董紀(jì)超，丁 強(qiáng)，劉紫琪，李 瑩，張文成

（合肥工業(yè)大學(xué)食品與生物工程學(xué)院，農(nóng)產(chǎn)品生物化工教育部工程研究中心，安徽 合肥 230601）

0 引言

玫瑰為薔薇科薔薇屬植物，富含槲皮甙、脂肪、鞣質(zhì)、維生素等生物活性成分，具有調(diào)節(jié)人體內(nèi)分泌、促進(jìn)新陳代謝、消除疲勞、美白淡斑、消水腫等功效。據(jù)現(xiàn)代藥理分析，玫瑰花含有揮發(fā)油、酯類、苯乙醇、橙花醇、有機(jī)酸、紅色素、黃色素、蠟質(zhì)、胡蘿卜素等對(duì)人體有益的成分[1-2]。玫瑰花中的花色苷是天然食用色素，多酚類物質(zhì)則是一種重要的抗氧化物質(zhì)，其酚羥基具有很強(qiáng)的還原性，具有SOD抗氧化活性；能有效清除自由基成分，具有美容養(yǎng)顏等功效，從而使食用玫瑰成為生產(chǎn)保健飲品的理想原料[3-5]。

因此，利用玫瑰干花蕾來(lái)制作一款色澤鮮艷、營(yíng)養(yǎng)豐富的研制飲料用的提取液，既可實(shí)現(xiàn)廢棄玫瑰干花的利用率，又可提高玫瑰花的綜合利用價(jià)值。

1 試驗(yàn)材料與方法

1.1 材料與試劑

玫瑰干花蕾，廬江縣璟泰玫瑰花種植有限責(zé)任公司提供；化學(xué)試劑均為分析純。

1.2 儀器與設(shè)備

粉碎機(jī)，浙江永康市紅太陽(yáng)機(jī)電有限公司產(chǎn)品；分光光度計(jì)，Shimadzu公司產(chǎn)品；BSG-26型電熱恒溫水浴鍋，上海一恒科學(xué)儀器有限公司產(chǎn)品；循環(huán)水式真空泵，上海申勝生物技術(shù)有限公司產(chǎn)品。

1.3 試驗(yàn)方法

1.3.1 工藝流程

原料篩選[5]→粉碎→過(guò)篩→浸提→過(guò)濾→樣品。

1.3.2 玫瑰花蕾色素提取條件優(yōu)化研究

根據(jù)預(yù)試驗(yàn)，測(cè)定玫瑰干花蕾花色苷在波長(zhǎng)521 nm附近，所以選用提取液在波長(zhǎng)521 nm處的吸光度，參考Cy-3,5-diglu標(biāo)準(zhǔn)曲線計(jì)算出的色素浸提率為考查指標(biāo)[6]，采用單因素試驗(yàn)法，進(jìn)行玫瑰花蕾色素提取工藝優(yōu)化研究。選取檸檬酸溶液質(zhì)量分?jǐn)?shù)、料液比（提取液體積與玫瑰花蕾粉質(zhì)量之比）、提取時(shí)間、提取溫度、提取次數(shù)5個(gè)因素，進(jìn)行單因素試驗(yàn)設(shè)計(jì)。

（1）檸檬酸溶液質(zhì)量分?jǐn)?shù)的確定?？紤]工廠實(shí)際條件和經(jīng)濟(jì)適用原則，確定檸檬酸溶液作為提取劑[7-9]。分別稱取1 g的玫瑰花蕾粉置于6個(gè)150 mL錐形瓶中，依次加入2%，6%，10%，14%，18%，22%的檸檬酸溶液40 mL，置于恒溫水浴鍋（溫度50℃）提取1 h，取出后過(guò)濾。取濾液，計(jì)算玫瑰花色苷浸提率并確定較佳的檸檬酸溶液質(zhì)量分?jǐn)?shù)。

（2）提取料液比的確定。分別稱取1 g的玫瑰花蕾粉置于6個(gè)150 mL錐形瓶中，分別加入10，20，30，40，50，60 mL提取液，置于恒溫水浴鍋（溫度50℃）提取1 h，取出后過(guò)濾。取濾液,計(jì)算玫瑰花色苷浸提率并確定較佳的料液比。

（3）提取時(shí)間的確定。保持其他因素條件不變，選擇提取時(shí)間分別為40，50，60，70，80，90 min。提取后取濾液，計(jì)算玫瑰花色苷浸提率并確定較佳的提取時(shí)間。

（4）提取溫度的確定。保持其他因素條件不變，選擇溫度分別為30，40，50，60，70，80，90℃，提取后過(guò)濾。取濾液，計(jì)算玫瑰花色苷浸提率并確定較佳的提取溫度。

（5）玫瑰花蕾色素提取正交試驗(yàn)。根據(jù)單因素試驗(yàn)研究結(jié)果，對(duì)各因素做方差分析，每個(gè)因素選取其中最優(yōu)的3個(gè)水平，進(jìn)行L9（34）正交試驗(yàn)，確定最佳提取條件。

（6）提取次數(shù)的確定。在最優(yōu)條件的基礎(chǔ)上對(duì)玫瑰花蕾粉進(jìn)行多次浸提，分別計(jì)算每次提取液的玫瑰花色苷的浸提率，以確定既經(jīng)濟(jì)又高效的提取次數(shù)。

