玫瑰色素提取工艺条件优化研究

孙 茜，张雨婷，穆 婷，叶 幸，唐红枫

(1.湖北省疾病预防控制中心，湖北 武汉 430079；2.武汉东湖学院生命科学与化学学院，湖北 武汉 430212)

天然色素是从自然界中的动物、植物和微生物中直接提取的，因而在食品、化妆品乃至药品中的应用更加安全可靠。天然绿色植物色素因其特有的营养价值，被作为食品添加剂广泛使用，其生理活性高，深受人们喜爱。近年来研究表明，番茄红素、花青素等天然色素均具有很好的生理活性，其药用价值正逐渐受到人们的青睐[1]。

自美国1976年禁止使用合成色素苋菜红之后，国际上就更加重视无毒无害的天然食用色素的研究和开发应用，掀起了研究开发天然食用色素的高潮。日本是开发天然食用色素最早的国家，早在1975年，日本天然食用色素使用量就已超过合成色素，至1995年5月，日本批准使用的天然色素已达97种[2，3]。1991年我国经卫生部批准的食用色素共达48种，其中天然色素39种。目前我国食用色素总产量只有11 000 t，其中天然食用色素9000 t，主要品种有焦糖色素、红曲红、高粱红、辣椒红、姜黄、栀子黄等，其中焦糖色素占80%以上[4，5]。因此，寻找和开发无毒天然食用色素资源意义重大。

玫瑰是蔷薇科蔷薇属的多年生常绿或落叶性灌木[6]。玫瑰色素是一种天然色素，色泽好且具有一定的营养价值和药理功效[7]。我国玫瑰资源丰富，有利于研究开发天然食用玫瑰色素。作者在此对玫瑰色素的提取工艺条件进行了优化研究，以期为其开发应用提供科学依据。

1 实验

1.1 原料、试剂与仪器

玫瑰花，采自武汉市江夏区武汉东湖学院校内。

所用试剂均为分析纯。

GZX-9240MBE型数显鼓风干燥箱，上海博弈实业有限公司医疗设备厂；SHZ-D(Ⅲ)型循环水式真空泵，上海予华仪器设备有限公司；THZ-C型恒温振荡器，江苏太仓市试验设备厂；Scientz-10N型冷冻干燥机，宁波新芝生物科技股份有限公司；GL-24M型高速冷冻离心机，长沙湘麓离心机仪器有限公司；SP-752型紫外可见分光光度计，上海光谱仪器有限公司。

1.2 方法

1.2.1 原料预处理

将玫瑰花去掉花萼和花托，剔除枯黄、腐烂花瓣和其它杂质，蒸馏水漂洗后，用吸水纸吸干水分，粉碎，备用。

1.2.2 提取剂的选择

取等量的玫瑰花瓣若干份，分别用等体积的不同溶剂在相同实验条件下提取玫瑰色素，比较溶液颜色变化与溶解快慢，以确定合适的提取剂。

1.2.3 玫瑰色素最大吸收波长的确定

用已确定的最佳提取剂提取玫瑰色素，以相应提取溶剂为参比，用紫外可见分光光度计在200～800 nm范围内扫描，确定玫瑰色素的最大吸收波长。

1.2.4 最佳提取条件的确定

以提取时间、提取温度、料液比及提取次数为考察因素，以吸光度为考核指标，进行正交实验，以确定玫瑰色素的最佳提取条件。正交实验因素与水平见表1。

表1 正交实验因素与水平

2 结果与讨论

2.1 提取剂的确定(表2)

表2 提取剂对玫瑰色素提取效果的影响

由表2可以看出，从溶解情况来看，玫瑰色素易溶于极性溶剂，难溶或不溶于弱极性和非极性溶剂；从颜色来看，0.1 mol·L-1盐酸-95%乙醇和0.1 mol·L-1盐酸-甲醇对玫瑰色素均有很好的提取效果。考虑到甲醇有一定的毒性，选择0.1 mol·L-1盐酸-95%乙醇作为提取剂。

2.2 玫瑰色素最大吸收波长的确定

将玫瑰色素提取液稀释到可测试浓度，用紫外分光光度计在200～800 nm范围内扫描，结果见图1。

图1 玫瑰色素提取液的紫外可见吸收光谱

由图1可以看出，玫瑰色素在紫外光区约280 nm处有吸收，在可见光区520 nm处有最大吸收。因此，确定玫瑰色素的最大吸收波长为520 nm。

据报道，花青苷类色素的特征吸收谱带在278 nm附近和507～536 nm范围内[8]，由此判断玫瑰色素主要成分可能为花青苷类色素[9～11]。

2.3 最佳提取条件的确定(表3)

表3 正交实验结果与分析

由表3可以看出，各因素对玫瑰色素提取效果的影响大小依次为：D>C>B>A，D是主要因素。方差分析表明，各因素影响均不显著。故，确定玫瑰色素的最佳提取工艺为A2B2C2D2，即提取时间60 min、提取温度60 ℃、料液比1∶30、提取次数2次。

3 结论

(1)通过正交实验，确定玫瑰色素的最佳提取条件为：以0.1 mol·L-1盐酸-95%乙醇作为提取剂，提取温度60 ℃、提取时间 60 min、料液比1∶30、提取2次。推测玫瑰色素的主要成分为花青苷类色素[12～14]。

(2)玫瑰色素的热稳定性比较好，能够耐受60 ℃以下的温度，但长时间高温下不稳定。玫瑰色素经浓缩后呈色泽鲜艳的紫红色，并具有浓郁的玫瑰香味，可作为添加剂广泛用于食品、饮料及化妆品中。

(3)为了扩大天然色素的使用范围，今后应在提取工艺和分离纯化等方面改进，制备纯度高、性能稳定、附加值高的产品。

[1] 凌关庭.食品添加剂[M].北京：化学工业出版社，2003：950-951.

[2] 王金亭.天然玫瑰茄红色素研究进展[J].粮食与油脂，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．食用天然色素发展动态[J]．中国食品添加剂，1994，(1)：12-28.

[6] 金敬宏.玫瑰的综合开发[J].中国野生植物资源，1999，19(6)：21-25.

[7] 刘秀湘，余仲元，陈宗元.玫瑰花色素的研究[J].天然产物研究与开发，1994，6(2)：56-60.

[8] 刘贤明.天然食用色素落葵红的初步研究[J].食品科学，1990，(8)：8-14.

[9] 余华.玫瑰茄红色素的结构定性研究[J].食品科技，2004，(7)：55-56.

[10] 陈业高．植物化学成分[M]．北京：化学工业出版社，2004：41，44.

[11] 闫宁环，徐怀德，王林刚，等．西梅果皮色素提取及其稳定性研究[J]．西林农林科技大学学报(自然科学版)，2007，35(2)：160-165.

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

[13] 郑秉恒，黄种励，郑皓川，等.食用玫瑰茄红色素稳定性能初探[J].食品科学，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.