苦水玫瑰凈油的制備及其在卷煙中的應(yīng)用

李學(xué)剛 孟浩 朱國健 柳秋林 陳帥偉 聶守杰

摘要 為使苦水玫瑰浸膏更好地應(yīng)用于卷煙加香中，本研究通過超臨界CO萃取技術(shù)對苦水玫瑰浸膏進(jìn)行提取，以獲得玫瑰凈油。采用正交試驗優(yōu)化苦水玫瑰凈油的提取條件，采用氣相色譜質(zhì)譜聯(lián)用（GC/MS）方法分析苦水玫瑰凈油產(chǎn)品，并進(jìn)行卷煙加香評價。結(jié)果表明，（1）超臨界CO萃取苦水玫瑰凈油試驗中，萃取壓力30 MPa，萃取溫度50 ℃，萃取時間2.5 h時，苦水玫瑰凈油得率最高可達(dá)5.63%。（2）從苦水玫瑰凈油中共檢測出55種香氣成分，主要包括醇類19種，酯類7種，萜烯類7種，醛類7種，脂肪烷烴類7種，主要致香成分為芳樟醇、橙花醇、香葉醇、乙酸苯乙酯和甲基丁香酚等。（3）卷煙加香評價結(jié)果表明，苦水玫瑰凈油可以有效改善卷煙香氣品質(zhì)。（4）通過相關(guān)卷煙加香試驗得出，該苦水玫瑰凈油在此卷煙中的適宜加香比為0.000 5%～0.015 0%。

關(guān)鍵詞 苦水玫瑰凈油；氣相色譜質(zhì)譜聯(lián)用；工藝優(yōu)化；香氣成分；卷煙加香

中圖分類號 S-3；S572 文獻(xiàn)標(biāo)識碼 A

文章編號 1007-7731（2024）03-0075-07

Preparation of Kushui Rose pure oil and its application in cigarette

LI Xuegang1? ? MENG Hao1? ? ZHU Guojian1? ? LIU Qiulin1? ? CHEN Shuaiwei2? ? NIE Shoujie1

（1Etsong （Qingdao） Industry Co.， Ltd.， Qingdao 266021， China;

2Shandong China Tobacco Industry Co.， Ltd.， Jinan 250014， China）

Abstract In order to investigate the application of Kushui Rose extract in cigarette flavoring， supercritical CO extraction technology was used to extract Kushui Rose absolute from rose extract， with orthogonal experiments in optimizing the extraction conditions of Kushui Rose absolute. The samples of rose absolute were analyzed by chromatography-mass spectrometry（GC/MS），with the sensory evaluation results followed. The results showed that， （1） The optimized experimental conditions in supercritical CO extraction of Kushui Rose absolute were extraction pressure 30 MPa， temperature 50 ℃， time 2.5 h. with the highest yield of 5.63%. （2） A total of 55 aroma components were detected in the oil sample， including 19 alcohols， 7 esters， 7 terpenes， and 7 aldehydes， 7 aliphatic hydrocarbon， and the main aroma components included linalool， nerol， geraniol， phenylethyl acetate， methyl eugenol， etc. （3） The sensory evaluation results suggested that Kushui Rose absolute could effectively improve the aroma and quality of cigarettes. （4） The appropriate fragrance ratio for the rose absolute in this cigarette is 0.000 5%-0.015 0% through relevant cigarette flavoring tests.

Keywords Kushui Rose pure oil; GC/MS; process optimization; aroma components; cigarette flavoring

苦水玫瑰是薔薇科薔薇屬的落葉性或常綠灌木，由鈍齒玫瑰和傳統(tǒng)玫瑰雜交而來，其花色艷麗，香氣濃郁，素有“金花”之稱，因主產(chǎn)于甘肅苦水而得名?？嗨倒褰酁辄S綠色半固態(tài)膏狀物，含有蠟質(zhì)、糖類和植物色素等雜質(zhì)，此類雜質(zhì)限制了其在生產(chǎn)中的應(yīng)用，因此需要對浸膏進(jìn)行精制脫蠟，以獲取苦水玫瑰凈油。本文在單因素試驗的基礎(chǔ)上通過正交試驗對提取工藝參數(shù)進(jìn)行優(yōu)化，同時，采用氣相色譜與質(zhì)譜協(xié)同聯(lián)用（GC/MS）的分析方法，檢測苦水玫瑰凈油的致香成分，并探討其在卷煙加香中的應(yīng)用。

