نانوتکنولوژی و زعفران
در این مطالعه مروری به بررسی تحقیقات انجام شده در زمینه زعفران و نانوتکنولوژی پرداخته شده است. این تحقیقات در زمینه بسته بندی تا نانوکپسوله کردن ترکیبات فعال زعفران (با تکیه بر کروسین) می باشد.
1- اسلامی و همکارانش در سال 2015 به بررسی تاثیر بسته بندی کامپوزیت نانوسیلور بر ویژگی های میکروبیولوژیکی زعفران ایرانی پرداختند. در این پژوهش بار میکروبی کلاله زعفران خشک شده در طول یک دوره 6 ماهه نگهداری در بسته بندی نانوسیلور بررسی شد. برای ارزیابی کارایی نانوسیلور ابتدا نمونه های زعفران که از 5 منطقه مختلف استان خراسان جمع آوری شده بود، به چهار نوع باکتری (Staphylococcus aureus, Enterococcus faecalis, Salmonella Enteritidis, Enterobacter, Escherichia coli) و دو نوع قارچ (Fusarium oxysporum و Aspergillus flavus) آلوده شد. نانوسیلور نیز در غلظت های مختلف (400، 800، 1200 و ppm 4000) در کامپوزیت بکار برده شد. آزمایشات میکروبی در بازه های زمانی 14، 28، 64، 90 و 180 روز پس از بسته بندی انجام شد. نتایج نشان داد بار میکروبی نمونه ها در 5 مورد در حد استاندارد بوده و قارچ ها جمعیت غالب را در این نمونه ها داشته اند. همچنین مشخص گردید با افزایش غلظت نانوسیلور در بسته بندی زعفران، کارایی ضدمیکروبی آن افزایش می یابد.
2- رهایی و همکاران در سال 2015 به بررسی امکان بهبود پایداری کروسین با استفاده از نانوذرات زیست تخریب پذیرِ کیتوزان- آلژینات پرداختند. آنها نانوانکپسولاسیون کروسین را با استفاده از روش اصلاح شده ژلاتیناسیون یونی به عنوان فرآیند جهت بهبود پایداری این رنگدانه زعفران ارزیابی نمودند. متغیرهای مورد بررسی شامل غلظت کیتوزان، آلژینات و pH بوده و اثر آنها بر اندازه ذرات، پتانسیل زتا و راندمان انکپسولاسیون ارزیابی شد. نتایج نشان داد اندازه نانوذرات تولیدی در محدوده 230-165 نانومتر بوده و راندمان ریزپوشانی نیز 33/48% می باشد. نسبت وزنی کیتوزان- آلژینات در این نمونه ها 1 به 25/1 بوده و pH محیط 7/4 تنظیم گردید. آزمون های مربوط به بررسی پایداری نشان داد نانوانکپسولاسیون کروسین با بیوپلیمرهای کیتوزان- آلژینات سبب افزایش پایداری آن در مقابل شرایط محیطی می گردد.
3- هادوی و جعفری در سال 2014 به بررسی نانوانکپسولاسیون عصاره زعفران با استفاده از نانولیپوزوم پرداخته و تاثیر غلظت لیستین، روغن و زعفران بر راندمان انکپسولاسیون و پایداری نانولیپوزوم تولیدی را ارزیابی نمودند. در این پژوهش عصاره آبی زعفران تولید شده و بوسیله گلیسرول، روغن و لیستین انکپسوله گردید. نتایج نشان داد نانولیپوزوم های حاوی زعفران (با فرمولاسیون 15/0%، روغن 35% و لیستین 1%) دارای بهترین شرایط از لحاظ سایز و انکپسولاسیون بودند. همچنین مشخص گردید افزایش غلظت روغن، زعفران و لیستین تاثیر معناداری بر انکپسولاسیون نانولیپوزوم دارد.
4- اسفنجانی و همکاران در سال 2015 نانوانکپسولاسیون عصاره زعفران با استفاده از امولسیون چندگانه حاوی پکتین و کنسانتره پروتئین آب پنیر و خشک کن پاششی را ارزیابی نمودند. در این پژوهش امولسیون عصاره زعفران اولیه در روغن (W/O) حاوی 10% (وزنی/ وزنی) عصاره زعفران مجددا برای تولید امولسیون آب در روغن در آب امولسیفیته شد. برای پایدار کردن امولسیون از پکتین و کنسانتره پروتئین آب پنیر استفاده شد. راندمان انکپسولاسیون کروسین، پیکروکروسین و سافرانال بررسی گردید. نتایج نشان داد امولسیون چندگانه آب در روغن در آب که با استفاده از پکتین و کنسانتره پروتئین آب پنیر پایدار شده است دارای پتانسیل بسیار خوبی برای انکپسولاسیون ترکیبات موثره زعفران می باشد.
