خشک کردن زعفران و بررسی و مقایسه روش های مکانیزه مختلف

خشک کردن زعفران یکی از مراحل اصلی در فرآوری این محصول است. اگر خشک کردن زعفران به درستی انجام نشود کیفیت زعفران تا حد زیادی پایین می آید.

مقاله خشک کردن زعفران و بررسی و مقایسه روش های مکانیزه مختلف در چهارمین همایش ملی زعفران ایران در دانشگاه بزرگمهر قائنات توسط منتشر شده و کافه زعفران در تهیه محتوای آن نقشی ندارد.

نویسندگان این مقاله آقایان مجتبی شیخی ازغندی، غلامرضا کریمی و محسن سلطانی می باشند.

مقدمه

یکی از محصولات کشاورزی صادراتی ایران، زعفران است.

ایران سهم قابل توجهی از تولید جهانی این محصول را به خود اختصاص داده است.

در سال های اخیر علی رقم افزایش تولید زعفران، زعفران ایران با قیمت نازل نسبت به زعفران ممتاز در بازار های جهانی به فروش می رسد.

یکی از دلایل این افت قیمت پایین بودن کیفیت زعفران های ایران می باشد که علت آن خشک کردن زعفران در اتاق های سایه دار و قرار گرفتن در معرض آلودگی های ثانویه است.

خشک کردن زعفران و دیگر محصولات کشاورزی با محتوای رطوبتی مناسب، مانع از رشد موجودات زنده ای نظیر مخمر ها، کپک ها و باکتری ها در طی انبار و نگهداری آن ها می شود.

این امر منجر به جلوگیری از پیشروی میکروارگانیسم ها و کاهش میزان فساد در ماده غذایی می شود و براین اساس منجر به افزایش عمر نگهداری محصول می گردد.

یکی از مهم ترین مزایای کاهش آب در این محصول می باشد که هزینه بسته بندی، ان

خشک کردن زعفران

خشک کردن زعفران

بارداری و حمل ونقل کاهش یافته و باعث کم شدن حجم و وزن محصول خشک شده می شود. علاوه بر این محصولاتی با رطوبت کم قابلیت نگهداری برای مدت طولانی در دمای محیط را می یابند.

 

مرحله خشک کردن در چرخه تولید زعفران به عنوان یک مرحله بحرانی به شمار می رود، زیرا طبق تحقیقات انجام گرفته مهم ترین عامل اصلی نزول کیفیت، خشک کردن نادرست کلاله های زعفران است.

امروزه یکی از مشکلات اساسی در صنایع وابسته به کشاورزی ایران، افزایش تلفات محصول در مرحله خشک کردن به دلیل طولانی بودن زمان این مرحله و استفاده از دماهای بالا برای خشک کردن محصول می باشد، که در نتیجه مشکلاتی را در بخش ذخیره کردن محصولات و عملیات پس از برداشت به وجود آورده و سالانه خسارت های زیادی را در این بخش متوجه کشاورزان و به طبع آن اقتصاد ملی می نماید.

از آن جمله می توان به نحوه خشک کردن زعفران در شمال شرق ایران اشاره کرد که استفاده از روش های سنتی و قدیمی باعث ضایعات و افت کیفیت و فساد زودهنگام محصول تولیدی می شود.

در حالی که با استفاده از روش های مدرن خشک کردن مانند تابش مادون قرمز می توان علاوه بر سرعت بخشیدن به عملیات خشک کردن، تلفات ناشی از روش های نامناسب خشک کردن را به مقدار قابل توجهی کاهش داد.

با توجه به جایگاه استراتژیک زعفران در صادرات ایران و ضایعات بالای آن در مرحله خشک کردن و با توجه به نتایج تحقیقات ذکر شده، بررسی مقایسه ای روش های خشک کردن از نظر ضایعات و افت کیفیت ضروری به نظر می رسد.

ترکیبات شیمیایی زعفران

زعفران دارای ترکیباتی است که اهمیت و حفظ آن ارتباط مستقیم با شیوه جمع آوری از مزارع تا جداسازی، خشکاندن و حتی شرایط نگهداری آن دارد.

