玫瑰色素提取工藝條件優(yōu)化研究

孫 茜，張雨婷，穆 婷，葉 幸，唐紅楓

(1.湖北省疾病預防控制中心，湖北 武漢 430079；2.武漢東湖學院生命科學與化學學院，湖北 武漢 430212)

天然色素是從自然界中的動物、植物和微生物中直接提取的，因而在食品、化妝品乃至藥品中的應用更加安全可靠。天然綠色植物色素因其特有的營養(yǎng)價值，被作為食品添加劑廣泛使用，其生理活性高，深受人們喜愛。近年來研究表明，番茄紅素、花青素等天然色素均具有很好的生理活性，其藥用價值正逐漸受到人們的青睞[1]。

自美國1976年禁止使用合成色素莧菜紅之后，國際上就更加重視無毒無害的天然食用色素的研究和開發(fā)應用，掀起了研究開發(fā)天然食用色素的高潮。日本是開發(fā)天然食用色素最早的國家，早在1975年，日本天然食用色素使用量就已超過合成色素，至1995年5月，日本批準使用的天然色素已達97種[2，3]。1991年我國經(jīng)衛(wèi)生部批準的食用色素共達48種，其中天然色素39種。目前我國食用色素總產(chǎn)量只有11 000 t，其中天然食用色素9000 t，主要品種有焦糖色素、紅曲紅、高粱紅、辣椒紅、姜黃、梔子黃等，其中焦糖色素占80%以上[4，5]。因此，尋找和開發(fā)無毒天然食用色素資源意義重大。

玫瑰是薔薇科薔薇屬的多年生常綠或落葉性灌木[6]。玫瑰色素是一種天然色素，色澤好且具有一定的營養(yǎng)價值和藥理功效[7]。我國玫瑰資源豐富，有利于研究開發(fā)天然食用玫瑰色素。作者在此對玫瑰色素的提取工藝條件進行了優(yōu)化研究，以期為其開發(fā)應用提供科學依據(jù)。

1 實驗

1.1 原料、試劑與儀器

玫瑰花，采自武漢市江夏區(qū)武漢東湖學院校內(nèi)。

所用試劑均為分析純。

GZX-9240MBE型數(shù)顯鼓風干燥箱，上海博弈實業(yè)有限公司醫(yī)療設備廠；SHZ-D(Ⅲ)型循環(huán)水式真空泵，上海予華儀器設備有限公司；THZ-C型恒溫振蕩器，江蘇太倉市試驗設備廠；Scientz-10N型冷凍干燥機，寧波新芝生物科技股份有限公司；GL-24M型高速冷凍離心機，長沙湘麓離心機儀器有限公司；SP-752型紫外可見分光光度計，上海光譜儀器有限公司。

1.2 方法

1.2.1 原料預處理

將玫瑰花去掉花萼和花托，剔除枯黃、腐爛花瓣和其它雜質(zhì)，蒸餾水漂洗后，用吸水紙吸干水分，粉碎，備用。

1.2.2 提取劑的選擇

取等量的玫瑰花瓣若干份，分別用等體積的不同溶劑在相同實驗條件下提取玫瑰色素，比較溶液顏色變化與溶解快慢，以確定合適的提取劑。

1.2.3 玫瑰色素最大吸收波長的確定

用已確定的最佳提取劑提取玫瑰色素，以相應提取溶劑為參比，用紫外可見分光光度計在200～800 nm范圍內(nèi)掃描，確定玫瑰色素的最大吸收波長。

1.2.4 最佳提取條件的確定

以提取時間、提取溫度、料液比及提取次數(shù)為考察因素，以吸光度為考核指標，進行正交實驗，以確定玫瑰色素的最佳提取條件。正交實驗因素與水平見表1。

表1 正交實驗因素與水平

2 結果與討論

2.1 提取劑的確定(表2)

表2 提取劑對玫瑰色素提取效果的影響

由表2可以看出，從溶解情況來看，玫瑰色素易溶于極性溶劑，難溶或不溶于弱極性和非極性溶劑；從顏色來看，0.1 mol·L-1鹽酸-95%乙醇和0.1 mol·L-1鹽酸-甲醇對玫瑰色素均有很好的提取效果。考慮到甲醇有一定的毒性，選擇0.1 mol·L-1鹽酸-95%乙醇作為提取劑。

