玫瑰花閃式提取工藝優(yōu)化及對有效成分和風(fēng)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(yī)藥大學(xué)中醫(yī)學(xué)院/湖南省藥食同源功能性食品工程技術(shù)研究中心/中醫(yī)診斷學(xué)湖南省重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室/中醫(yī)心肺病證辨證與藥膳食療重點(diǎn)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(fā)現(xiàn),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(zhì)地較輕，在復(fù)合飲品的制作中，適合單獨(dú)提取。目前，玫瑰花在中藥和保健食品復(fù)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(dǎo)致苦味加重，其制成品消費(fèi)者順應(yīng)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(yàn)確定閃式的最佳提取工藝參數(shù)，再與成熟的經(jīng)優(yōu)化的浸泡提取方法進(jìn)行比較，從而評價閃式提取玫瑰花的優(yōu)勢和必要性，并建立成分指標(biāo)與風(fēng)味指標(biāo)的相關(guān)性，為玫瑰花閃式提取工藝產(chǎn)業(yè)化生產(chǎn)提供科學(xué)依據(jù)。

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(jīng)我校王智老師鑒定皆符合2020版中國藥典一部有關(guān)規(guī)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(shè)備

高效液相色譜系統(tǒng)(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(zhì)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(jī)(ZWL-PAI-10)，湖南中沃水務(wù)環(huán)?？萍?；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(tǒng)適應(yīng)性試驗(yàn) 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(guī)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(guī)定進(jìn)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(jī)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(zhuǎn)速3 000 r/min)，取上清液,用0.22 μm有機(jī)濾膜濾過，取續(xù)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(fēng)味方法

(1)電子舌正負(fù)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(yàn):同一樣品重復(fù)測定5次，結(jié)果顯示數(shù)據(jù)穩(wěn)定，各傳感器響應(yīng)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(yōu)化工藝

2.3.1 玫瑰花閃式提取工藝條件優(yōu)化的正交試驗(yàn)[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(zhuǎn)速、加水倍數(shù)、時間3個因素進(jìn)行考察，以金絲桃苷、蘆丁為成分評價指標(biāo)，苦、鮮、甜、鮮味回味、澀味回味、苦味回味為風(fēng)味指標(biāo)，優(yōu)選出最佳工藝。采用L9(3)4正交試驗(yàn)法考察不同提取條件對各評價指標(biāo)的影響，因素水平設(shè)計見表2、結(jié)果見表3、極差分析見表4、方差分析見表5、風(fēng)味信息雷達(dá)圖見圖5、工藝研究結(jié)果匯總見表6。圖5結(jié)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(jù)表3、表4和表5匯總得出表6，由表6并結(jié)合工業(yè)化生產(chǎn)實(shí)際情況，選取評價指標(biāo)出現(xiàn)幾率高、次數(shù)多、重要性的結(jié)果，即為9號樣品，具體工藝參數(shù)為轉(zhuǎn)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(yàn)設(shè)計及結(jié)果

表4 玫瑰花閃式提取正交試驗(yàn)極差分析結(jié)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(jié)果

圖5 風(fēng)味信息雷達(dá)圖

2.3.2 玫瑰花閃式提取綜合評分[12]運(yùn)用AHP法確定玫瑰花評價指標(biāo)權(quán)重系數(shù)，根據(jù)所測指標(biāo)在玫瑰花中的重要性，將8個指標(biāo)按優(yōu)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(gòu)建成對比較的判斷優(yōu)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(xiàng)指標(biāo)的權(quán)重系數(shù)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(jī)一致性比率CR為衡量所得權(quán)重系數(shù)是否合理的指標(biāo)，本試驗(yàn)CR=0.039 8<0.10，說明指標(biāo)成對比較的判斷優(yōu)先矩陣符合一致性檢驗(yàn)，權(quán)重系數(shù)合理有效，可用于玫瑰花閃式的綜合評分。

為使數(shù)據(jù)具有統(tǒng)一性,需對評價指標(biāo)進(jìn)行歸一化處理,公式為式(1)：

(1)

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

加權(quán)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(jié)果；l1、l2、…l7、l8分別為其對應(yīng)的權(quán)重。

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

表7 玫瑰花閃式提取綜合評分結(jié)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(zhuǎn)速2 000 r/min、加水30倍、時間10 min;浸泡提取采用前期最優(yōu)實(shí)驗(yàn)結(jié)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(biāo)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(fēng)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(tǒng)計意義(95%置信區(qū)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(biāo)測定結(jié)果及95%可信區(qū)間

2.4 玫瑰花閃式提取和浸泡提取成分指標(biāo)與風(fēng)味指標(biāo)的相關(guān)性分析

采用SPSS 21.0統(tǒng)計軟件對分別對玫瑰花閃式提取和浸泡提取成分指標(biāo)與風(fēng)味指標(biāo)進(jìn)行Pearson相關(guān)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(guān)，且相關(guān)系數(shù)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(fù)相關(guān)，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(guān)，且相關(guān)系數(shù)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(guān)，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(fù)相關(guān)，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(biāo)與風(fēng)味指標(biāo)的相關(guān)性分析結(jié)果

3 結(jié)論與討論

本試驗(yàn)采用活性成分指標(biāo)與風(fēng)味指標(biāo)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(shù)為轉(zhuǎn)速2 000 r/min、加水量30倍、時間10 min，與原浸泡提取最優(yōu)工藝參數(shù)(水溫80 ℃、加水量10倍、浸泡時間2 h)進(jìn)行對比，在以活性成分為指標(biāo)時提取率明顯增加，在風(fēng)味指標(biāo)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(biāo)與甜味指標(biāo)呈顯著負(fù)相關(guān)，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(chǎn)效率，節(jié)約能源、綠色環(huán)保、生產(chǎn)成本低，因此適合工業(yè)化生產(chǎn)。