苦水玫瑰栽培歷史悠久，作為特有的自然雜交品種，其具有較強的自然環(huán)境適應(yīng)能力。目前，對玫瑰精油提取工藝的研究較多，而對玫瑰凈油的相關(guān)研究較少。常規(guī)的提取方法是采用有機溶劑溶解浸膏，冷凝后脫除其中的蠟質(zhì)，外加低溫冷凝，再將有機溶劑配合減壓蒸餾的方式獲得凈油，其生產(chǎn)工序較多，且存在一定的資源浪費。本研究采用超臨界提取技術(shù)，從苦水玫瑰浸膏中提取玫瑰凈油，利用超臨界二氧化碳（CO）直接從玫瑰浸膏中得到產(chǎn)品。與常規(guī)的提取方式相比，本文采用的方式不僅減少了生產(chǎn)工序，而且將提取溫度控制在60 ℃以下，以有效降低凈油中熱敏性物質(zhì)的分解，最大限度地保留了天然產(chǎn)物的自然風(fēng)味。

為探究苦水玫瑰凈油在卷煙中的適用性，本研究利用卷煙加香試驗，通過比較試驗組與對照組的差異探究苦水玫瑰凈油對卷煙品質(zhì)的作用。在對照試驗的基礎(chǔ)上，通過改變苦水玫瑰凈油在卷煙中的施加量，結(jié)合卷煙加香的評價結(jié)果，探求苦水玫瑰凈油在卷煙中的適宜添加量，為苦水玫瑰的品質(zhì)優(yōu)化及其在卷煙加香中的應(yīng)用提供參考，為苦水玫瑰凈油在煙用香精香料的推廣提供參考。

1 材料與方法

1.1 試驗材料與儀器

苦水玫瑰浸膏（A公司）；無水乙醇（國藥集團(tuán)）；CO（食品級，純度>99.5%）；HA220-40-11型超臨界CO（南通華安超臨界萃取有限公司）；氣相色譜-質(zhì)譜連用儀器（安捷倫公司）；1/104電子天平（梅特勒-托利多公司）；HRH-386K香精注射機（北京慧榮和科技有限公司）。

1.2 試驗方法

1.2.1 制備方法? 通過精制去除苦水玫瑰浸膏中所含的蠟質(zhì)，獲得的產(chǎn)品被稱為苦水玫瑰凈油。本研究以玫瑰浸膏為原料，用超臨界CO作為萃取劑，直接脫去浸膏中所含的蠟質(zhì)等雜質(zhì)，得到最終產(chǎn)品即為苦水玫瑰凈油。其中，玫瑰凈油得率按照公式（1）計算。

1.2.2 試驗方法? 在超臨界提取試驗中，針對壓力、溫度和時間這3個影響因素，采用單因素分析試驗，探索制備玫瑰凈油的最佳工藝條件。將計量稱重后的苦水玫瑰浸膏加入超臨界萃取釜中，按試驗條件要求進(jìn)行超臨界提取。試驗結(jié)束后，計量玫瑰凈油的重量，按照公式（1）計算苦水玫瑰凈油得率。

（1）萃取壓力。在其他試驗條件不變的前提下，玫瑰凈油的萃取壓力分別設(shè)定為10、15、20、25和30 MPa，并計算相關(guān)萃取壓力條件下的玫瑰凈油得率，探索萃取壓力與凈油得率的關(guān)系。

（2）萃取時間。在其他試驗條件不變的前提下，玫瑰凈油的萃取時間分別設(shè)定為0.5、1.0、1.5、2.0、2.5和3.0 h，計算不同時間下的玫瑰凈油得率。

（3）萃取溫度。在其他試驗條件不變的前提下，玫瑰凈油的萃取溫度分別設(shè)定為30、35、40、45、50和55 ℃，并計算相關(guān)萃取溫度下玫瑰凈油的得率，比較不同萃取溫度下玫瑰凈油的相關(guān)得率。

