玫瑰主要功能性成分提取及纯化技术研究进展

刘芳 任启飞 马菁华 欧明烛 陈云飞 杨朔 周艳

(贵州省植物园，贵州 贵阳 550004)

玫瑰是蔷薇科蔷薇属植物，落叶灌木，是我国二级保护植物,也是重要的特产经济植物[1]。玫瑰在中国全国各地均有栽培，园艺品种很多，也可以供食用和化妆品用[2]。玫瑰主要化学成分有玫瑰精油、黄酮类[33]、多糖类[4]、色素类[21]等。玫瑰化学成分种类繁多，营养成分种类含量丰富，具有较高的营养价值。玫瑰入药具有行气解郁、和血、止痛之功效，用于肝胃气痛、食少呕恶、月经不调、跌扑伤痛[3]。玫瑰具有应用范围广、利用价值高、经济效益好等特点，潜在的市场占有率高，开发潜力巨大。玫瑰功能性成分如多糖类、黄酮类、色素类等均具有多种生物活性，精细化全面化深入研究植物功能性成分是现今的研究热点和趋势，将功能性成分从植物中提取出来用于后续研究具有重要意义，因此，植物功能性成分提取纯化技术是一个重要的研究方向。目前，玫瑰功能性成分提取纯化技术研究还需要一个系统的总结和对比分析，本文从玫瑰功能性成分提取纯化技术进行展开，对国内外报道的有关玫瑰功能性成分玫瑰多糖类化合物、黄酮类化合物、色素类化合物的提取纯化工艺进行总结归纳和综合分析，为后续玫瑰功能性成分提取纯化技术研究提供技术参考。

1 玫瑰多糖类化合物提取技术和分离纯化技术

多糖类化合物在植物中分布广泛，具有多种生物活性，玫瑰也含有多糖类化合物，玫瑰多糖具有抗氧化[4]、保湿[18]等生物活性。

1.1 玫瑰多糖类化合物提取技术

多糖类化合物极性大，因此传统方法多采用水提法。玫瑰多糖提取技术主要有热水浸提法、超声波辅助提取法、微波辅助提取法、酶法、技术联用等。

1.1.1 热水浸提法

热水浸提法是采用热水浸泡样品提取样品中含有的多糖类化合物的方法，属于固液萃取。根据相似相溶原理，水和多糖类化合物极性相似，都属于极性大的物质，多糖易溶于热水中[6]。热水浸提法提取玫瑰花和玫瑰花渣多糖均有研究,最佳工艺参数略有差别，具体如下：玫瑰花提取所需温度95℃，玫瑰花渣提取所需温度100℃，玫瑰花提取时间256min，玫瑰花渣提取时间略长，需要300min，玫瑰花和玫瑰花渣料液比相同，都为1∶30(g·mL-1)，玫瑰花和玫瑰花渣多糖得率分别为1.46%、0.6%，玫瑰花多糖比玫瑰花渣多糖得率高[4,5]。

1.1.2 超声波辅助提取法

超声波是一种声波，具有强破壁能力，能使植物细胞内多糖更容易溶解到提取溶剂中[6]，超声波辅助提取法是利用超声波辅助溶剂提取目标成分。超声波辅助提取法可提取玫瑰花和玫瑰花渣多糖，最佳工艺参数差别比较大，玫瑰花提取最佳温度50℃即可，而玫瑰花渣提取温度需要达到82℃；玫瑰花所需提取时间比玫瑰花渣所需提取时间短，玫瑰花提取25min最好，而玫瑰花渣需要提取37min；从料液比来说，玫瑰花用提取溶剂较多，料液比为1∶55(g·mL-1)、玫瑰花渣用提取溶剂较少，液料比为1∶26(g·mL-1)，用以上最佳提取条件提取玫瑰花和玫瑰花渣多糖得率分别为13.48%、1.585%[6,7]。

1.1.3 微波辅助提取法

微波具有加热快、穿透力强等性质，产生的强大压力能够促进细胞内多糖冲破细胞膜和细胞壁，快速溶解到提取溶剂中[15]，微波辅助提取法就是使用微波辅助溶剂来提取目标成分。白伟芳[8]研究玫瑰花多糖的微波辅助提取技术，当料液比为l∶30(g·mL-1)时，在微波功率800W条件下提取4min，提取技术参数最优，与水提法比较，提取率高，更高效。

1.1.4 酶法

酶法提取多糖的原理是利用酶的特异性催化作用[9]，采用酶处理提取样品，破坏样品细胞结构，促进多糖的释放[12]，更容易提取目标成分。张曰辉等[10]用纤维素酶、果胶酶处理玫瑰花、玫瑰花渣后提取玫瑰多糖，考查比较了传统的水提法和酶法，从得率上来说，酶法提取多糖优于水提法，玫瑰花多糖得率12.487g·100g-1要高于玫瑰花渣多糖得率7.599g·100g-1。