این ترکیبات به صورت مستقیم در کیفیت نهایی محصول تاثیر خواهند داشت.

زعفران دارای عطر، رنگ و طعم مخصوصی است که به خاطر ترکیبات شیمیایی خاص است که در آن وجود دارد.

مهم ترین ترکیبات شیمیایی ایجاد کننده رنگ زعفران، ترکیبی است که کروسین نام دارد و دارای فرمول شیمیایی ساده C24H64C44 می باشد.

کروسین یک کاروتنوئید است.

از آنجا که کروسین به راحتی در آب حل می شود، زعفران کاربرد زیادی در صنایع گوناگون دارد و از آن در صنایع غذایی، دارویی و شیمیایی استفاده می شود.

طعم زعفران به خاطر وجود ترکیب ویژه ای است که پیکوکروسین نام دارد و فرمول شیمیایی آن C16 H26 O7 می باشد. عطر و بوی زعفران نیز به خاطر ترکیب شیمیایی خاصی است که سافرانال نام دارد. پیکروکروسین در اثر حرارت و خشک کردن زعفران ، به سافرانال و گلوکز تجزیه می شود.

بیشتر بخوانید:  گل ندادن پیاز زعفران ( عوامل موثر در گلدهی زعفران )

فاکتورهای کیفیت

عطر، طعم و رنگ تعیین کننده کیفیت نهایی محصول خواهد بود. عوامل موثر در طعم،رنگ و بو به ترتیب مواد شیمیایی پیکروکروسین، کروسین و سافرانال هستند.

مقادیر این سه ماده شیمیایی تابع مستقیمی از سرعت خشک کردن می باشد.

سرعت خشک کردن زعفران یکی از با اهمیت ترین فاکتورهای تعیین کیفیت نهایی است. همچنین کنترل رطوبت در تعیین کیفیت نهایی نقش بسزایی دارد.

اگر درصد رطوبت نهایی بیش از حد انتظار باشد منجر به تولید نوعی قارچ و ماده سمی خواهد شد و اگر درصد رطوبت نهایی کمتر از حد معمول باشد، محصول پودر و در حمل ونقل دچار کاهش وزن خواهد شد.

 

فاکتور بعدی در تعیین کیفیت، مقدار آلودگی محیطی است. زعفران در طی مراحل خشک کردن مستعد تشکیل انواع قارچ ها و باکتری ها است لذا در فرآیند خشک کردن بهداشت محیط اهمیت زیادی دارد.

از دیگر فاکتورهای تاثیرگذار در کیفیت می توان به فشارهوا اشاره کرد که رابطه ای وارون با مقدار کروسین ( رنگدانه ) دارد.

بهترین شرایط زمانی حاصل می شود که زعفران با حرارت بالاتر و زمان کمتر در شرایط مشابه خلا خشک شود.

روش های خشک کردن زعفران و مقایسه آن ها

در این قسمت به توضیح چگونگی عملکرد هرکدام از روش ها و مقایسه آن ها پرداخته می شود. ملاک مقایسه روش ها سه فاکتور اساسی تعیین کننده کیفیت، یعنی کروسین ( رنگ )، سافرانال ( عطر ) و پیکوکروسین ( طعم ) می باشد.

روش سنتی خشک کردن زعفران

کلاله جداشده از گل را در سایه روی یک سطح ( در اتاقی تمیز، گرم، خشک و دور از نور آفتاب) قرار می دهند تا رفته رفته و به تدریج ( دو تا پنج روز ) خشک شود.

هرچه زمان خشک کردن زعفران کمتر باشد کیفیت زعفران بالاتر خواهد بود. در این روش امکان رشد و تکثیر میکروارگانیسم ها و افزایش آلودگی و همچنین کاهش قدرت رنگدهی در اثر فعالیت آنزیم ها به دلیل طولانی بودن زمان خشک کردن وجود دارد.

