اقدام نمود. در ضمن در مورد اثرات طولانی خوراندن علوفه زعفران باید مطالعات بیشتری به عمل آید تا از اثرات سو احتمالی الکالوییدهای موجود در آن اطلاعات زیادتری به دست آورد.

با توجه به ترکیبات شیمیایی و ضرایب هضمي برگ زعفران نشان می دهد، این ماده غذایی یک خوراک کامل در تغذیه دام نمی باشد و کمبودهایی از نظر نوع و مقدار مواد مغذی مورد نیاز دارد. دلیل روشن آن کاهش وزن دام های مورد آزمایش در طول مراحل آزمایش بوده است . بارزترین کمبود برگ زعفران همانند مواد خشبی کم مصرف کمبود پروتیین، و مواد معدنی قابل استفاده و عدم توازن مناسب بین مواد معدنی و بالاخره وجود مقادير معتنابه ی الیاف خام در جدار سلول های آن می باشد.

موسسه تحقیقات خاک و آب نتایج آزمایش 5 نمونه از علوفه زعفران در سال زراعی 74-73 را طبق جدول زیر ارایه کرده است.

در مورد دام های پرواری و شیری به کاه گندم و یا جو، مقادیری آرد جو و یا تفاله و یا کنجاله دانه های روغنی اضافه می کنند. جدول زیر این مقایسه را آسان تر ساخته است.

مقایسه علوفه خشک زعفران با کاه غلات و یونجه خشک