玫瑰精油提取副產(chǎn)物應(yīng)用研究進(jìn)展

尹向田 馬麗娜 王超萍 楊陽(yáng) 魏彥鋒 姜福明

摘要 玫瑰精油是一種從玫瑰花中提取的天然香料，玫瑰精油制取過(guò)程中會(huì)產(chǎn)生大量的玫瑰花渣和玫瑰廢水等副產(chǎn)物，其中含有豐富的營(yíng)養(yǎng)成分和活性物質(zhì)，具有很高的利用價(jià)值。生產(chǎn)中玫瑰精油提取副產(chǎn)物一般作為廢料處理，造成極大浪費(fèi)。因此，研究玫瑰精油提取副產(chǎn)物的綜合利用將會(huì)提高玫瑰產(chǎn)業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益。綜述了近年來(lái)玫瑰花渣及玫瑰廢水應(yīng)用的研究進(jìn)展，為玫瑰精油提取副產(chǎn)物的研究開(kāi)發(fā)提供參考。

關(guān)鍵詞 玫瑰精油;副產(chǎn)物;玫瑰花渣;玫瑰廢水;應(yīng)用

中圖分類(lèi)號(hào) X 70? 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼 A

文章編號(hào) 0517-6611（2021）18-0009-03

doi：10.3969/j.issn.0517-6611.2021.18.003

開(kāi)放科學(xué)（資源服務(wù)）標(biāo)識(shí)碼（OSID）：

Research Progress on the Application of By-products Extraction of Rose Essential Oil

YIN Xiang-tian1，MA Li-na2，WANG Chao-ping1 et al （1.Shandong Engineering Research Center for Grape Cultivation and Deep-Processing，Shandong Academy of Grape，Jinan，Shandong 250100;2.Penglai Grape and Wine Industry Development Service Centre，Yantai，Shandong 265600）

Abstract Rose essential oil is a natural spice extracted from the rose，rose essential oil production process will produce a large number of rose residue and rose waste water，which is rich in nutrients and active substances，has a high utilization value.The extraction of by-products of essential rose oil is generally treated as waste material，resulting in great waste.Therefore，studying the comprehensive utilization of extracting by-products of rose essential oil will improve the economic benefits of the rose industry.This paper reviewed the research progress of rose residue and rose waste water in recent years，and provided a reference for the research and development of rose essential oil by-products extraction.

Key words Rose essential oil;By-product;Rose dregs;Rose wastewater;Application

基金項(xiàng)目 山東省重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃（2019GNC106049）。

作者簡(jiǎn)介 尹向田（1985—），女，山東濟(jì)南人，農(nóng)藝師，碩士，從事葡萄病害的生物防治研究。*通信作者：魏彥鋒，高級(jí)工程師，碩士，從事葡萄種植加工、葡萄資源綜合利用研究;姜福明，高級(jí)工程師，從事工程管理及安全生產(chǎn)管理工作。

收稿日期 2021-01-20

玫瑰原產(chǎn)中國(guó)，栽培歷史悠久，具有強(qiáng)肝養(yǎng)胃、解郁、安神、消炎殺菌、消除疲勞、改善體質(zhì)等功效[1-2]，可舒緩情緒、補(bǔ)氣血。玫瑰花中的營(yíng)養(yǎng)成分十分豐富，有蛋白質(zhì)、維生素、氨基酸、不飽和脂肪酸和膳食纖維等，另外還含有多種揮發(fā)性成分，如揮發(fā)油、香茅醇、橙花醇等一些具有香味的物質(zhì)，還含有氨基酸及多種維生素和微量元素[3-4]，利用價(jià)值極高。