1.2.3 正交試驗? 在前期單因素試驗基礎(chǔ)上，采用L（3）正交試驗對提取工藝參數(shù)進(jìn)行優(yōu)化（表1），主要參數(shù)包括萃取壓力、萃取溫度及萃取時間，并通過相關(guān)優(yōu)化獲得苦水玫瑰凈油提率的最高工藝條件。

1.2.4 GC/MS分析方法? 色譜進(jìn)樣溫度255 ℃；載氣為氦氣（純度≥99.999%）；載氣流速1.5 mL/min；分流比為18∶1；色譜柱DB-5柱（60×0.25 mm i.d. ×0.25 μm d.f），以3 ℃/min升溫至255 ℃，保持25 min；離子源溫度235 ℃；電離電壓70 eV，使用NIST11譜庫檢索。

1.2.5 卷煙加香試驗? 取苦水玫瑰凈油0.05 g，用無水乙醇將玫瑰凈油稀釋成質(zhì)量濃度為0.005%溶液，使用香精注射機將稀釋后的苦水玫瑰凈油按比例加注到未加香的泰山牌號卷煙中，同時，取未加香的煙支加注同樣比例的無水乙醇作為對照組，將處理后的煙支存放到恒溫恒濕箱中進(jìn)行平衡穩(wěn)定，并邀請評吸專家對平衡穩(wěn)定48 h后的卷煙進(jìn)行評價打分。

2 結(jié)果與分析

2.1 單因素試驗

2.1.1 超臨界萃取壓力的影響? 苦水玫瑰凈油得率隨萃取壓力的變化而變化，其結(jié)果如圖1所示。在其他條件保持不變的前提下，玫瑰凈油得率隨著壓力的增大而提高，而繼續(xù)增大萃取壓力時，苦水玫瑰凈油得率趨于5.2%。

2.1.2 超臨界萃取時間的影響? 苦水玫瑰凈油得率隨著萃取時間變化而變化，結(jié)果如圖2所示。在其他條件保持不變的前提下，玫瑰凈油得率隨萃取時間的延長而提高，提取時間到2 h后，萃取得率變化不明顯。

2.1.3 超臨界萃取溫度的影響? 苦水玫瑰凈油得率隨萃取溫度變化而變化，結(jié)果如圖3所示。在其他條件保持不變的前下，玫瑰凈油得率隨溫度的升高而提高，當(dāng)繼續(xù)提高萃取溫度時，超過50 ℃后玫瑰凈油得率基本不變。

2.2 正交試驗

正交試驗分別考察萃取壓力、萃取溫度和萃取時間3個工藝條件的不同組合對苦水玫瑰凈油得率的影響。由表2的結(jié)果可知，這3個因素的極差R分別是0.840、0.213和0.090。由此可以得出，萃取壓力對苦水玫瑰凈油得率影響最大，其次是萃取溫度，萃取時間的影響最小。因此，最佳組合為A3B3C3，即萃取壓力30 MPa，萃取溫度50 ℃，萃取時間2.5 h，苦水玫瑰凈油得率5.63%。

2.3 GC/MS分析結(jié)果

經(jīng)過氣相色譜質(zhì)譜聯(lián)合分析，得到苦水玫瑰凈油的總離子流色譜圖。對譜圖中的峰采用NIST11數(shù)據(jù)庫進(jìn)行檢索，采用峰面積歸一化法計算其中組分的相對含量，得出其中的成分，其結(jié)果如表3所示。

GC/MS圖譜中共檢測到55種組分，其中香茅醇含量最高，達(dá)到34.362%，其次是芳樟醇（6.674%）、橙花醇（5.675%）、香葉醇（5.619%）、乙酸苯乙酯（4.688%）和甲基丁香酚（4.346%）?？嗨倒鍍粲统煞址诸惤y(tǒng)計結(jié)果如表4所示，經(jīng)統(tǒng)計分析可知，分析檢測出醇類種類最多19種，含量最高65.203%，按照含量計算依次是酯類（10.712%）、酚類（7.581%）、醛類（4.165%）、萜烯類（2.675%）、脂肪烷烴類（2.224%）、酮類（1.919%）和醚類（1.816%）。

