玫瑰花閃式提取工藝優化及對有效成分和風味的影響研究

蔣 星，劉平安，田 慧，李雅云，陳光宇，謝夢洲

(湖南中醫藥大學中醫學院/湖南省藥食同源功能性食品工程技術研究中心/中醫診斷學湖南省重點實驗室/中醫心肺病證辨證與藥膳食療重點研究室，長沙 410208)

玫瑰花為薔薇科植物玫瑰的干燥花蕾，屬藥食同源植物，具有行氣解郁、和血、止痛等功效[1]。研究發現,玫瑰花具有抗氧化[2]、防治心腦血管疾病[3]、抑菌[4]、抗腫瘤[5]等作用。由于玫瑰花質地較輕，在復合飲品的制作中，適合單獨提取。目前，玫瑰花在中藥和保健食品復方制劑中大多采用浸泡法、煎煮法[6-9]提取，雖然能夠提取功效成分，但受熱時間長、溫度高導致苦味加重，其制成品消費者順應性差，市場銷售受限。目前，尚未有對玫瑰花閃式提取的報道，本研究通過正交試驗確定閃式的最佳提取工藝參數，再與成熟的經優化的浸泡提取方法進行比較，從而評價閃式提取玫瑰花的優勢和必要性，并建立成分指標與風味指標的相關性，為玫瑰花閃式提取工藝產業化生產提供科學依據。

1 材料與儀器

1.1 材料與試劑

玫瑰花(LOT：202010)，購于康美智慧藥房連鎖(廣東)有限公司，經我校王智老師鑒定皆符合2020版中國藥典一部有關規定；金絲桃苷對照品(LOT 111521-201809)，中國食品藥品檢定研究院；蘆丁對照品(LOT：100080-201811)，中國食品藥品檢定研究院；液相色譜柱(填充劑：十八烷基硅烷鍵合硅膠UltimateXB-C18，5 μm，4.6 mm×250 mm)，月旭科技上海股份有限公司。

1.2 儀器與設備

高效液相色譜系統(Ultimate 3 000)，賽默飛世爾科技(中國)有限公司；超高效液相色譜儀(Acquity uplch-class plus)，美國Waters公司；三重四級桿質譜儀(TripleQuad 3500)，AB SCIEXDISTRIBUTION公司；閃式提取器(ZHBE-50T)及閃式提取控制器，河南智晶生物科技有限公司；電子舌(SA-402B)，日本Insent公司；電子天平(ATX124型0.000 1～124 g)，東京島津儀器有限公司；超聲波清洗器(KM5200DE)，昆山美美超聲儀器；超純水機(ZWL-PAI-10)，湖南中沃水務環保科技；水分測定儀(SFY-20BL)，深圳市冠亞水分儀科技。

2 方法

2.1 液相色譜法測定玫瑰中蘆丁、金絲桃苷含量

2.1.1 色譜條件與系統適應性試驗 本方法系用液相色譜法(參考2020版《中國藥典》第四部通則0512)測定玫瑰中金絲桃苷、蘆丁含量。除另有規定外，按下列方法測定：以十八烷基硅烷鍵合硅為填充劑；以乙腈為流動相A、以甲醇為流動相B、以0.001%磷酸水溶液為流動相C；柱溫30 ℃；流速1.0 mL/min；檢測波長為270 nm。按表1中的規定進行梯度洗脫。

2.1.2 對照品溶液的制備 (1)空白對照品：取甲醇溶液，用0.22 μm有機微孔濾膜濾過，即得；(2)金絲桃苷對照品溶液的制備：取金絲桃苷對照品適量，精密稱定，加甲醇制成21.637 2 μg/mL的溶液，即得；(3)蘆丁對照品溶液的制備：取金絲桃苷對照品適量，加甲醇制成17.881 5 μg/mL的溶液，即得。

表1 流動相比例及流速

2.1.3 供試品溶液制備 取各樣品50 mL，分別置于50 mL離心管中，離心10 min(轉速3 000 r/min)，取上清液,用0.22 μm有機濾膜濾過，取續濾液。

2.1.4 測定 分別精密吸取對照品溶液與供試品溶液各5 μL，注入液相色譜儀測定峰面積積分值(圖1～圖4)。

圖1 空白對照液色譜圖(360 nm)

圖2 金絲桃苷對照液色譜圖

圖3 蘆丁對照液色譜圖

圖4 玫瑰閃式提取供試液色譜圖(360 nm)

2.2 電子舌測定玫瑰花的風味方法

(1)電子舌正負極清洗液配制、參比液配制、測定方法參考[10]。(2)供試品的制備:取樣品25 mL，分別置于電子舌測試專用塑料小杯中，加純化水定容至45mL。(3)精密度試驗:同一樣品重復測定5次，結果顯示數據穩定，各傳感器響應值RSD值均小于3%，表明儀器精密度良好。

2.3 玫瑰花閃式提取與浸泡提取優化工藝

2.3.1 玫瑰花閃式提取工藝條件優化的正交試驗[11]采用閃式提取法，選取對玫瑰花成分和口感影響較大的提取工藝條件，即轉速、加水倍數、時間3個因素進行考察，以金絲桃苷、蘆丁為成分評價指標，苦、鮮、甜、鮮味回味、澀味回味、苦味回味為風味指標，優選出最佳工藝。采用L9(3)4正交試驗法考察不同提取條件對各評價指標的影響，因素水平設計見表2、結果見表3、極差分析見表4、方差分析見表5、風味信息雷達圖見圖5、工藝研究結果匯總見表6。圖5結果顯示，9號樣品的鮮味和鮮味回味值最大，甜味、苦味值和澀味值最小。根據表3、表4和表5匯總得出表6，由表6并結合工業化生產實際情況，選取評價指標出現幾率高、次數多、重要性的結果，即為9號樣品，具體工藝參數為轉速2 000 r/min、加水量30倍、時間10 min。