玫瑰精油是一種從玫瑰鮮花中提取的天然香料，具有美容養(yǎng)顏、抗菌、抗衰老的功效[5]，可廣泛應(yīng)用于食品、化妝品、醫(yī)藥、保健品等領(lǐng)域[6-7]。玫瑰精油含量得率非常低，僅為0.02%～0.05%。玫瑰精油有多種提取方法，常用的提取制備方法有水蒸氣蒸餾法、溶劑提取法和超臨界流體萃取法[8]。水蒸氣蒸餾法作為傳統(tǒng)的提取方法為國(guó)內(nèi)外大多數(shù)生產(chǎn)廠(chǎng)家所采用，具有設(shè)備簡(jiǎn)單、操作方便、生產(chǎn)成本低等特點(diǎn)，但在實(shí)際生產(chǎn)過(guò)程中，采用水蒸氣蒸餾法提取玫瑰精油提取率低，只有0.2‰～0.3‰，同時(shí)產(chǎn)生大量廢水廢渣，不但增加企業(yè)經(jīng)營(yíng)成本，還造成環(huán)境污染[9]。溶劑萃取法雖在一定程度上提高了精油得率，從0.3‰提高至1.0%，但溶劑萃取所得浸膏顏色較深，含有蠟質(zhì)色素等雜質(zhì)，且存在溶劑殘留，天然感較差[10]。超臨界二氧化碳流體萃取法具有介質(zhì)的傳遞速度快、萃取時(shí)間短、無(wú)毒無(wú)殘留等優(yōu)點(diǎn)，且成本低、不污染環(huán)境，所得產(chǎn)品成分穩(wěn)定、質(zhì)量較高[11]。玫瑰精油在提取過(guò)程中會(huì)產(chǎn)生大量的玫瑰廢水和玫瑰花渣，其中含有豐富的營(yíng)養(yǎng)成分和利用價(jià)值，但在實(shí)際生產(chǎn)中，玫瑰精油副產(chǎn)物大多作為廢棄物丟掉，不僅污染了環(huán)境，也造成了資源浪費(fèi)。因此筆者對(duì)近年來(lái)玫瑰廢水和玫瑰花渣的再利用進(jìn)行綜述，為玫瑰精油提取副產(chǎn)物的研究開(kāi)發(fā)提供參考。

1 玫瑰精油提取副產(chǎn)物

1.1 玫瑰廢水 精油生產(chǎn)過(guò)程中，大部分物質(zhì)保留在提取液中，水蒸氣蒸餾法存在著玫瑰蒸煮水等大量副產(chǎn)物，副產(chǎn)物中也包含大量的功能性成分。對(duì)于副產(chǎn)物的處理，目前還沒(méi)有好的解決方法，多數(shù)廠(chǎng)家直接排放掉，既污染環(huán)境，又造成了嚴(yán)重浪費(fèi)[12]。尉芹等[13]研究發(fā)現(xiàn)，玫瑰精油提取的廢水中含有黃酮、有機(jī)酸、酚類(lèi)、生物堿、糖、氨基酸和蛋白質(zhì)等物質(zhì)。王明皓[14]研究表明，玫瑰精油提取后的蒸煮水含有較高的營(yíng)養(yǎng)成分，總糖含量為32.9 g/L，總多酚含量為16.0 g/L，總黃酮含量為5.7 g/L，總氨基酸含量為1.6 g/L;抗氧化能力較強(qiáng)，具備開(kāi)發(fā)成功能性食品的價(jià)值。樊筑君[15]測(cè)定了玫瑰花精油提取液中的有效成分，結(jié)果發(fā)現(xiàn)，含有18.33%葡萄糖、21.76%淀粉，氨基酸總量高達(dá)10.9%，不含有任何有害元素，并且粗脂肪、粗蛋白、胡蘿卜素、維生素C的含量分別為3.09%、12.4%、15.96 mg/kg、5 mg/kg。石雙妮[16]采用氣質(zhì)聯(lián)用儀檢測(cè)了副產(chǎn)物的揮發(fā)性成分，發(fā)現(xiàn)蒸餾液中主要揮發(fā)性物質(zhì)為香茅醇、苯乙醇、甲基丁香酚等29種物質(zhì);采用液質(zhì)聯(lián)用儀和超高效液相色譜飛行時(shí)間質(zhì)譜儀在提取液中分別檢測(cè)到了34種和26種多酚類(lèi)化合物，并進(jìn)行了鑒定;多酚類(lèi)化合物主要有槲皮素、蘆丁、槲皮苷等物質(zhì);并且含有Mg、Na、K、Ca等元素。研究表明，玫瑰廢水中的多酚對(duì)酪氨酸酶具有抑制作用，并且可以明顯改變炎癥靶基因的表達(dá)[17-18]。