1.1.5 技术联用

姜曼等[11]采用微波协同酶法提取玫瑰多糖，具体为用酶处理玫瑰花渣后用微波辅助溶剂提取多糖，通过单因素试验和正交试验优化玫瑰花渣多糖的提取工艺，最优料液比为1∶30(g·mL-1)，在纤维素酶酶加量4.2%、酶解温度50℃、酶解pH=4.4，微波功率650W，提取时间4min时，工艺最佳，多糖得率6.53%。

1.1.6 玫瑰多糖提取技术比较

几种玫瑰多糖类化合物提取技术的优缺点、提取原料特征对比详见表1。

表1 玫瑰多糖类化合物提取技术比较

1.2 玫瑰多糖类化合物分离纯化

1.2.1 除色素、脱脂

在提取玫瑰多糖时可用石油醚先进行脱脂处理后，再进行提取[4]。除色素方法较多，可用乙醇泡过的AB-8溶液[6]、一定浓度乙醇[5]除色素，也可以加入活性炭除色素[16]，大孔树脂也可脱色，其中大孔吸附树脂D101的效果最好[17]。马猛华[17]对H2O2除色素的工艺进行研究，确定了在双氧水用量40%、温度为40℃、脱色时间为2.5h条件下，脱色效果最好。

1.2.2 除蛋白

提取玫瑰多糖过程中往往需要去除蛋白类杂质，主要方法包括Sevag法、三氯乙酸法、醇析结合Sevag法等[17]。最常用的方法是Sevag法，往往需要多次处理[16]。马猛华[17]考查了Sevag法、三氯乙酸法、醇析结合Sevag法除蛋白的优缺点，从多糖保存率来说，Sevag法最优。

1.2.3 沉淀法

在植物多糖提取过程中，往往采用水提醇沉法，乙醇沉淀除杂质是常用方法。刘瑶[6]考查了不同乙醇浓度醇沉对多糖得率的影响，得出70%乙醇沉淀效果最好。

1.2.4 柱层析法

柱层析分离纯化玫瑰多糖效果较好，采用率比较高，近几年采用柱层析法分离纯化玫瑰多糖对比见表2。

表2 柱层析法分离纯化玫瑰多糖对比[16,18-20]

2 玫瑰色素类化合物提取技术和纯化技术

研究表明，玫瑰花中含有黄酮和花色苷2大类色素[20]，具有抑菌、免疫调节[26]以及抗氧化[30]等生物活性。

2.1 玫瑰色素类化合物提取技术

玫瑰色素类成分提取技术近几年研究热点主要集中在溶剂提取法、超声波辅助提取法、微波辅助提取法、超高压提取法等。

2.1.1 溶剂提取法

溶剂提取法是使用不同提取溶剂用浸提、回流提取等方法提取目标性成分，是传统的提取方法，提取溶剂主要有水、乙醇、甲醇等，不同目标成分在不同的溶剂中具有不同的溶解度，提取效果不相同，因此，选择适合的溶剂提取目标成分尤为重要。玫瑰色素一般使用不同浓度不同pH的乙醇作为提取溶剂，提取效果最好，乙醇是安全经济有效的提取溶剂，在溶剂提取法中使用频率较高。几种使用溶剂提取法提取玫瑰色素最佳工艺对比见表3。

表3 溶剂提取法提取玫瑰色素最佳工艺对比[22-26]

2.1.2 超声波辅助提取法

超声波辅助提取玫瑰色素也有学者研究，张霁红等[24]与传统的温水浸泡法比较，超声波辅助提取效果更好。Özgür等[29]比较超声辅助提取、回流提取、索氏提取和浸泡提取玫瑰花色素的效果，发现超声辅助提取效率高，提取时间短，最优。各文献最佳工艺对比见表4。

表4 超声波辅助提取法提取玫瑰色素最佳工艺对比[24,27-29]

2.1.3 微波辅助提取法

玫瑰色素可用微波辅助法提取，张霁红等[24]发现与传统高温浸提相比，微波浸提法提取率更高，对玫瑰色素影响较小。张晨萍等[30]研究表明，微波辅助提取玫瑰色素优于超声波提取法和水浴提取法，采用50%乙醇作为提取溶剂，在温度为60℃，微波功率500W，微波时间2min，料液比1∶10(g·mL-1)条件下，工艺最佳，花色素得率达2.03mg·g-1。

