پدیده تغییر اقلیم و کمبود منابع آبی، الگوی کشت را در سراسر ایران دستخوش تغییرات اساسی کرده است. زعفران گیاهی بسیار کم توقع است که با وجود نیاز کم آبی از بازده اقتصادی و ارزآوری بالایی برخوردارمی باشد. طبق آمارنامه وزارت جهاد کشاورزی در سال 1398 از مجموع 120223 هکتار سطح زیر کشت زعفران، 439175 کیلوگرم زعفران خشک به دست آمده که بالغ بر 93% آن در سه استان خراسان تولید شده است. به منظور جلوگیری از فساد، کلاله باید پس از جداسازی از دیگر اجزای گل به سرعت و به بهترین نحو ممکن خشک گردد.طی سالهای اخیر  نمونه‌ای خشک کن کابینتی کوچک توسط سازندگان مختلف ارایه شده که به خشک کن اتویی معروف است. با توجه به استقبال صادر کنندگان از زعفران قلم راست یا اتویی و تفاوت معنی دار قیمت زعفران اتویی و زعفران خشک شده به شیوه‌های سنتی، لذا در 3 سال گذشته، این خشک کن‌ها به سرعت در بین کشاورزان گسترش یافته است. تولید کنندگان بسیاری اقدام به تولید این خشک کن‌ها کرده اند اما این که کدام یک از این دستگاه ها نسبت به بقیه از مزیت نسبی برخوردار است اطلاعات موثقی در دست نیست. مصرف بالای انرژی مخصوصا برق از ویژگی اغلب این خشک کن‌ها است که گاها مشکلاتی را برای بهره برداران به بار می‌آورد.  لذا توسط یک تیم تحقیقاتی مجرب متشکل از تخصصهای مختلف شامل مکانیزاسیون، صنایع غذایی و اقتصاد کشاورزی با همکاری کارشناسان سازمان جهاد کشاورزی در مرکز تحقیقات، آمو زش و ترویج کشاورزی خراسان رضوی در قالب یک تحقیق به بررسی جنبه های مختلف این دستگاه ها پرداخته می‌شود. در این تحقیق خشک کن‌های کابینتی، خلاء، ماکروویو و انجمادی هم مورد بررسی قرار گرفته و نتایج با نتایج مربوط به خشک کن‌های اتویی مقایسه خواهد شد که در آینده نزدیک نتایج آن در اختیار علاقه مندان قرار خواهد گرفت. در ادامه به بررسی نتایج تحقیقاتی که تا کنون در خصوص خشک کردن زعفران انجام شده می پردازیم.

عمده زعفران ایران به واسطه ۳ هاب واسط اصلی ( اسپانیا، امارات و هنگ کنگ) به بیش از ۱۰۰ کشور جهان صادر می‌شود و باقی آن در داخل کشور مصرف می‌شود. لذا ایران با اختصاص بیش از 80% صادرات جهانی زعفران مقام اول جهانی را داراست. كه با توجه به افزايش قيمت جهانی آن در سالهای اخير بخش قابل توجهی از صادرات غير نفتی كشور (حدود 200میلیون دلار) را به خود اختصاص داده است. همچنین هر هکتار زعفران در سال 220  نفر – روز اشتغال ایجاد می‌کند که در مجموع حدود 26میلیون  نفر- روز در سال، اشتغال زايی عظيمی است كه كشت اين گياه پر منفعت موجب می گردد. در ادامه به بررسی تحقیقات گزارش شده در خصوص خشک کردن زعفران پرداخته شده است.