1.2 玫瑰花渣 玫瑰精油提取過(guò)程中，大量的副產(chǎn)物玫瑰花渣會(huì)隨之產(chǎn)生。玫瑰花渣大多直接被廢棄掉，只有少部分可以作為飼料使用。花渣中含有大量有機(jī)物，排入環(huán)境中很容易造成污染[19]。作為玫瑰精油提取后的副產(chǎn)物，玫瑰花渣含有的營(yíng)養(yǎng)成分豐富，含有大量的多酚類(lèi)化合物、多糖、色素、蛋白質(zhì)、膳食纖維等物質(zhì)，具有極大的開(kāi)發(fā)價(jià)值[20]。研究表明，玫瑰花渣中含有大量的微生物、氨基酸、可溶性糖、生物堿等物質(zhì)，其中VC含量是蘋(píng)果的700多倍，糖含量為29.5%，可溶性糖為8.8%，此外還含有蛋白質(zhì)、脂類(lèi)、碳水化合物和微量元素，其中，蛋白質(zhì)含量8.5%、脂肪含量4.7%、碳水化合物68%[21]。劉文亞[22]從玫瑰花渣中分離純化11個(gè)單體化合物，其中胡蘿卜苷、焦性沒(méi)食子酸、2-Phenylethyl 3，4，5-trihydroxybenzoate、對(duì)羥基苯甲酸、對(duì)羥基苯乙醇5種物質(zhì)為首次分離到。Fazaeli等[23]研究了大馬士革玫瑰提取殘?jiān)那噘A特性和營(yíng)養(yǎng)價(jià)值。

2 玫瑰花渣的應(yīng)用

2.1 多糖的提取

多糖作為一種生命活性物質(zhì)，具有抗氧化、增強(qiáng)機(jī)體免疫、清除自由基和抗腫瘤作用[24]。如枸杞多糖、人參多糖、黃芪多糖均有提高機(jī)體免疫力的功能[25-26]。玫瑰花渣中多糖的含量高達(dá)29.5%，其中，可溶性糖占8.8%，目前，玫瑰花渣多糖的提取主要有酸堿提取法、微波輔助提取法、熱水浸提法、超聲波和酶法提取等。水提法是比較傳統(tǒng)的方法，但是提取率較低。馬猛華等[27]采用傳統(tǒng)的熱水浸提法，從玫瑰花渣中提取多糖，多糖得率為0.6%，純度為89.5%。張?jiān)惠x等[28]利用纖維素酶法從玫瑰花渣中提取多糖，提取率為11.1%，可溶性多糖提取率為4.49%。勾明江等[29]用超聲波提取法經(jīng)響應(yīng)面法對(duì)玫瑰多糖提取工藝進(jìn)行優(yōu)化，最佳工藝條件為浸提溫度82 ℃、浸提時(shí)間37 min、料液比1∶26（g∶mL），玫瑰花渣多糖得率為1.585%。姜曼等[30]采用微波協(xié)同酶法提取玫瑰花渣多糖，通過(guò)單因素、正交試驗(yàn)優(yōu)化提取工藝，在纖維素酶添加量4.2%、酶解溫度50 ℃、酶解pH 4.4、微波功率650 W、處理時(shí)間4 min，多糖得率達(dá)到6.53%;較之單一方法提取，得糖率較高。劉紅燕[31]對(duì)玫瑰花多糖的提取、分離純化工藝進(jìn)行了初步研究，利用苯酚-硫酸法檢測(cè)玫瑰中多糖的含量，顯示葡萄糖和半乳糖為玫瑰花中粗多糖的單糖組成。

