在玫瑰花渣中提取玫瑰精油及抗氧化性研究

郭暢暢，張娟，劉朝政，卞宇航

(河北科技大學(xué) 化學(xué)與制藥工程學(xué)院，河北 石家莊 050018)

玫瑰精油在醫(yī)藥[1-2]、制藥[3]、食品[4]和化妝品[5]等行業(yè)中已被廣泛應(yīng)用。在工業(yè)加工過程中產(chǎn)生的玫瑰花渣中仍然含有豐富得萜類化合物、醇類化合物[6]，通常這些玫瑰花渣都被當(dāng)作化肥，或者燃料使用，造成資源浪費(fèi)[7]。

為了提高玫瑰花資源的合理利用率，在玫瑰花渣中提取玫瑰精油變得尤為重要。提取玫瑰精油的方法有水蒸氣蒸餾法[8-11]、超聲波萃取法[12-14]、分子蒸餾技術(shù)[15-16]、超臨界CO2萃取法[17-18]、微波萃取法[19]、有機(jī)溶劑萃取法[20]。有機(jī)溶劑提取精油可以同時將高沸點(diǎn)和低沸點(diǎn)組分提取出來，減少芳香組分損失，對熱敏物質(zhì)破壞少，提取率高。

1 實(shí)驗(yàn)部分

1.1 試劑與儀器

玫瑰花渣；無水乙醇、甲醇、石油醚、正庚烷、丙酮均為分析純；蒸餾水(實(shí)驗(yàn)室自制)。

LT5028型電子天平;DF-101S型集熱式恒溫加熱磁力攪拌器;HH-4型油浴鍋;YRE-201D型旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)儀;GC7900型氣相色譜儀。

1.2 玫瑰精油的提取

稱量35 g玫瑰花渣倒入三口燒瓶中，加入一定量溶劑。用油浴鍋磁力攪拌加熱，回流1 h后開始蒸餾。用旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)儀濃縮餾液，回收溶劑。將帶有玫瑰精油的圓底燒瓶放在天平稱重M1后加入1 mL乙醇溶解3 h，倒入取樣瓶中。待圓底燒瓶洗凈烘干后，放在分析天平上稱重M2，計算玫瑰精油的提取率。

精油提取率(%)

(1)

1.3 玫瑰精油的抗氧化性

參照Smirnoff(1998)[21-23]的方法，雙氧水和二價鐵發(fā)生Fenton反應(yīng)生成·OH，加入水楊酸捕捉·OH并產(chǎn)生有色物質(zhì)，在510 nm處有最大吸收峰。取1 mL 10 mmol/mL的水楊酸-乙醇溶液，分別加入2 mL 3 mg/mL 樣品稀釋液和2 mL 3 mg/mL沒食子酸溶液，然后加入 1 mL 濃度為10 mmol/L 的FeSO4，最后加入 1 mL 濃度為30% 的H2O2啟動反應(yīng)，反應(yīng) 20 min，在 510 nm 測定吸光度，記為A1。空白對照用 1 mL 水替代FeSO4，測定吸光度記為A2。用 2 mL水替代樣品稀釋液，測定吸光度記為A0。用公式(2)計算羥基自由基清除率。

羥基自由基清除率(%)

(2)

