食用玫瑰花蕾浸提液制備工藝研究

董紀超，丁 強，劉紫琪，李 瑩，張文成

（合肥工業大學食品與生物工程學院，農產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、維生素等生物活性成分，具有調節人體內分泌、促進新陳代謝、消除疲勞、美白淡斑、消水腫等功效。據現代藥理分析，玫瑰花含有揮發油、酯類、苯乙醇、橙花醇、有機酸、紅色素、黃色素、蠟質、胡蘿卜素等對人體有益的成分[1-2]。玫瑰花中的花色苷是天然食用色素，多酚類物質則是一種重要的抗氧化物質，其酚羥基具有很強的還原性，具有SOD抗氧化活性；能有效清除自由基成分，具有美容養顏等功效，從而使食用玫瑰成為生產保健飲品的理想原料[3-5]。

因此，利用玫瑰干花蕾來制作一款色澤鮮艷、營養豐富的研制飲料用的提取液，既可實現廢棄玫瑰干花的利用率，又可提高玫瑰花的綜合利用價值。

1 試驗材料與方法

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任公司提供；化學試劑均為分析純。

1.2 儀器與設備

粉碎機，浙江永康市紅太陽機電有限公司產品；分光光度計，Shimadzu公司產品；BSG-26型電熱恒溫水浴鍋，上海一恒科學儀器有限公司產品；循環水式真空泵，上海申勝生物技術有限公司產品。

1.3 試驗方法

1.3.1 工藝流程

原料篩選[5]→粉碎→過篩→浸提→過濾→樣品。

1.3.2 玫瑰花蕾色素提取條件優化研究

根據預試驗，測定玫瑰干花蕾花色苷在波長521 nm附近，所以選用提取液在波長521 nm處的吸光度，參考Cy-3,5-diglu標準曲線計算出的色素浸提率為考查指標[6]，采用單因素試驗法，進行玫瑰花蕾色素提取工藝優化研究。選取檸檬酸溶液質量分數、料液比（提取液體積與玫瑰花蕾粉質量之比）、提取時間、提取溫度、提取次數5個因素，進行單因素試驗設計。

（1）檸檬酸溶液質量分數的確定。考慮工廠實際條件和經濟適用原則，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，取出后過濾。取濾液，計算玫瑰花色苷浸提率并確定較佳的檸檬酸溶液質量分數。

（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，取出后過濾。取濾液,計算玫瑰花色苷浸提率并確定較佳的料液比。

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

（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℃，提取后過濾。取濾液，計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。根據單因素試驗研究結果，對各因素做方差分析，每個因素選取其中最優的3個水平，進行L9（34）正交試驗，確定最佳提取條件。

（6）提取次數的確定。在最優條件的基礎上對玫瑰花蕾粉進行多次浸提，分別計算每次提取液的玫瑰花色苷的浸提率，以確定既經濟又高效的提取次數。

2 結果與分析

2.1 檸檬酸溶液質量分數的確定

不同檸檬酸質量分數提取液浸提率見圖1。

圖1 不同檸檬酸質量分數提取液浸提率

由圖1可知，玫瑰花色苷的提取率在檸檬酸質量分數為14%之后趨于平緩，且隨著質量分數進一步增大，強酸條件可能會破壞有效成分[10]，喪失浸提液的部分營養功效，所以綜合考慮選擇質量分數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到上限，此時，即使增加溶劑的用量，浸提率也不會得到明顯提高。為了保證提取效果較好且不造成較大浪費，選擇1∶30（g∶mL）為色素提取料液比。

2.3 提取時間的確定

不同時間情況下提取液浸提率見圖3。

圖3 不同時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達到最大，并在之后隨著時間的增加而降低，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定，容易分解。因此，提取時間為60 min時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℃時達到最大值，超過70 min后，浸提率逐漸下降，說明浸提時間過長可能導致花色苷的降解。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數據處理

考慮到檸檬酸質量分數的影響趨勢較為明顯，所以本著經濟的原則，選擇質量分數14%檸檬酸溶液作為提取劑。以料液比（A）、提取溫度（B）、提取時間（C）3個因素進行L9（34）正交試驗。

正交試驗因素與水平設計見表1，色素提取正交試驗結果見表2。

見表1 正交試驗因素與水平設計

表2 色素提取正交試驗結果

由正交試驗結果可知，提取的最佳工藝條件是A3B3C3，即料液比為1∶40，提取溫度為80℃，提取時間為60 min，檸檬酸質量分數為14%。從極差分析可以看出，B>C>A，即提取溫度對玫瑰色素浸提率影響最大，其次是提取時間，最后是料液比。對最優組合進行驗證，結果顯示色素浸提率大于上述試驗中的最高浸提率（3.236 mg/g），表明優化結果有效。

2.6 提取次數的確定

提取次數對玫瑰色素浸提率的影響見表3。

表3 提取次數對玫瑰色素浸提率的影響

隨著提取次數的增加，色素提取率呈現明顯的遞減趨勢，3次浸提后濾渣已接近無色，故認為3次浸提即已完全。通過計算得到2次提取后色素累計浸提率已達96.91%，因此從經濟適用的原則考慮，確定最佳提取次數為2次。

3 結論

通過單因素試驗及正交試驗，結合實際生產需求，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量分數14%，料液比1∶40（g∶mL），提取時間60 min，提取溫度80℃。經極差分析結果表明，3個因素對色素提取效果的影響大小依次為料液比>提取時間>提取溫度。