خشک کردن زعفران

خشک کردن زعفران

در زمان های قدیم و بعضا امروزه زعفران را در نورآفتاب خشک می کنند که این کار غیر اصولی بوده و باعث کاهش قدرت رنگدهی می شود.

و همچنین امکان آلودگی با موادخارجی، گرد و غبار را نیز افزایش داده و ارزش اقتصادی ندارد.

روش صنعتی خشک کردن زعفران

در این روش از چهار پایه فلزی به ارتفاع یک متر استفاده می شود که دارای طبقاتی ( بین سه تا چهارطبقه ) به فاصله بیست سانتی متر و از جنس توری و قابل حمل می باشد. با قرار دادن یک بخاری ( منبع گرما ) در کنار چهارپایه با حرارت بالا و استفاده از باد پنکه سقفی یا رومیزی با دورکم اقدام به خشک کردن سریع زعفران می کنند.

روش انجمادی ( تصعیدی ) خشک کردن زعفران

کلیت این روش بر اساس انجماد بلورهای یخ در بافت کلاله می باشد. در این روش از دستگاه خشک کن انجمادی کمک می گیرند. ابتدا محصول را در دمای ۱۸- به مدت ۲۰ ساعت و سپس دمای ۱۳- فشار پانزده صدم میلیمتر جیوه ( نزدیک به شرایط خلا ) به مدت ۱۲ ساعت قرار می دهند.

در حالت ماکروسکپی دیده می شود که به علت سرعت بالای سرد شدن و نیز دمای پایین بلورهای یخ به صورت بسیار ریز تشکیل می شوند که همین امر از ایجاد خسارت بافتی در زمان انجماد و زمان تصعید جلوگیری می کند.

سپس قرار دادن آن در دمای گرم تر و فشار نزدیک به صفر منجر به تصعید بلورهای یخ می شود و بعد از گذشت زمان لازم بیشتر مقدار آب موجود در بافت نمونه خارج می شود.

زعفران تولید شده به این روش پیکروکروسین ( طعم ) سافرانال ( عطر ) بیشتری نسبت به روش سنتی ( سایه – آفتاب ) دارد اما به رنگ کلاله تازه و متمایل به نارنجی می باشد . خشک کردن زعفران به این روش درصد کروسین کمتری نسبت به روش سنتی دارد.

بیشتر بخوانید:  دستگاه زعفران پاک کن

روش الکتریکی خشک کردن زعفران

اولین بار در کشور افغانستان از این روش استفاده شد و دستگاهی ساخته شد. سرعت خشک کردن زعفران با این دستگاه کمتراز یک ساعت است و رطوبت نیز به خوبی کنترل ( در حد ۱۲ تا ۱۴ درصد ) می شود.

از معایب این روش می توان به پایین بودن ظرفیت دستگاه اشاره کرد که کاربرد صنعتی دستگاه را کاملا تحت الشعاع قرار می دهد.

روش جریان هوای گرم در خشک کردن زعفران

در این روش هوای داغ با محصول به صورت مستقیم تماس پیدا می کند. سرعت بالا و کاربرد صنعتی از مزایای این روش است.

برای استفاده از این روش از دستگاه خشک کن با هوایی با دمای ۶۰ و ۷۰ درجه سانتی گراد و جریان هوایی با سرعت ۰٫۲± ۲ متر بر ثانیه استفاده می شود.

دستگاه خشک کن مورد استفاده در این آزمایش در بخش علوم و صنایع غذایی دانشکده کشاورزی، دانشگاه شیراز طراحی و ساخته شده است.

با استفاده از این روش علاوه بر کوتاه شدن زمان خشک کردن زعفران، کیفیت تغذیه ای و ظاهری محصول تا حدودی حفظ می گردد.

دستگاهی که بدین منظور طراحی شده است دارای یک فن و تابلوی کنترل می باشد که از طریق آن می توان دمای هوا را مشاهده و کنترل نمود.

این دستگاه قابلیت تنظیم و ثبت دما در حین خشک کردن و نیز تنظیم سرعت هوای گرم مورد استفاده برای خشک کردن زعفران را دارد.