2.4 卷煙加香試驗

由9位具有卷煙品系資質(zhì)的專家對試驗樣品與對照樣品進(jìn)行相關(guān)評價打分，其結(jié)果如表5所示。結(jié)果表明，與對照組相比，加入玫瑰凈油的試驗組，卷煙評吸中香氣、協(xié)調(diào)、雜氣、刺激性與余味得分均有不同幅度的提高，說明苦水玫瑰凈油可以使卷煙香氣品質(zhì)得到提高，余味更加舒適。

3 改進(jìn)方案

為探索苦水玫瑰凈油在某品牌卷煙中的適宜加香比，通過改變試驗組中苦水玫瑰凈油的添加量并重新進(jìn)行卷煙加香試驗與品吸評價試驗，以卷煙感官評價綜合得分的數(shù)值為結(jié)果，探究苦水玫瑰凈油的添加量與卷煙品質(zhì)之間的關(guān)系，結(jié)果如圖4所示。

通過比較不同加香比例的評分結(jié)果可知，在加香比為0.000 5%～0.015 0%范圍內(nèi)時，苦水玫瑰凈油對卷煙品質(zhì)的改善效果明顯，卷煙香氣、協(xié)調(diào)和余味等得到改善明顯。當(dāng)加香比超過0.015 0%時，苦水玫瑰凈油對卷煙品質(zhì)的改善作用降低，同時會帶來口腔舒適度降低、刺激性增大等副作用。由此可知，苦水玫瑰凈油在此卷煙中的適宜加香比為0.000 5%～0.015 0%。

4 結(jié)論與討論

（1）由單因素試驗與正交試驗結(jié)果可知，超臨界CO萃取苦水玫瑰凈油主要影響因素是萃取壓力，其次是萃取溫度，萃取時間的影響最小。

（2）在超臨界CO萃取苦水玫瑰浸膏制備玫瑰凈油的操作中，設(shè)置萃取壓力30 MPa，萃取溫度50 ℃，萃取時間2.5 h時，苦水玫瑰凈油得率最高可達(dá)5.63%。

（3）利用GC/MS分析苦水凈油，共分析出55種相關(guān)成分，其主要致香成分為芳樟醇（6.674%）、橙花醇（5.675%）、香葉醇（5.619%）、乙酸苯乙酯（4.688%）和甲基丁香酚（4.346%）等。

（4）苦水玫瑰凈油中的醇類無論是按種類計算還是按照含量計算都是最高的，按照含量計算其次是酯類（10.712%）、酚類（7.581%）、醛類（4.165%）、萜烯類（2.675%）、脂肪烷烴類（2.224%）、酮類（1.919%）和醚類（1.816%）。

（5）通過卷煙加香試驗與感官評價可知，苦水玫瑰凈油可以使卷煙香氣、協(xié)調(diào)、雜氣和余味等都得到改善，從而使卷煙品質(zhì)得到整體改善。

（6）通過進(jìn)一步的卷煙加香試驗可知，該苦水玫瑰凈油在此卷煙中的適宜加香比為0.000 5%～0.015 0%，繼續(xù)提高苦水玫瑰凈油在卷煙的添加量，會帶來口腔舒適度降低、刺激性增大等副作用。

為探究苦水玫瑰凈油在卷煙中的適用性，本研究進(jìn)行卷煙加香試驗，通過比較試驗組與對照組的差異探究苦水玫瑰凈油對卷煙品質(zhì)的作用。在對照試驗的基礎(chǔ)上，通過改變苦水玫瑰凈油在卷煙中的施加量，結(jié)合卷煙加香的評價結(jié)果，探求苦水玫瑰凈油在卷煙中的適宜添加量，為苦水玫瑰的品質(zhì)優(yōu)化及其在卷煙加香中的應(yīng)用提供參考，為苦水玫瑰凈油在煙用香精香料的推廣提供參考。

參考文獻(xiàn)

[1] 李秀琴，逯伯文，姜迎取，等. 永登縣苦水玫瑰產(chǎn)業(yè)可持續(xù)發(fā)展探究[J]. 廣東蠶業(yè)，2023，57（3）：153-156.