2 結(jié)果與討論

2.1 產(chǎn)品成分分析

用氣相色譜進(jìn)行檢測，進(jìn)口溫度250 ℃，初始柱溫50 ℃，保持1 min，10 min/℃，F(xiàn)ID，進(jìn)樣量0.6 μL。玫瑰精油的提取方式不一樣，玫瑰精油的化學(xué)組分也有差別[24]。玫瑰精油主要由萜類化合物、醇類及其酯類、醛類、酮類、醚類化合物、 脂肪烴類化合物、羧酸類化合物、酚類化合物和其他微量成分組成。圖1為工廠用玫瑰鮮花采用水蒸氣蒸餾法提取的玫瑰精油組分圖，成分主要有：香茅醇、乙酸香草脂、1-石竹烯、十七烷、9-十九碳烯、二十烷、二十四烷。其中1-石竹烯、十七烷、9-十九碳烯、二十烷、二十四烷是萜類化合物。圖2為用玫瑰花渣采用有機(jī)溶劑萃取的玫瑰精油成分圖，成分主要有乙縮醛、甲基戊酮醇、香茅醇、乙酸香葉酯、二十烷、百秋李醇。由圖1標(biāo)樣精油組分圖和產(chǎn)品組分圖及其成分可知所得產(chǎn)物為目的產(chǎn)物。圖3為旋蒸餾出液組分主要有：N-乙烯基吡咯烷酮、香茅醇、2-丁基-4-甲基-1,3-二氧硼烷-5-酮。旋蒸餾出液組分較少，N-乙烯基吡咯烷酮、2-丁基-4-甲基-1,3-二氧硼烷-5-酮，在旋蒸過程中，少量精油隨溶劑蒸發(fā)出來。

圖1 標(biāo)樣精油成分圖

圖2 產(chǎn)品精油成分圖

圖3 產(chǎn)品精油成分圖

2.2 產(chǎn)品對·OH的清除能力

本實(shí)驗(yàn)研究發(fā)現(xiàn)玫瑰精油提取物的抗氧化性相當(dāng)于沒食子酸的抗氧化性，沒食子酸對·OH的清除率為56.79%，玫瑰精油·OH的清除率為53.67%，說明玫瑰精油具有較強(qiáng)的抗氧化活性。

2.3 萃取劑的篩選

選取6種常用溶劑對玫瑰花渣進(jìn)行萃取，結(jié)果見表1。

表1 不同萃取劑萃取玫瑰花渣

由表1可知，石油醚的提取率最高，石油醚是一種惰性溶劑，不與精油中的成分發(fā)生反應(yīng)，對精油成分具有良好的溶解性。因此后期萃取條件的優(yōu)化均是以石油醚作為提取玫瑰精油的萃取溶劑。

2.4 回流時間對提取率的影響

在其他條件不變，只改變回流時間，考察了回流時間對萃取率的影響，結(jié)果見表2。

表2 回流時間對提取率的影響

由表2可知，隨著回流時間的延長，提取率是增加的，因?yàn)榛亓鲿r間越長，玫瑰花渣和溶劑接觸越充分，玫瑰精油提取率越高。但是考慮到能耗，回流時間不能太長，回流時間為4 h時，提取率為0.511 3%。

2.5 料液比對提取率的影響

在其他條件不變的情況下，只改變料液比，考察料液比對提取率的影響，結(jié)果見表3，隨著料液比的增加，提取率是先增加后減小，是因?yàn)楫?dāng)萃取劑達(dá)到飽和時，可能發(fā)生反萃取現(xiàn)象。當(dāng)回流比為1∶3的時候收率最高，收率為0.511 4%。

表3 料液比對提取率的影響

2.6 提取溫度對精油提取率的影響

在其他條件不變的情況下，只改變蒸餾溫度，考察蒸餾溫度對提取率的影響，結(jié)果見圖4，隨著溫度的升高提取率先升高后降低。當(dāng)回流溫度為80 ℃的時候收率最高，提取率為0.514 3%。有可能溫度太高會破壞精油成分，導(dǎo)致提取率下降。

圖4 蒸餾溫度對提取率的影響

3 結(jié)論

(1)由精油顏色、氣質(zhì)聯(lián)用色譜圖及和文獻(xiàn)對比可知,所得目的產(chǎn)物為玫瑰精油。

(2)采用石油醚、無水乙醇、蒸餾水、丙酮、正庚烷、甲醇為溶劑，提取玫瑰花渣中玫瑰精油，其中效果最好的是石油醚。最佳的工藝條件為：回流時間4 h，料液比1∶3，回流溫度80 ℃，在此工藝條件下提取率為0.514 3%。

(3)通過·OH 清除能力實(shí)驗(yàn)，表明玫瑰精油具有強(qiáng)抗氧化性，可作為一種天然抗氧化劑資源被深度開發(fā)利用。