بهینه‌سازی شرایط استخراج رنگ آناتو در مقیاس نیمه صنعتی و ارزیابی پایداری رنگی آن در شرایط آزمایشگاهی و سیستم مدل غذایی

در این پژوهش، تاثیر متغیرهای نوع حلال، نسبت دانه به حلال، دما و زمان استخراج بر بازده رنگی، خلوص رنگ و بازده بیکسین/ نوربیکسین دانه آناتو بود. طرح مرکب مرکزی با چهار فاکتور نوع حلال (استون، سود، سود-استون)، نسبت حلال به ماده جامد (1:1 تا 1:5 میلی لیتر بر گرم) و زمان (2-6 ساعت) و دمای استخراج (25-65 درجه سانتیگراد) در سه سطح (1- ، 0 و 1) بررسی شد. نتایج حاکی از آن بود که مدل درجه دوم برای بازده رنگ آناتو معنی دار می باشد و ضریب تببین (r2) محاسبه شده برای آن 0.915 بود که بیانگر آن است که 91.5% تغییر در پاسخ ها توسط مدل برازش شده قابل تبیین است. همچنین دما و زمان استخراج تاثیر معنی داری بر بازده استخراج نشان نداد. بازده بیشینه تحت شرایط حلال هیدروکسید سدیم، دمای cº 46.41، زمان 2.05 ساعت و نسبت حلال به ماده جامد 5 به 1، معادل 13.31% پیش بینی گردید. مدل درجه دوم برای خلوص رنگ آناتو معنی دار بود و ضریب تبیین (r2) محاسبه شده برای آن 0.848 بود. با تغییر نوع حلال از استون به سود و افزایش نسبت حلال به ماده جامد، خلوص افزایش یافت. شاخص بازده بیکسین/ نوربیکسین نیز که در واقع وزن بیکسین/ نوربیکسین نسبت به دانه آناتو می باشد، به عنوان یک شاخص جامع تر تعیین و محاسبه شد. همچنین موثرترین عامل در تغییرات رنگ پودر آناتو، عامل نور تشخیص داده شد که درصورت حذف آن با استفاده از بسته بندی های مناسب می توان کیفیت پودر رنگ های استخراجی را تا حدود زیادی حفظ نمود. نتایج مشابهی در خصوص پایداری پودر رنگ آناتو در سیستم مدل غذایی پودر آب پنیر مشاهده شد. 

optimization of annatto dye extraction in semi-industrial scale and evaluation of its stability in laboratory scale and food model system

in this research, the effects of solvent type, solvent to seed ratio, temperature and time of extraction on the yield, the color purity and the yield of bixin/ norbixin of annatto were studied. central composite design with 4 parameters including of solvent type (acetone, naoh and acetone-naoh), solvent to seed ratio (1:1 to 5:1 ml/g), time (2-6 h) and temperature of extraction (25-65 ºc) in three levels (-1, 0 and +1) was employed. the results indicated that the quadratic model was significant for the yield of annatto and r2 = 0.915, indicating that 91.5 % of the change in the responses could be predicted by the fitted model. in addition, the temperature and time of extraction had no any significant effect on the extraction yield. the maximum yield was predicted by naoh under the 46.41 ºc, 2.05 h and solvent to seed ratio of 5:1, which was 13.31 %. the quadratic model was significant for the color purity of annatto and r2 = 0.848. by changing the solvent from acetone to naoh and increasing the solvent to seed ratio, the color purity increased. furthermore, bixin/ norbixin yield, which is the weight ratio of bixin or norbixin to annatto seed, was determined and calculates as a comprehensive response. the most effective factor in the color change of annatto powder was determined as light and if it removed, using suitable packaging, it would be possible to maintain the best quality of the powder .similar results were obtained regarding the stability of annatto dye in the whey powder.