پیاده سازی و ساخت سامانه ی زبان الکترونیک به منظور تشخیص تقلب در زعفران

زعفران با نام علمی .Crocus sativus L، متعلق به خانواده‌ی زنبقیان و دارای کلاله‌‌ی سه شاخه است. که از محصولات کشاورزی سازگار با شرایط آب و هوایی منطقه‌ی خاورمیانه، مرکز آسیا، و قسمتی از اروپا است. کلاله‌های خشک شده‌ی زعفران از گران‌ترین ادویه‌های جهان هستند و ارزش غذایی بالایی دارند که به‌عنوان افزودنی خوراکی و همچنین داروی گیاهی به‌کار می‌روند. کیفیت، درجه‌بندی اقتصادی، و خواص حسی زعفران به محتوای ترکیباتی چون استرهای کروستین (رنگ، حلال در آب)، پیکروکروسین (مزه‌‌ی تلخ، بی‌رنگ)، سافرانال (روغن فرار)، و فلاونوییدهایی ازقبیل کامپفرول (نوعی آنتی اکسیدان) وابسته است. قیمت زعفران به‌دلیل ترکیبات باارزش و خواص بالای آن و همچنین از نظر برداشت دشوار آن، بسیار بالاست. کلاله‌های خشک شده‌ی زعفران، گران‌ترین ماده‌ی گیاهی و ادویه در جهان است که قیمت بالا و افزایش روزافزون تقاضا برای خرید، منجربه افزایش تقلب در آن با استفاده از ترکیب مواد رنگی با ارزش کمتر و غالبا مضر برای سلامتی انسان، شده است.

روش‌های متداول در ارزیابی کیفی زعفران شامل کروماتوگرافی مایع با کارایی بالا (HPLC)، طیف سنجی فروسرخ نزدیک (NIR)، فروسرخ متوسط (MIR)، و طیف سنجی جرمی- کروماتوگرافی گازی (GC-MS) است. اخیرا تحقیقاتی به‌منظور تشخیص زعفران تقلبی با استفاده از روش‌های مرسوم مانند کروماتوگرافی صفحه‌ای و کروماتوگرافی مایع با کارایی بالا انجام شده است. اما تاکنون ماشین یا سامانه‌ی ویژه‌ای برای تشخیص زعفران اصلی از زعفران تقلبی طراحی یا ساخته نشده است.
فناوری زبان الکترونیک (تحلیل مایعات) از روش های جدیدی است که اخیرا در کشاورزی و به‌خصوص در زمینه‌ی بررسی کیفی مواد غذایی بسیار مورد توجه محققان قرار گرفته است و شامل آرایه‌ای از الکترودهای انتخابی متصل به برنامه‌ی تشخیص الگو است. این سامانه‌های حسگری به‌طور گسترده در تحلیل مواد غذایی گوناگون از قبیل نوشیدنی‌ها و روغن‌ها استفاده شده‌اند.
در این پژوهش، سامانه‌ی قابل حمل زبان الکترونیک دارای آرایه‌ای از حسگرهای ولتامتری بر پایه‌ی الکترودهای صفحه‌ی چاپی (SPE) به‌منظور تشخیص تقلب در زعفران، شرح و بسط یافت. انواع زعفران تقلبی از مخلوط کردن زعفران اصلی با خامه‌ی زعفران، گلرنگ، کلاله‌ی رنگ شده‌ی ذرت، و رنگ‌های شیمیایی تارترازین و متیل اورنج، تهیه شده است. شکل و مکان پیک‌های هر ولتاموگرام حاصل از آرایه‌ی حسگری زبان الکترونیک در محلول‌های متفاوت و ویژه‌ی همان ماده و پیک‌های هر ولتاموگرام وابسته به اجزای ردوکس در محلول موردنظر بود. ویژگی‌های استخراج شده از سیگنال‌های حاصل از سامانه‌ی زبان الکترونیک، با روش‌های تحلیل مولفه‌های اصلی (PCA)، و تحلیل تفکیک خطی (LDA) پردازش و تمام نمونه‌ها به‌طور کامل از یکدیگر متمایز شدند. نتایج طبقه‌بندی نمونه‌ها، قابلیت بالای سامانه‌ی زبان الکترونیک را در تشخیص و تمایز تقلب در زعفران نشان داد. بنابر قابلیت حسگرهای زبان الکترونیک، این سامانه می‌تواند جایگزین روش‌های زمان‌بر و پیچیده‌ی متداول در تشخیص و تعیین ترکیبات زعفران و تعیین درجه خلوص زعفران شود.

ویرایش شده توسط مجموعه زعفران صباغ زاده

عنوان نشریه: مهندسی بیوسیستم ایران
اطلاعات شماره: دوره‌ی ۴۶، شماره‌‌ی ۴، زمستان ۱۳۹۴ (ص ۴۱۳-۴۰۵)