5- گل محمدزاده و همکاران در سال 2011 آماده سازی و ارزیابی ویژگی های محافظت کنندگی سافرانال در برابر اشعه خورشید و اثرات مرطوب کنندگی آنرا در نانولیپوزوم مورد ارزیابی قرار داده و با نمونه شاهد حاوی هوموسالات مقایسه شد. نانولیپوزوم ها حاوی درصدهای مختلف سافرانال (25/0، 5/0، 1، 2، 4 و 8%) بود. لیپوزوم ها با روش گداخت و هموژنیزاسیون تولید شدند. فاکتور محافظت در برابر خورشید (SPF) در محیط آزمایشگاه مورد ارزیابی قرار گرفت. مطالعات آزمایشگاهی مربوط به قدرت نفوذ فرمولاسیون های مختلف در سلول نیز ارزیابی شد. برای هر فرمولاسیون مقدار سافرانال نفوذ کرده و باقیمانده پس از 24 ساعت اندازه گیری شد. مقدار رطوبت پوست نیز قبل از استفاده از نانولیپوزوم سافرانال و پس از استفاده از آن در بازه های زمانی 30 دقیقه، 1، 2 و 3 ساعت ارزیابی شد. نتایج نشان داد SPF لیپوزوم های حاوی 8% سافرانال به طور معناداری بالاتر از نمونه های دارای هوموسالات بود. از لحاظ خصوصیات رطوبت دهی اختلاف معناداری بین لیپوزوم های حاوی 1 و 4% سافرانال و همچنین نانولیپوزوم های خالی وجود نداشت.
6- موسوی و همکاران در سال 2011 به بررسی امکان بهبود خاصیت سمی کروسین در برابر سلول های سرطانی بوسیله محبوس کردن آن در نانولیپوزوم پرداختند. برای تهیه نانولیپوزوم کروسین از روش تبخیر حلال استفاده شد. پس از تهیه نانولیپوزوم، با استفاده از خشک کن انجمادی خشک گردید. سلول های سرطانی در معرض کروسین و نانولیپوزوم های حاوی کروسین با دوغلظت 5/0 و 1 میکرومول قرار گرفتند. نتایج نشان دهنده تاثیر معنادار غلظت کروسین بر ویژگی های ضدسرطانی آن می باشد. مشخص گردید استفاده از نانوانکپسولاسیون کروسین در لیپوزوم سبب افزایش سمیت آن بر علیه سلول های سرطانی می شود.
7- فراهانی و همکاران در سال 2015 به بررسی اثر کودهای حاوی نانوذرات آهن بر میزان جذب آهن در زعفران و کیفیت و کمیت زعفران تولیدی پرداختند. آنها از دو نوع کود یکی حاوی آهن و دیگری حاوی نانوذره آهن و در سه غلظت 5/0، 5 و 10 کیلوگرم بر هکتار استفاده نمودند. فاکتورهای کمی مورد بررسی در این پژوهش تعداد گل، کیفیت گل، راندمان تر و خشک کلاله تولیدی، میزان کلروفیل a و b و کلروفیل کل بود. فاکتورهای کیفی مورد بررسی نیز شامل میزان ترکیبات فعال (کروسین، پیکروکروسین و سافرانال) بود. نتایج نشان داد میزان کروسین، پیکروکروسین و سافرانال، کلروفیل کل و کلروفیل b تحت تاثیر غلظت و نوع کود قرار نمی گیرند اما افزایش میزان میزان کود نانو تا 10 کیلوگرم بر هکتار، راندمان تولید گل تر افزایش یافت. استفاده از 5 کیلوگرم در هکتار از کود نانو منجر به افزایش راندمان خشک تولید کلاله شد. نهایتا مشخص گردید استفاده از کود نانو دارای کارایی بالاتری از کود معمولی داشته و همچنین غلظت 5 کیلوگرم در هکتار نسبت به 10 کیلوگرم ارحجیت داشت.