خشک کردن زعفران با شیوه‌های سنتی

کارمونا و همکاران (2005) بیان داشتند که فرایند خشک کردن زعفران از کشوری به کشوری متفاوت است. در هندوستان زعفران در مقابل آفتاب طی 3-5 روز خشک شده به طوری که رطوبت آن به 8 تا 10% برسد. در مراکش زعفران در لایه ای بسیار نازک روی یک پارچه پهن شده و طی چند ساعت در مقابل آفتاب و یا 7 تا 10 روز در سایه خشک می‌شود. در کشورهای یونان، ایتالیا و اسپانیا زعفران با هوای گرم خشک می‌شود. در ایتالیا زعفران روی یک الک پهن شده و 20 سانتیمتر بالاتر از یک منقل زغال قرار داده می‌شود. و در بین یک بار هم زیر و رو می شود تا یکنواخت خشک شود. در یونان کلاله‌ها روی سینی‌های 40 در 50 سانتیمتر مربع، که در کف آن یک پارچه سیلک قرار گرفته با لایه‌‎های کم عمق 4 تا 5 میلیمتری پهن می‌شود. این سینی‌ها روی فریم‌های با سطح 50 سانتیمتر قرار می‌گیرد. در حین اولین ساعات فرایند دمای اتاق در 20 درجه  و سپس به 35 تا 45 درجه افزایش می‌یابد. رطوبت نسبی هوا نباید از 50% بیشتر شود. فرایند خشک کردن، زمانی که رطوبت نمونه‌ها به 10 تا 11% برسد خاتمه می‌یابد(معمولا بعد از 12 ساعت). در اسپانیا، کلاله‌ها روی یک پارچه سیلک در یک الک قرار داده می‌شود که روی یک منبع حرارتی قرار می‌گیرد. این منبع حرارتی می‌تواند یک گاز پخت و پز، زغال یا یک هیتر برقی باشد. فرایند زمانی که 85 تا 95% از رطوبت محصول کاسته شد، بعد به مدت 30 دقیقه نیز به آرامی در دمای 35 درجه خشک می‌شود.

خشک کردن زعفران به روش انجمادی

عاطفی و همکاران(1383)در تحقیقی به بررسی اثر روش خشک کردن انجمادی بر فاکتورهای کیفی زعفران پرداختند. در این روش زعفران به دو روش سنتی و انجمادی خشک شد. در روش سنتی 3 روز و در روش انجمادی با دو زمان ( 5 و 40 ساعت در منفی 18 درجه سلسیوس جهت انجماد اولیه) خشک شدند. ضمنا شرایط خشک کردن انجمادی در دمای 13- درجه سلسیوس، فشار 15/0 میلی متر جیوه، زمان 20 ساعت بود. نمونه خشک شده از نظر کروسین، پیکروکروسین و سافرانال، ویژگیهای حسی، شدت رنگ و بو در دو حالت خشک و محلول و بار میکروبی مقایسه شدند. نتایج نشان داد که مقدار کروسین در نمونه انجمادی بیشتر از نمونه خشک شده سنتی بود. همچنین بافت و رنگ طبیعی بود و آبگیری مجدد سریعتر و کامل‌تر انجام شد. اما آبگیری مجدد در نمونه سنتی با ظاهری چروکیده و رنگی تیره کندتر و ناقص بود. در ارزیابی حسی رنگ، در حالت خشک اختلاف معنادار بین نمونه‌ها مشاهده شد و نمونه سنتی در اولویت نسبی قرار گرفت. در مقدار سافرانال دو نمونه پس از 8 ماه اختلاف معنی داری نبود. بار میکروبی شامل آلودگی کپک، مخمر و کلی فرم شمارش شد و در نمونه انجمادی کمتر بود. ارزیابی حسی بو نمونه سنتی در اولویت بود ولی اختلاف معنی دار نبود.

خشک کردن زعفران به روش ماکروویو

چهار روش مختلف خشک کردن زعفران ارزیابی شدند. روش سنتی خشک کردن در دمای اتاق، خشک کردن با آون الکتریکی در دماهای مختلف و خشک کردن با ماکروویو با توانهای مختلف. نتایج نشان داد که بیشترین قدرت رنگی وقتی به دست آمد که دما بالاتر و زمان کوتاه‌تر بود. همچنین بیشترین رنگ و عطر در بالاترین دما به دست آمد. بین مقادیر پیکروکروسین در دماهای مختلف تفاوتی نبود. بین این روش‌ها خشک کردن با ماکروویو در 1000 وات و خشک کردن در دمای اتاق به شیوه سنتی به ترتیب بالاترین و پایینترین سطوح خواص کیفی را داشتند.(2012 , Maghsoodi et al.)

خشک کردن زعفران به روش مادون قرمز

در تحقیقی به مطالعه پارامترهای انتقال جرم و خواص کیفی زعفران تحت شرایط خشک کردن مادون قرمز در دماهای مختلف از 60 تا 110 درجه سلسیوس پرداخته شد. مشاهده شد که فرایند خشک کردن زعفران در ابتدا در یک دوره با شتاب کم و سپس در یک دوره با آهنگ نزولی ادامه یافت. آنها با مدل دینسر و دوست ضریب انتشار موثر رطوبت و انتقال جرم همرفتی را تعیین کردند. همچنین ارزیابی خواص کیفی نشان داد که مقدار کل کروسین وقتی دما تا 90 درجه بالارفت، افزایش و در دماهای بالاتر مقدار آن کاهش یافت.وقتی دما از 60 به 70 درجه افزایش یافت،  کل مقدار سافرانال نمونه‌ها کاهش پیدا کرد ولی از 70 تا 110 درجه به طور پیوسته افزایش داشت. همچنین مقدار پیکروکروسین وقتی که دمای خشک کردن از 60 به 100 رسید  از 83 تا 93 افزایش یافت(Torki- Harchegani et al., 2017).