در خشک کردن زعفران به روش جریان هوای گرم، خشک شدن کلاله ابتدا در لایه خارجی آن صورت می گیرد و سطح ماده خشک شده و نفوذپذیری آن کاهش می یابد. این لایه سخت شده، مانعی در مقابل انتشار طوبت در سطح دانه ایجاد می کند و خروج رطوبت را از دانه طولانی می نماید.

علاوه براین اختلاف رطوبت لایه سطحی با قسمت درونی کلاله در این روش خشک کردن، تنش های وارد بر دانه را افزایش می دهد.

بدین شکل که لایه سطحی به دلیل از دست دادن رطوبت منقبض می شود درحالیکه داخل انقباض ندارد به همین دلیل سطح کلاله کشیده شده و به آن تنش کششی وارد و داخل آن فشرده شده و به آن تنش فشاری وارد می شود.

از آنجا که مقاومت کششی کلاله خیلی کمتر از مقاومت فشاری آن است قبل از آنکه داخل آن به تنش بحرانی برسد، سطح آن به تنش بحرانی کششی رسیده و موجب افزایش ضایعات در مراحل بعدی فرآوری می شود.

از دیگر معایب این روش می توان به هزینه بالای آن اشاره کرد.

روش مادون قرمز خشک کردن زعفران

در این روش از خشک کن های مادون قرمز استفاده می شود. استفاده از لامپ مادون قرمز باعث می شود گرما در درون محصول تولید شود و در نقاطی که رطوبت بیشتری دارند متمرکز شود و با افزایش فشاربخار، موجب انتشار رطوبت از آن نقاط به سمت لایه های خارجی می شود.

بنابراین به نظر می رسد دراین روش خشک  کردن زعفران، مشکلات مربوط به خشک شدن لایه سطحی زعفران کاهش یابد.در نتیجه انتظار می رود که زمان خشک کردن و همچنین پودر شدن و شکستگی ناشی از تنش کششی نیز کاهش یابد.

مطالعات اولیه ای که درمورد خشک کردن مواد به روش تابش مادون قرمزانجام شده، نشان می دهد که با افزایش شدت تابش مادون قرمز زمان خشک کردن کاهش می یابد. اما قرار گیری طولانی مدت مواد بیولوژیک  در معرض تابش مادون قرمز موجب شکستن آن ها می شود.

این دستگاه توانایی ایجاد دماهای ۴۵ تا ۷۵ درجه در سطح محصول خشک شونده به وسیله تابش مادون قرمز و ایجاد جریان هوا در دماهای ۳۰ تا ۷۵ درجه و با سرعت ۴۰ تا ۷۰ متر بر ثانیه را دارد.

خشک کردن زعفران

خشک کردن زعفران

برای ایجاد تابش مادون قرمز از یک لامپ مادون قرمز گازی با المان فلزی و توان ۵کیلو وات در بالای سینی نمونه استفاده شد.

همچنین برای ایجاد دماهای ۳۰ تا۷۵ درجه سانتی گراد در هوای کانال در سرعت های ۴۰ و ۷۰ متر بر ثانیه، از دو عدد المنت گرمایی ۱ کیلو وات استفاده شده تا برای توان های کمتر تنها از یک المنت گرمایی و برای توان های بیشتر از هر دو المنت گرمایی استفاده گردد.

بیشتر بخوانید:  تاثیر گیاه خارشتر در بهره وری مزارع زعفران

برای ایجاد سرعت جریان هوا از یک فن مکشی استفاده می شود. در دو دیواره جانبی کانال نیز دو دریچه ایجاد شده و با تعبیه درب کشویی برای این دو دریچه از آن ها به عنوان دمپر برای تنظیم سرعت جریان در داخل کانال و محفظه خشک کردن استفاده می گردد.

خشک کن جعبه ای زعفران

این خشک کن ها شامل یک جعبه چوبی و یک درب شیشه ای شفاف می باشند.

درون این جعبه مشکی رنگ است و محصول بر روی یک سینی بالاتر از سطح خشک کن قرار می گیرند.