[2] 徐學(xué)軍，牛元，徐瓊，等. 甘肅省苦水玫瑰產(chǎn)業(yè)現(xiàn)狀及發(fā)展建議[J]. 農(nóng)業(yè)科技與信息，2023（4）：157-159，163.

[3] 賴麗芳. 永登苦水玫瑰的生產(chǎn)現(xiàn)狀與發(fā)展前景[J]. 甘肅科技，2003，19（6）：104-105.

[4] 彭志云，宋?；?，魏正平. 甘肅苦水玫瑰產(chǎn)業(yè)現(xiàn)狀與發(fā)展思路[J]. 甘肅科技，2020，36（2）：1-6.

[5] 郭永來，張靜菊，劉泗明. 超臨界二氧化碳萃取玫瑰浸膏的研究[J]. 香料香精化妝品，2018（1）：17-19.

[6] 安皓南，張鳳梅，李振杰，等. 玫瑰提取物特征香氣成分分析及其在卷煙中的應(yīng)用[J]. 云南民族大學(xué)學(xué)報（自然科學(xué)版），2023，32（5）：563-568.

[7] GHOREISHI S M，HEDAYATI A，MOUSAVI S O. Quercetin extraction from Rosa damascena Mill via supercritical CO2：neural network and adaptive neuro fuzzy interface system modeling and response surface optimization[J]. The journal of supercritical fluids，2016，112：57-66.

[8] 李菲，程曉惠，李全宏. 亞臨界流體萃取制備苦水玫瑰凈油工藝及其關(guān)鍵香氣化合物的研究[J]. 香料香精化妝品，2019（5）：1-5，16.

[9] 楊青，劉興樂，李莉云，等. 大馬士革玫瑰精油提取工藝研究[J]. 湖北農(nóng)業(yè)科學(xué)，2020，59（24）：148-150.

[10] 李春麗，趙婭敏，楊軍麗. 玫瑰花提取工藝、化學(xué)成分及其生物活性研究進(jìn)展[J]. 分析測試技術(shù)與儀器，2020，26（4）：249-257.

[11] PENG W L，MOHD-NASIR H，SETAPAR S H M，et al. Optimization of process variables using response surface methodology for tocopherol extraction from Roselle seed oil by supercritical carbon dioxide[J]. Industrial crops and products，2020，143：111886.

[12] 田雨，馬廣文，鮑勝利，等. 超臨界CO2萃取法制備煙草凈油及其成分分析[J]. 化學(xué)工程師，2023，37（8）：101-105.

[13] 雷高明. 幾種鮮花芳香水化學(xué)成分分析及吸附分離研究[D]. 杭州：浙江大學(xué)，2016.

[14] 王威，王春利. 天然玫瑰鮮花應(yīng)用的研究[J]. 農(nóng)牧產(chǎn)品開發(fā)，1999（10）：35-36.

[15] PINTO M B C，VARDANEGA R，NáTHIA-NEVES G，et al. Novel Brazilian hop （Humulus lupulus L.） extracts through supercritical CO2 extraction：enhancing hop processing for greater sustainability[J]. Food research international，2023，172：113169.

[16] 柴立孟，郭溆，榮耀，等. 超臨界CO2萃取制備腰果仁油工藝優(yōu)化及其脂肪酸成分分析[J]. 食品研究與開發(fā)，2023，44（20）：90-97.

[17] 李學(xué)剛，劉群，朱國健，等. 平陰玫瑰精油成分分析及在卷煙中的應(yīng)用[J]. 甘肅科技，2022，38（21）：52-55.

[18] 謝劍平，宗永立，屈展，等. 單體香料在卷煙中作用評價方法的建立及應(yīng)用[J]. 煙草科技，2008，41（4）：5-8，13.

（責(zé)編：楊 歡）

作者簡介 李學(xué)剛（1990—），男，山東濰坊人，碩士，工程師，從事香精香料研究。

通信作者 聶守杰（1991—），男，山東青島人，碩士，工程師，從事天然植物提取研究。

收稿日期 2023-11-15