2.2 多酚的提取 多酚類(lèi)化合物除具有抗氧化性、抗菌抗病毒活性、降血糖、免疫作用、抗腫瘤功能活性外[32-33]，還具有緩解憂(yōu)郁和焦慮情緒等多種積極功效[34-35]。玫瑰花渣多酚的提取方法有溶劑提取法、超聲波提取法、微波提取法、超臨界流體萃取法等。陳東明[36]利用玫瑰花渣為原料，采用超聲波提取法提取玫瑰多酚，最佳工藝為乙醇濃度70%、超聲功率62.5 W、超聲溫度63 ℃、超聲時(shí)間16 min、料液比1∶62，玫瑰多酚的提取量為2.732 mg/g。張娟梅[37]利用超聲波輔助提取玫瑰花渣中的多酚。李濤濤[38]首次以玫瑰花渣為原料，采用植物乳桿菌B7和納豆芽孢桿菌發(fā)酵提取多酚物質(zhì)，發(fā)現(xiàn)益生菌復(fù)合發(fā)酵能顯著提高多酚類(lèi)物質(zhì)含量及抗氧化能力;最優(yōu)條件下，多酚含量達(dá)410.2 mg/L，與發(fā)酵之前相比增加了246.5 mg/L。

2.3 黃酮的提取

黃酮是一種很強(qiáng)的抗氧劑，可有效清除體內(nèi)的氧自由基，這種抗氧化作用可以阻止細(xì)胞退化、衰老，也可以改善血液循環(huán)、降低心腦血管疾病的發(fā)病率[39-40]。玫瑰黃酮具有很好的抗氧化性，參與人體重要的生理活動(dòng)并對(duì)疾病有治療作用。對(duì)羥基自由基、超氧基陰離子有很好的清除作用，玫瑰黃酮對(duì)亞硝酸鹽也有很強(qiáng)的清除能力，體現(xiàn)出抗氧化、降血糖、抗菌、抗腫瘤等作用。郭英等[41]利用超聲波技術(shù)和雙水相萃取技術(shù)提取玫瑰花渣中的總黃酮，平均得率為3.42%。張佳嬋等[42]對(duì)玫瑰花渣中的黃酮類(lèi)物質(zhì)進(jìn)行乙醇提取，提取率為（2.31±0.08）mg/g;并研究表明玫瑰花渣黃酮凍干粉對(duì)羥自由基、ABTS+自由基和DPPH自由基均具有清除能力。王剛等[43]以苦水玫瑰和大馬士革玫瑰花渣為研究對(duì)象，采用硝酸鋁比色法對(duì)總黃酮含量進(jìn)行測(cè)定，黃酮含量分別為72.24和43.82 mg/g。謝瓊等[44]采用超聲輔助法提取玫瑰花渣總黃酮，最佳工藝條件為料液比1∶15、超聲時(shí)間20 min、超聲4次、乙醇體積分?jǐn)?shù)60%。王方方等[45]采用UPLC/Q-TOF-MS技術(shù)對(duì)玫瑰花渣中的黃酮類(lèi)成分進(jìn)行了定性分析，鑒定出11種黃酮類(lèi)化合物，為玫瑰花渣的回收利用提供了數(shù)據(jù)支持。

2.4 色素的提取 玫瑰色素是一種天然食用色素，安全、無(wú)毒，且具有營(yíng)養(yǎng)和藥理作用[46-47]。玫瑰精油提取后的廢水廢渣中含有大量的水溶性色素。周學(xué)森[48]在優(yōu)化玫瑰精油的水蒸氣提取工藝基礎(chǔ)上，利用苦水玫瑰殘?jiān)崛〖兓倒迳?，并利用玫瑰花渣采用超聲波輔助提取法提取出玫瑰花色素。Eren等[49]從玫瑰廢渣中提取出天然染料花青素，并制備了燃料敏化太陽(yáng)能電池。肖麗宏等[50]以新鮮云南墨紅玫瑰花色素粗提物為原料，測(cè)定總酚含量為5.73 mg/mL，并表現(xiàn)出較好的體外抗氧化活性。