表2 玫瑰花閃式提取因素水平

表3 玫瑰花閃式提取正交試驗設計及結果

表4 玫瑰花閃式提取正交試驗極差分析結果

表5 玫瑰花閃式提取各因素方差分析

表6 玫瑰花閃式提取工藝研究結果

圖5 風味信息雷達圖

2.3.2 玫瑰花閃式提取綜合評分[12]運用AHP法確定玫瑰花評價指標權重系數，根據所測指標在玫瑰花中的重要性，將8個指標按優先順序排序:金絲桃苷>蘆丁>苦>鮮>甜>鮮味回味>澀味回味>苦味回味，以此構建成對比較的判斷優先矩陣。計算金絲桃苷、蘆丁、苦、鮮、甜、鮮味回味、澀味回味、苦味回味8項指標的權重系數分別為0.326 8、0.227 3、0.156 9、0 107 7、0.073 4、0.049 8、0.046 3、0.024 2。隨機一致性比率CR為衡量所得權重系數是否合理的指標，本試驗CR=0.039 8<0.10，說明指標成對比較的判斷優先矩陣符合一致性檢驗，權重系數合理有效，可用于玫瑰花閃式的綜合評分。

為使數據具有統一性,需對評價指標進行歸一化處理,公式為式(1)：

(1)

式(1)中，yi為指標歸一值；xi為指標實際值；xmax、xmin分別為指標所在組的最大值、最小值。

加權綜合評分按照式(2)得出：

K=y1·l1+y2·l2+…+y7·l7+y8·l8

(2)

式(2)中，K為綜合評分值；y1y2…y7、y8分別為金絲桃苷、蘆丁、苦、鮮、甜、鮮味回味、澀味回味、苦味回味歸一化后的結果；l1、l2、…l7、l8分別為其對應的權重。

綜合評分結果顯示，9號樣品得分最高為74.56,即轉速2 000 r/min、加水量30倍、時間10 min；與正交試驗優化結果一致(表7)。

表7 玫瑰花閃式提取綜合評分結果

2.3.3 玫瑰花閃式提取和浸泡提取的比較 閃式提取采用工藝，轉速2 000 r/min、加水30倍、時間10 min;浸泡提取采用前期最優實驗結果得溫度為80 ℃、加水10倍、浸泡時間2 h。由表8可知，閃式提取和浸泡提取在成分指標上的比較得，金絲桃苷、蘆丁閃式提取提取率分別是浸泡提取的1.529、1.393倍；在風味上的比較得，苦味浸泡提取是閃式提取的6.532倍；鮮味兩者之間無統計意義(95%置信區間重疊)；甜味浸泡提取是閃式提取的29.98倍；鮮味回味閃式提取是浸泡提取的1.578；澀味回味浸泡提取是閃式提取的2.142倍；苦味回味浸泡提取式閃式提取的11.68倍。

表8 2種提取方式各指標測定結果及95%可信區間

2.4 玫瑰花閃式提取和浸泡提取成分指標與風味指標的相關性分析

采用SPSS 21.0統計軟件對分別對玫瑰花閃式提取和浸泡提取成分指標與風味指標進行Pearson相關性分析。表9可見，閃式提取金絲桃苷和蘆丁與鮮味、鮮味回味、澀味回味呈顯著正相關，且相關系數均大于0.5，表明鮮味、鮮味回味、澀味回味值越高，金絲桃苷和蘆丁的含量越高，與苦味和甜味呈顯著負相關，表明苦味、甜味值越高，金絲桃苷和蘆丁的含量越低；浸泡提取金絲桃苷與鮮味、鮮味回味呈顯著正相關，且相關系數均大于0.5，表明鮮味、鮮味回味值越高，金絲桃苷的含量越高，蘆丁與澀味回味呈顯著正相關，表明澀味回味值越高，蘆丁的含量越高，蘆丁與苦味呈顯著負相關，表明苦味值越高，蘆丁的含量越低。

表9 兩種提取方式成分指標與風味指標的相關性分析結果

3 結論與討論

本試驗采用活性成分指標與風味指標綜合分析評價的方法，篩選出閃式提取最佳的提取工藝參數為轉速2 000 r/min、加水量30倍、時間10 min，與原浸泡提取最優工藝參數(水溫80 ℃、加水量10倍、浸泡時間2 h)進行對比，在以活性成分為指標時提取率明顯增加，在風味指標層鮮味回味明顯增高，苦味、苦味回味、澀味回味明顯降低(表8)。浸泡提取雖然在甜味明顯高于閃式提取，但由表9可得，玫瑰花的成分指標與甜味指標呈顯著負相關，即甜味越高，有效成分含量越低。本研究采用的玫瑰花閃式提取能最大限度提取玫瑰花有效成分，且不因受熱破壞；能夠在保證成分不受損失的情況下，減少苦味；提取時間短，能夠大大提高生產效率，節約能源、綠色環保、生產成本低，因此適合工業化生產。