هوا از طریق حفره های جلو وارد و از طریق منافذ عقب خارج می شوند. بسته به شرایط محیط، دمای داخلی این خشک کن ها حتی تا ۸۰ درجه سانتی گراد نیز می رسد.

از مزایای این روش می توان به هزینه کم،استفاده از انرژی خورشیدی و صرفه جویی در منابع انرژی و ظرفیت بالا اشاره کرد.

گرچه این روش به دلیل محدودیت هایی که در استفاده از انرژی خورشیدی است ( مانند گرمای کمتر و محدودیت در زمان و مکان استفاده ) کارایی وش های قبلی را ندارد ولی به دلیل آلودگی کمتر جایگزین مناسبی برای روش های سنتی می باشد.

نتیجه گیری

با توجه به اهمیت مرحله خشکاندن زعفران در کیفیت نهایی محصول، این مرحله پر اهمیت ترین جزء روند تولید زعفران می باشد. لذا توجه به نکات زیر حائز اهمیت می باشد.

در این مقاله روش های مختلف خشک کردن زعفران مطرح و مورد بررسی قرار گرفت. در مقایسه جریان هوای گرم و تابش مادون قرمز می توان به موارد زیر اشاره کرد :

زمان خشک کردن کلاله، به روش تابش مادون قرمز نسبت به روش جریان هوای گرم، کوتاه تراست. لذا در روش تابش مادون قرمز رنگدانه کلاله بیشتر حفظ می شود.

با افزایش دما و کاهش سرعت جریان هوا، درصد ضایعات و پودر شدن کلاله در هر دو روش خشک کردن افزایش می یابد.

در هر دو روش فاکتور دمای کلاله نسبت به فاکتور سرعت جریان هوا، تاثیر بیشتری بر درصد ضایعات کلاله دارد.

در مقایسه روش انجمادی و سنتی می توان موارد زیر را بیان نمود:

زعفران خشک شده در سایه در مقایسه با زعفران های خشک شده به روش های دیگر به علت طولانی بودن زمان فرآوری و انجام فعالیت های آنزیمی از کیفیت پایین تری برخوردار بوده اند.

در روش انجمادی با وجود اینکه زمان و انرژی زیادی برای تولید محصول نهایی صرف می گردد، با این حال به دلیل ایجاد خلأ در هنگام فرایند احتمال اکسیداسسیون ترکیبات کاهش یافته و مواد مفید به ویژه آنتی اکسیدان ها تثبیت و حفظ می گردند.

به طور کلی در خشک کردن زعفران باید به نکاتی همچون سرعت بالا در خشک کردن، رطوبت کنترل شده در حد۱۰ درصد، کیفیت نهایی، بهداشتی بودن روش، حرارت یکنواخت و غیر مستقیم توجه ویژه ای کرد.

حفظ حداکثری تمامی جنبه های کیفی زعفران، طی فرایند خشک کردن، مشکل به نظر می رسد.

با این وجود، برای رسیدن به سطح بالاتری از ویژگی های کیفی زعفران باید از روش های مناسب هر محیط ( ترجیحا روش های کنترل شده ) استفاده کرد.

با مطالعه روش ها و باتوجه به صرفه اقتصادی و حمایت های جهاد کشاورزی روش صنعتی توصیه می شود، چراکه دسترسی عموم به سایر روش ها فعلا در ایران امکان پذیر نیست گرچه با توسعه روش الکتریکی آینده خوبی برای این روش پیش بینی می شود.

 

امیدواریم با انتشار مقاله خشک کردن زعفران و بررسی و مقایسه روش های مکانیزه مختلف توانسته باشیم دانش شما مخاطبین عزیز در رابطه با زعفران را افزایش داده باشیم. شما عزیزان در صورت تمایل می توانید فیلم های آموزشی کاشت زعفران را از طریق کلیک بر روی این لینک مشاهده کنید.

از اینکه همراه ما هستید سپاسگزایم.

اگر مطلب را می پسندید لطفا آنرا به اشتراک بگذارید.

دیدگاهی بنویسید

0