2.1.4 超高压提取法

超高压提取法是利用超高压作用辅助提取目标成分，在超高压环境下，细胞内目标成分渗透速率增快，溶出量增加，促进了目标成分的在提取剂中释放，使提取更充分[31]。张唯等[31]利用超高压提取技术提取玫瑰花色苷，采用13.2%柠檬酸溶液作为提取溶剂，料液比为1∶25(g·mL-1)，在高压腔压力为400MPa环境下，提取6min，工艺最优，花色苷提取量为1089.42mg·100g-1，超高压提取法提取玫瑰花色苷得率高、耗时短。

2.2 玫瑰色素类化合物纯化

玫瑰色素纯化一般采用大孔树脂纯化，不同型号大孔树脂分离纯化玫瑰花色苷最佳纯化条件略有差别，具体见表5。

表5 不同大孔树脂纯化玫瑰花色苷最佳工艺对比[26,31]

3 玫瑰黄酮类化合物提取技术和纯化技术

玫瑰中含有的功能性成分也包括了黄酮类化合物，玫瑰黄酮具有抗氧化[33]、抗癌[38]等生物活性。

3.1 玫瑰黄酮类化合物提取技术

近几年来，玫瑰黄酮类成分提取技术研究主要集中在溶剂提取法、超声波辅助提取法、技术联用等。

3.1.1 溶剂提取法

对于玫瑰所含有的黄酮类成分的提取，溶剂提取法应用较多，提取溶剂以比较安全的不同浓度乙醇提取为主，提取方法可分为浸泡提取和回流提取。几种利用溶剂提取法提取玫瑰黄酮类成分对比见表6。

表6 溶剂提取法提取玫瑰黄酮最佳工艺对比[32-36]

3.1.2 超声波辅助提取法

超声波辅助提取法提取玫瑰黄酮类成分在近几年也有研究报道，主要使用不同浓度乙醇作为提取溶剂。几种利用超声波辅助提取法提取玫瑰黄酮类成分对比见表7。

表7 溶剂提取法提取玫瑰黄酮最佳工艺对比[37-39]

3.1.3 技术联用

何效平等[40]采用超声联合酶法对工艺进行优化，获得最佳条件为料液比1∶25，酶解温度50℃，酶质量分数0.4%，超声时间30min。采用超声联合酶法提取玫瑰黄酮类成分提取效率高，条件温和，节约成本，更加安全。

3.2 玫瑰黄酮类化合物纯化

玫瑰黄酮类化合物纯化可利用大孔树脂和聚酰胺树脂等。刘振华等[32]表明，AB-8大孔树脂分离纯化黄酮以40%乙醇为洗脱液最佳，黄酮含量53.23%，回收率35.84%。陆秀云等[41]表明，D101型树脂分离纯化苦水玫瑰精油提取后废弃物中黄酮类化合物效果较好，响应面法优化纯化条件为上样液pH=2.12,质量浓度10.4mg·L-1,流速1.72mL·min-1，吸附率为95.06%，用无水乙醇溶液洗脱，解析率达到98.30%，分离纯化后的总黄酮纯度达到5.651%。撒玉良等[42]使用聚酰胺树脂纯化玫瑰花总黄酮，其最佳工艺条件为上样液pH=5、质量浓度4mg·mL-1，径高比1∶7，解吸时15%乙醇洗去杂质后80%乙醇8BV(pH=5～6)洗脱，总黄酮含量23.4%。

4 结语

目前对玫瑰多糖、玫瑰黄酮、玫瑰色素提取和纯化技术均有研究，其中玫瑰多糖、玫瑰黄酮、玫瑰色素均有利用超声波辅助溶剂提取的研究，对于玫瑰多糖最佳提取溶剂是热水，而玫瑰黄酮和玫瑰色素则是不同浓度不同pH的乙醇溶液，对于提取方法的最佳工艺也进行了考查确定，提取技术研究最主要的就是确定一个最佳提取工艺，一般从得率、纯度、提取效率来反映。今后玫瑰多糖类成分、色素类成分、黄酮类成分的提取技术研究方向可能集中在利用一些新兴技术提取或是技术联用，采用几种提取技术同时提取可提高提取效率，增加得率。对于玫瑰多糖类成分、色素类成分、黄酮类成分纯化技术，均有利用柱层析法，今后研究方向可能集中在柱层析分离纯化上。

玫瑰功能性成分如多糖类、黄酮类、色素类生物活性较多，具有较高的利用价值和研究价值，还需更深入更全面地进行研究开发。提取纯化技术研究是研究植物化学成分和产业开发的第1步，可为后续研究打下基础。本文对国内外报道的有关玫瑰功能性成分玫瑰多糖类化合物、黄酮类化合物、色素类化合物的提取纯化工艺进行总结归纳和综合分析，以期为后续玫瑰功能性成分提取纯化和产品开发提供参考。