2.5 功能性食品的制備 功能性食品是除提供通常的營(yíng)養(yǎng)之外還具備促進(jìn)身體健康或降低疾病風(fēng)險(xiǎn)的功能，具有調(diào)節(jié)機(jī)體功能的作用[51-52]，可以增強(qiáng)體質(zhì)、預(yù)防疾病、調(diào)節(jié)身體節(jié)律[53-54]。玫瑰花渣中含有膳食纖維、多糖、氨基酸等營(yíng)養(yǎng)元素，因此可以作為一種理想的添加劑加至食品中，李婷等[55]以玫瑰花渣為原料，制成了玫瑰花渣果醬。謝秋濤[56]將5%的玫瑰花渣添加到餅干配方中，制成一種玫瑰花渣餅干。徐潔等[57]采用超聲波和微波輔助提取花渣中的原花青素，提取量分別可達(dá)57.74和58.74 mg/g。王澤平等[58]以花渣與羅漢果汁液為輔料，經(jīng)乳酸菌發(fā)酵制成乳酸菌飲料。樊筑君等[59]用玫瑰花渣與其他原料混合生產(chǎn)出味道鮮美且具有玫瑰風(fēng)味的醬油。

2.6 玫瑰花渣精油的提取 郭永來(lái)等[60]采用有機(jī)溶劑浸提結(jié)合水蒸氣蒸餾提取玫瑰精油后的玫瑰花渣，利用分子蒸餾技術(shù)進(jìn)行分離純化，提取出玫瑰精油，精油得率達(dá)0.048%;共檢測(cè)出101種成分，主要成分為苯乙醇和香葉醇，含量分別為21.82%和7.22%。郭暢暢等[61]采用有機(jī)溶劑萃取玫瑰花渣中的玫瑰精油，玫瑰精油提取率高達(dá)0.571 4%，結(jié)合氣質(zhì)聯(lián)用分析，產(chǎn)物中存在香茅醇、乙酸香葉酯等精油主要成分。Guo等[62]利用合成的12種離子液體作為溶劑從玫瑰渣中提取玫瑰精油。

3 玫瑰蒸煮水的利用

王明皓[14]通過(guò)單因素和響應(yīng)面試驗(yàn)進(jìn)行了玫瑰碳酸飲料的配制，并通過(guò)單因素和正交試驗(yàn)將玫瑰蒸煮水減壓蒸發(fā)去水分后研發(fā)成玫瑰糖果和果凍。石雙妮[16]將玫瑰蒸煮水提取液經(jīng)過(guò)澄清處理后制成玫瑰花功能性飲料。楊盛鑫[63]采用高效液相色譜法測(cè)定了苦水玫瑰精油加工所得廢水中玫瑰紅色素的含量。梁文博等[64]從玫瑰精油產(chǎn)生廢水中提取的玫瑰紅色素與玫瑰鮮花所提取的色素組成基本相同，并且對(duì)光、熱、酸、金屬離子和氧化劑均有一定的穩(wěn)定性。陸秀云[65]以甘肅苦水玫瑰精油廢水為原料，研究了玫瑰廢水中多酚的純化工藝條件。

4 展望

在我國(guó)玫瑰花渣和玫瑰廢水加工行業(yè)仍然存在著較多的問(wèn)題，如生產(chǎn)成本高、規(guī)模小、加工方法落后。目前精油生產(chǎn)廠(chǎng)家通常會(huì)把玫瑰花渣作為垃圾丟掉，造成環(huán)境的污染與資源浪費(fèi)，廢水廢渣中含有的多酚、黃酮類(lèi)等化合物通過(guò)回收，可以作為無(wú)毒健康的食品添加劑，變廢為寶，同時(shí)使得廢水廢渣中的有機(jī)物含量降低，改善環(huán)境污染。因此，充分利用副產(chǎn)物并使其變廢為寶是解決這些問(wèn)題、促進(jìn)玫瑰產(chǎn)業(yè)發(fā)展的有效措施。

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