2.2 玫瑰色素最大吸收波長的確定

將玫瑰色素提取液稀釋到可測試濃度，用紫外分光光度計在200～800 nm范圍內(nèi)掃描，結果見圖1。

圖1 玫瑰色素提取液的紫外可見吸收光譜

由圖1可以看出，玫瑰色素在紫外光區(qū)約280 nm處有吸收，在可見光區(qū)520 nm處有最大吸收。因此，確定玫瑰色素的最大吸收波長為520 nm。

據(jù)報道，花青苷類色素的特征吸收譜帶在278 nm附近和507～536 nm范圍內(nèi)[8]，由此判斷玫瑰色素主要成分可能為花青苷類色素[9～11]。

2.3 最佳提取條件的確定(表3)

表3 正交實驗結果與分析

由表3可以看出，各因素對玫瑰色素提取效果的影響大小依次為：D>C>B>A，D是主要因素。方差分析表明，各因素影響均不顯著。故，確定玫瑰色素的最佳提取工藝為A2B2C2D2，即提取時間60 min、提取溫度60 ℃、料液比1∶30、提取次數(shù)2次。

3 結論

(1)通過正交實驗，確定玫瑰色素的最佳提取條件為：以0.1 mol·L-1鹽酸-95%乙醇作為提取劑，提取溫度60 ℃、提取時間 60 min、料液比1∶30、提取2次。推測玫瑰色素的主要成分為花青苷類色素[12～14]。

(2)玫瑰色素的熱穩(wěn)定性比較好，能夠耐受60 ℃以下的溫度，但長時間高溫下不穩(wěn)定。玫瑰色素經(jīng)濃縮后呈色澤鮮艷的紫紅色，并具有濃郁的玫瑰香味，可作為添加劑廣泛用于食品、飲料及化妝品中。

(3)為了擴大天然色素的使用范圍，今后應在提取工藝和分離純化等方面改進，制備純度高、性能穩(wěn)定、附加值高的產(chǎn)品。

[1] 凌關庭.食品添加劑[M].北京：化學工業(yè)出版社，2003：950-951.

[2] 王金亭.天然玫瑰茄紅色素研究進展[J].糧食與油脂，2010，(11)：40-43.

[3] Schmitzer V，Veberic R，Osterc G，et al.Changes in the phenolic concentration during flower development of rose.′KORcrisett′[J].Journal of the American Society for Horticultural Science,2009,134(5)：491-496.

[4] Naureen A，Saqib M，Muhammad G，et al.Comparative evaluation of rose bengal plate agglutination test，Mallein test, and some conventional serological tests for diagnosis of equine glanders[J].Journal of Veterinary Diagnostic Investigation，2007,19(4)：362-367.

[5] 胡隆基．食用天然色素發(fā)展動態(tài)[J]．中國食品添加劑，1994，(1)：12-28.

[6] 金敬宏.玫瑰的綜合開發(fā)[J].中國野生植物資源，1999，19(6)：21-25.

[7] 劉秀湘，余仲元，陳宗元.玫瑰花色素的研究[J].天然產(chǎn)物研究與開發(fā)，1994，6(2)：56-60.

[8] 劉賢明.天然食用色素落葵紅的初步研究[J].食品科學，1990，(8)：8-14.

[9] 余華.玫瑰茄紅色素的結構定性研究[J].食品科技，2004，(7)：55-56.

[10] 陳業(yè)高．植物化學成分[M]．北京：化學工業(yè)出版社，2004：41，44.

[11] 閆寧環(huán)，徐懷德，王林剛，等．西梅果皮色素提取及其穩(wěn)定性研究[J]．西林農(nóng)林科技大學學報(自然科學版)，2007，35(2)：160-165.

[12] 王忠民，石秀花，李瑾瑜，等.野玫瑰色素理化性質(zhì)的研究[J].食品科學，2007，28(6)：93-97.

[13] 鄭秉恒，黃種勵，鄭皓川，等.食用玫瑰茄紅色素穩(wěn)定性能初探[J].食品科學，1985，(9)：1-8．

[14] Masson G，Schneider R.Key compounds of Provence rosé wine flavor[J].Am J Enol Vitic,2009，60(1)：116-122.