8- ثالث و همکاران در سال 2012 به بررسی تاثیر استفاده همزمان از پرتو گاما و بسته های حاوی نانوذرات نقره بر ویژگی های میکروبیولوژیکی زعفران پرداختند. نمونه های زعفران در ظروف پلی اتیلنی حاوی ppm 300 نانوذرات نقره بسته بندی شده و در معرض پرتوافکنی با کبالت-60 با 4 شدت (1، 2، 3 و 4 کیلوگری) در دمای اتاق قرار گرفتند. ظرفیت آنتی اکسیدانی این دو تکنولوژی بر علیه باکتری های مزوفیل هوازی، انتروباکترها، اشرشیا کلای و کلستریدیوم پرفرینژنس بررسی شد. بررسی ها نشان داد بهترین شرایط برای کاهش جمعیت میکروبی در بسته بندی های حاوی نانوذرات نقره، 2 کیلو گری بوده و در بسته های فاقد ذرات نقره 4 کیلوگری می باشد.
9- امیرنیا و همکاران در سال 2014 تاثیر استفاده از کود نانو و وزن های مختلف بنه های مادری زعفران را بر ویژگی های زعفران مورد ارزیابی قرار دادند. در این پژوهش از نانوکودهای مختلف (آهن، فسفر، پتاسیم) استفاده شده و بنه های زعفران از مناطق مختلف ایران (مشهد، تربت حیدریه، تربت جام، گناباد، قائن و بیرجند) با وزن های مختلف (6، 8، 10 و 12) جمع آوری گردید. در طول 2 سال مدت زمان آزمایش مشخص گردید اختلاف معنی داری بین نوع کودهای نانو، اکوتیپ های زعفران و وزن بنه های زعفران وجود دارد. نتایج نشان دهنده اهمیت معنادار نانوکودها بر راندمان تولید زعفران بود. همچنین نانوکودها تاثیر معناداری بر کیفیت گلدهی زعفران داشتند. بنه های جمع آوری شده از مشهد و تربت حیدریه دارای راندمان بالایی بودند. این نتایج نشان دهنده اهمیت بالاتر وزن بنه مادری نسبت به نوع کود مورد استفاده و همچنین اکوتیپ زعفران بر راندمان تولید بود. با افزایش وزن بنه از 6 تا 12 گرم، راندمان تولید کلاله خشک و تعداد گل های تولیدی به ترتیب 17/5 و 4/4 برابر شد. نهایتا مشخص گردید گلدهی زعفران قویا متاثر شرایط محیطی و مدیریت مزرعه می باشد.
10-رضوانی و شریف زاده در سال 1393 تاثير نانو نقره بر خصوصيات رشد رويشي زعفران را ارزیابی نمودند. در اين آزمايش اثر پيش تيمار غلظت هاي صفر، 40، 80 و 120 پي پي ام محلول نانو نقره و بر هم کنش اين تيمارها با شرايط تنش غرقابي و عدم تنش غرقابي بر روي ريشه هاي زعفران مورد بررسي قرار گرفت. در شرايط بدون تنش غلظت هاي 40 و 80 پي پي ام نانو نقره تعداد ريشه را افزايش داد، اما طول ريشه با پيش تيمارهاي آب و نانو نقره 40 پي پي ام در سطح اطمينان 99 درصد افزايش پيدا کرد. در شرايط تنش غرقابي کاربرد غلظت هاي 40 و 80 پي پي ام اثر تنش را بر تعداد ريشه جبران کرد و کاربرد غلظت 40 پي پي ام نه تنها موجب جبران اثر تنش روي طول ريشه شد، بلکه ميزان اين صفت را به بيشتر از ميزان آن در شرايط شاهد بدون تنش افزايش داد. همچنين کليه پيش تيمارها موجب جبران اثر تنش بر وزن خشک و وزن تر ريشه شدند.
