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(yù)防控制中心，湖北 武漢 430079；2.武漢東湖學(xué)院生命科學(xué)與化學(xué)學(xué)院，湖北 武漢 430212)

天然色素是從自然界中的動(dòng)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(yīng)用更加安全可靠。天然綠色植物色素因其特有的營養(yǎng)價(jià)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(jià)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(yīng)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(zhǔn)使用的天然色素已達(dá)97種[2，3]。1991年我國經(jīng)衛(wèi)生部批準(zhǔn)的食用色素共達(dá)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(jià)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(jìn)行了優(yōu)化研究，以期為其開發(fā)應(yīng)用提供科學(xué)依據(jù)。

1 實(shí)驗(yàn)

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(xué)院校內(nèi)。

所用試劑均為分析純。

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

1.2 方法

1.2.1 原料預(yù)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(shí)驗(yàn)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(yīng)提取溶劑為參比，用紫外可見分光光度計(jì)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(shí)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(biāo)，進(jìn)行正交實(shí)驗(yàn)，以確定玫瑰色素的最佳提取條件。正交實(shí)驗(yàn)因素與水平見表1。

表1 正交實(shí)驗(yàn)因素與水平

2 結(jié)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?？紤]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(jì)在200～800 nm范圍內(nèi)掃描，結(jié)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(bào)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(shí)驗(yàn)結(jié)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(shí)間60 min、提取溫度60 ℃、料液比1∶30、提取次數(shù)2次。

3 結(jié)論

(1)通過正交實(shí)驗(yàn)，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(shí)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(shí)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(kuò)大天然色素的使用范圍，今后應(yīng)在提取工藝和分離純化等方面改進(jìn)，制備純度高、性能穩(wěn)定、附加值高的產(chǎn)品。

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