پارامترهای کیفی زعفران

کیفیت زعفران به میزان متابولیت‌های ثانویه مثل کروسین، پیکرو کروسین و سافرانال بستگی دارد. هدف از این تحقیق ارزیابی تاثیر شرایط خشک کردن بر مقدار متابولیتهای ثانویه زعفران تولید شده در منطقه کاسیا (Cascia) از نواحی مرکزی ایتالیا می‌باشد. مقادیر متفاوتی از نمونه‌ها برای شرایط مختلف خشک کردن و توسط اسپکتروفتومتری UV-VIS برای تعیین کروسین، پیکروکروسین و سافرانال آنالیز شدند. سافرانال همچنین توسط کروماتوگرافی گاز با رزولوشن بالا آنالیز شد، در حالی که کروسین و پیکرو کروسین توسط کروماتوگرافی مایع با عملکرد بالا با آرایه دیودی و آشکارساز طیف سنجی  جرمی آنالیز شد. نتایج آنالیزهای کروماتوگرافی نشان داد که نمونه‌های خشک شده در شرایط ملایم‌تر کمترین مقادیر متابولیت‌های ثانویه را دارا بودند. نمونه های خشک شده در دمای 60 درجه در 55 دقیقه بیشترین trans-crocin-4 و پیکرو کروسین را داشتند، در حالیکه بیشترین مقدار سافرانال در زعفران خشک شده در 55 درجه سلسیوس برای 95 دقیقه بود.

خشک کردن یک فرایند مهم پس از برداشت زعفران است. افت وزن زعفران در حین فرایند خشک کردن 80% است و طبق استاندارد ISO 3632 (2011) مقدار رطوبت نهایی آن باید زیر 12% باشد. نحوه فراوری زعفران، دوام، کیفیت و ارزش اقتصادی محصول نهایی را مشخص می‌کند. طبق استاندارد  فوق چهار سطح شدت رنگ برای زعفران در نظر گرفته شده است. فرایند خشک کردن یکی از  مراحل مهم است که بر متابولیتهای ثانویه (کروسین، پیکروکروسین و سافرانال ) و همین طور برخی اجزای دیگر مثل فلاونوییدها، و کامفرول-3- سفروساید-7- O- گلوکوساید تاثیر بسزایی دارد. در حین فرایند خشک کردن پیکروکروسین محلول در آب به سافرانال تبدیل می‌شود. این عمل یا به صورت دو مرحله‌ای آنزیمی/ خشک کردن و یا به صورت مستقیم فقط خشک کردن در دمای بالا یا محیط با Ph زیاد صورت می‌گیرد.

فرایند خشک کردن برای نگهداری زعفران برای یک دوره طولانی ضروری است. این که این فرایند چگونه انجام شود، خود را مستقیما در خواص کیفی(رنگ، طعم، عطر و بو، مقدار فلاونول) نشان می‌دهد.در حال حاضر روش خشک کردن انجمادی محصولات با کیفیت بالاتری داشته است. ویروس‌ها می‌توانند فیزیولوژی و متابولیسم گیاهان را تغییر دهند، قادرند تا فعالیت چندین آنزیم را تحت تاثیر قرار دهند. به همین دلیل اجزای اصلی زعفران تحت دو روش مختلف خشک کردن ، انجمادی و خشک کردن تاریک(Dark-Drying)، با در نظر گرفتن آلودگی‌شان به ویروس نهان زعفران (SaLV)  آنالیز شد. نتایج نشان داد که نمونه‌های خشک شدن به دو روش در میزان پیکرو کروسین و سافرانال متفاوت بودند. به‌علاوه، مقدار کامفرول-3- سفروساید-7- O- گلوکوساید (Kaempfrol-3-O-Sophoroside-7-O-glucoside) بین نمونه‌های آلوده به ویروس نهان زعفران و غیر آلوده متفاوت بود. به‌علاوه نتایج این تحقیق نشان داد که مقدار کروسین در نمونه خشک شده توسط خشک کن انجمادی کاهش یافت و خشک کردن دارک می‌تواند اثر نامطلوب ویروس را بر مقدار کروسین از بین ببرد.(Lopez et al., 2021)

مقايسه فنی و اقتصادی عملکرد خشک‌کن‌های اتويی با روش سنتی برای خشک کردن زعفران (بخش دوم)