11-بقایی و ملکی در سال 1392 کود کلات آهن با بنيان هاي نانو و ميکرو بر عملکرد کمي و تخصيص مواد فتوسنتزي زعفران زراعي را مورد مقایسه قرار دادند. اثر کود آهن با بنيان هاي متفاوت نانو و ميکرو بر عملکرد کمي و تخصيص مواد فتوسنتزي زعفران آزمايشي به صورت فاکتوريل در مزرعه آموزشي و تحقيقاتي دانشکده کشاورزي دانشگاه شاهد در سال زراعي 90-1389 ارزیابی شد. فاکتور هاي آزمايش شامل دو نوع کود کلات آهن معمولي و نانو در سه سطح صفر، 5 و 10 کيلوگرم در هکتار بود. صفات مورد بررسي از قبيل طول برگ، تعداد برگ، تعداد گل، وزن کل پداژه، وزن تر گل، وزن پداژه اصلي، تعداد پداژه، عملکرد خشک کلاله، غلظت آهن در اندام هوايي و قطر پداژه اصلي به طور معني داري (در سطح 1 تا 5 درصد) تحت تاثير تيمارها قرار گرفت. با افزايش مقدار هر دو نوع کود، عملکرد زعفران افزايش يافت و کاربرد 10 کيلوگرم نانو کلات سبب افزايش وزن خشک کلاله (59 درصد)، وزن تر گل (69 درصد)، تعداد گل (51 درصد)، تعداد برگ (62 درصد)، طول برگ (14 درصد)، قطر پداژه اصلي (33 درصد) و وزن کل پداژه (42 درصد) نسبت به شاهد گرديد. تيمار کاربرد 5 کيلوگرم نانو کلات منجر به افزايش 56 درصدي تعداد پداژه نسبت به شاهد گرديد. بررسي غلظت آهن در اندام هوايي تحت تاثير نوع کود قرار نگرفت، اما با افزايش مقدار کود آهن، غلظت آهن در اندام هوايي کاهش يافت. جذب آهن کل در اندام هوايي در تيمار کود نانو 11 درصد نسبت به کود ميکرو افزايش معني دار نشان داد. به طور کلي، نتايج نشان داد که کود آهن با بنيان نانو نسبت به ميکرو موثرتر مي باشد به نحوي که در بيشتر صفات تيمار پنج کيلوگرم نانو کلات معادل 10 کيلوگرم کود کلات معمولي مي باشد
منابع
- ملکی فراهانی, س., & عقیقی شاهوردی, م. (2015). بررسی تأثیر کاربرد نانو کود آهن در مقایسه با کلات آن بر عملکرد کمی و کیفی زعفران زراعی (Crocus sativus L.). به زراعی کشاورزی, 17(1), 155-168.
- Eslami, M., Bayat, M., Nejad, A. S. M., Sabokbar, A., & Anvar, A. A. (2015). Effect of polymer/nanosilver composite packaging on long-term microbiological status of Iranian saffron (Crocus sativus L.). Saudi Journal of Biological Sciences.
- Golmohammadzadeh, S., Imani, F., Hosseinzadeh, H., & Jaafari, M. R. (2011). Preparation, characterization and evaluation of sun protective and moisturizing effects of nanoliposomes containing safranal. Iranian journal of basic medical sciences, 14(6), 521.
- Esfanjani, A. F., Jafari, S. M., Assadpoor, E., & Mohammadi, A. (2015). Nano-encapsulation of saffron extract through double-layered multiple emulsions of pectin and whey protein concentrate. Journal of Food Engineering, 165, 149-155.
- Amirnia, R., BAYAT, M., & Tajbakhsh, M. (2014). Effects of Nano Fertilizer Application and Maternal Corm Weight on Flowering at Some Saffron (Crocus sativus L.) Ecotypes. Turkish Journal Of Field Crops, 19(2), 158-168.
- Sales, E. H., Sedeh, F. M., & Rajabifar, S. (2012). Effects of gamma irradiation and silver nano particles on microbiological characteristics of saffron, using hurdle technology. Indian journal of microbiology, 52(1), 66-69.
- Mousavi, S. H., Moallem, S. A., Mehri, S., Shahsavand, S., Nassirli, H., & Malaekeh-Nikouei, B. (2011). Improvement of cytotoxic and apoptogenic properties of crocin in cancer cell lines by its nanoliposomal form. Pharmaceutical biology, 49(10), 1039-1045.
- Rahaiee, S., Shojaosadati, S. A., Hashemi, M., Moini, S., & Razavi, S. H. (2015). Improvement of crocin stability by biodegradeble nanoparticles of chitosan-alginate. International journal of biological macromolecules, 79, 423-432.