2 結(jié)果與分析

2.1 檸檬酸溶液質(zhì)量分?jǐn)?shù)的確定

不同檸檬酸質(zhì)量分?jǐn)?shù)提取液浸提率見(jiàn)圖1。

圖1 不同檸檬酸質(zhì)量分?jǐn)?shù)提取液浸提率

由圖1可知，玫瑰花色苷的提取率在檸檬酸質(zhì)量分?jǐn)?shù)為14%之后趨于平緩，且隨著質(zhì)量分?jǐn)?shù)進(jìn)一步增大，強(qiáng)酸條件可能會(huì)破壞有效成分[10]，喪失浸提液的部分營(yíng)養(yǎng)功效，所以綜合考慮選擇質(zhì)量分?jǐn)?shù)14%的檸檬酸溶液為玫瑰色素的提取液。

2.2 提取料液比的確定

不同料液比情況下提取液浸提率見(jiàn)圖2。

圖2 不同料液比情況下提取液浸提率

由圖2可知，首次提取的效果隨著料液比的增大而提高，但在料液比到達(dá)1∶30后增速減緩，由此可知，首次提取率可隨料液比的增大而達(dá)到上限，此時(shí)，即使增加溶劑的用量，浸提率也不會(huì)得到明顯提高。為了保證提取效果較好且不造成較大浪費(fèi)，選擇1∶30（g∶mL）為色素提取料液比。

2.3 提取時(shí)間的確定

不同時(shí)間情況下提取液浸提率見(jiàn)圖3。

圖3 不同時(shí)間情況下提取液浸提率

由圖3可知，玫瑰花色苷的浸提率在60 min達(dá)到最大，并在之后隨著時(shí)間的增加而降低，提取液中的花色苷含量隨著溫度的升高而降低，表明花色苷在高溫下不穩(wěn)定，容易分解。因此，提取時(shí)間為60 min時(shí)色素的提取效果最佳。

2.4 提取溫度的確定

不同溫度情況下提取液浸提率見(jiàn)圖4。

圖4 不同溫度情況下提取液浸提率

由圖4可知，花色苷浸提率隨著提取溫度的增高在70℃時(shí)達(dá)到最大值，超過(guò)70 min后，浸提率逐漸下降，說(shuō)明浸提時(shí)間過(guò)長(zhǎng)可能導(dǎo)致花色苷的降解。因此，選擇的最佳提取溫度為70℃。

2.5 玫瑰花蕾天然色素提取正交試驗(yàn)數(shù)據(jù)處理

考慮到檸檬酸質(zhì)量分?jǐn)?shù)的影響趨勢(shì)較為明顯，所以本著經(jīng)濟(jì)的原則，選擇質(zhì)量分?jǐn)?shù)14%檸檬酸溶液作為提取劑。以料液比（A）、提取溫度（B）、提取時(shí)間（C）3個(gè)因素進(jìn)行L9（34）正交試驗(yàn)。

正交試驗(yàn)因素與水平設(shè)計(jì)見(jiàn)表1，色素提取正交試驗(yàn)結(jié)果見(jiàn)表2。

見(jiàn)表1 正交試驗(yàn)因素與水平設(shè)計(jì)

表2 色素提取正交試驗(yàn)結(jié)果

由正交試驗(yàn)結(jié)果可知，提取的最佳工藝條件是A3B3C3，即料液比為1∶40，提取溫度為80℃，提取時(shí)間為60 min，檸檬酸質(zhì)量分?jǐn)?shù)為14%。從極差分析可以看出，B>C>A，即提取溫度對(duì)玫瑰色素浸提率影響最大，其次是提取時(shí)間，最后是料液比。對(duì)最優(yōu)組合進(jìn)行驗(yàn)證，結(jié)果顯示色素浸提率大于上述試驗(yàn)中的最高浸提率（3.236 mg/g），表明優(yōu)化結(jié)果有效。

2.6 提取次數(shù)的確定

提取次數(shù)對(duì)玫瑰色素浸提率的影響見(jiàn)表3。

表3 提取次數(shù)對(duì)玫瑰色素浸提率的影響

隨著提取次數(shù)的增加，色素提取率呈現(xiàn)明顯的遞減趨勢(shì)，3次浸提后濾渣已接近無(wú)色，故認(rèn)為3次浸提即已完全。通過(guò)計(jì)算得到2次提取后色素累計(jì)浸提率已達(dá)96.91%，因此從經(jīng)濟(jì)適用的原則考慮，確定最佳提取次數(shù)為2次。

3 結(jié)論

通過(guò)單因素試驗(yàn)及正交試驗(yàn)，結(jié)合實(shí)際生產(chǎn)需求，共同確定了玫瑰花色苷的最佳浸提工藝，且最佳浸提條件為檸檬酸質(zhì)量分?jǐn)?shù)14%，料液比1∶40（g∶mL），提取時(shí)間60 min，提取溫度80℃。經(jīng)極差分析結(jié)果表明，3個(gè)因素對(duì)色素提取效果的影響大小依次為料液比>提取時(shí)間>提取溫度。