玫瑰花闪式提取工艺优化及对有效成分和风味的影响研究

蒋 星，刘平安，田 慧，李雅云，陈光宇，谢梦洲

(湖南中医药大学中医学院/湖南省药食同源功能性食品工程技术研究中心/中医诊断学湖南省重点实验室/中医心肺病证辨证与药膳食疗重点研究室，长沙 410208)

玫瑰花为蔷薇科植物玫瑰的干燥花蕾，属药食同源植物，具有行气解郁、和血、止痛等功效[1]。研究发现,玫瑰花具有抗氧化[2]、防治心脑血管疾病[3]、抑菌[4]、抗肿瘤[5]等作用。由于玫瑰花质地较轻，在复合饮品的制作中，适合单独提取。目前，玫瑰花在中药和保健食品复方制剂中大多采用浸泡法、煎煮法[6-9]提取，虽然能够提取功效成分，但受热时间长、温度高导致苦味加重，其制成品消费者顺应性差，市场销售受限。目前，尚未有对玫瑰花闪式提取的报道，本研究通过正交试验确定闪式的最佳提取工艺参数，再与成熟的经优化的浸泡提取方法进行比较，从而评价闪式提取玫瑰花的优势和必要性，并建立成分指标与风味指标的相关性，为玫瑰花闪式提取工艺产业化生产提供科学依据。

1 材料与仪器

1.1 材料与试剂

玫瑰花(LOT：202010)，购于康美智慧药房连锁(广东)有限公司，经我校王智老师鉴定皆符合2020版中国药典一部有关规定；金丝桃苷对照品(LOT 111521-201809)，中国食品药品检定研究院；芦丁对照品(LOT：100080-201811)，中国食品药品检定研究院；液相色谱柱(填充剂：十八烷基硅烷键合硅胶UltimateXB-C18，5 μm，4.6 mm×250 mm)，月旭科技上海股份有限公司。

1.2 仪器与设备

高效液相色谱系统(Ultimate 3 000)，赛默飞世尔科技(中国)有限公司；超高效液相色谱仪(Acquity uplch-class plus)，美国Waters公司；三重四级杆质谱仪(TripleQuad 3500)，AB SCIEXDISTRIBUTION公司；闪式提取器(ZHBE-50T)及闪式提取控制器，河南智晶生物科技有限公司；电子舌(SA-402B)，日本Insent公司；电子天平(ATX124型0.000 1～124 g)，东京岛津仪器有限公司；超声波清洗器(KM5200DE)，昆山美美超声仪器；超纯水机(ZWL-PAI-10)，湖南中沃水务环保科技；水分测定仪(SFY-20BL)，深圳市冠亚水分仪科技。

2 方法

2.1 液相色谱法测定玫瑰中芦丁、金丝桃苷含量

2.1.1 色谱条件与系统适应性试验 本方法系用液相色谱法(参考2020版《中国药典》第四部通则0512)测定玫瑰中金丝桃苷、芦丁含量。除另有规定外，按下列方法测定：以十八烷基硅烷键合硅为填充剂；以乙腈为流动相A、以甲醇为流动相B、以0.001%磷酸水溶液为流动相C；柱温30 ℃；流速1.0 mL/min；检测波长为270 nm。按表1中的规定进行梯度洗脱。

2.1.2 对照品溶液的制备 (1)空白对照品：取甲醇溶液，用0.22 μm有机微孔滤膜滤过，即得；(2)金丝桃苷对照品溶液的制备：取金丝桃苷对照品适量，精密称定，加甲醇制成21.637 2 μg/mL的溶液，即得；(3)芦丁对照品溶液的制备：取金丝桃苷对照品适量，加甲醇制成17.881 5 μg/mL的溶液，即得。

表1 流动相比例及流速

2.1.3 供试品溶液制备 取各样品50 mL，分别置于50 mL离心管中，离心10 min(转速3 000 r/min)，取上清液,用0.22 μm有机滤膜滤过，取续滤液。

2.1.4 测定 分别精密吸取对照品溶液与供试品溶液各5 μL，注入液相色谱仪测定峰面积积分值(图1～图4)。

图1 空白对照液色谱图(360 nm)

图2 金丝桃苷对照液色谱图

图3 芦丁对照液色谱图

图4 玫瑰闪式提取供试液色谱图(360 nm)

2.2 电子舌测定玫瑰花的风味方法

(1)电子舌正负极清洗液配制、参比液配制、测定方法参考[10]。(2)供试品的制备:取样品25 mL，分别置于电子舌测试专用塑料小杯中，加纯化水定容至45mL。(3)精密度试验:同一样品重复测定5次，结果显示数据稳定，各传感器响应值RSD值均小于3%，表明仪器精密度良好。

2.3 玫瑰花闪式提取与浸泡提取优化工艺

2.3.1 玫瑰花闪式提取工艺条件优化的正交试验[11]采用闪式提取法，选取对玫瑰花成分和口感影响较大的提取工艺条件，即转速、加水倍数、时间3个因素进行考察，以金丝桃苷、芦丁为成分评价指标，苦、鲜、甜、鲜味回味、涩味回味、苦味回味为风味指标，优选出最佳工艺。采用L9(3)4正交试验法考察不同提取条件对各评价指标的影响，因素水平设计见表2、结果见表3、极差分析见表4、方差分析见表5、风味信息雷达图见图5、工艺研究结果汇总见表6。图5结果显示，9号样品的鲜味和鲜味回味值最大，甜味、苦味值和涩味值最小。根据表3、表4和表5汇总得出表6，由表6并结合工业化生产实际情况，选取评价指标出现几率高、次数多、重要性的结果，即为9号样品，具体工艺参数为转速2 000 r/min、加水量30倍、时间10 min。

表2 玫瑰花闪式提取因素水平

表3 玫瑰花闪式提取正交试验设计及结果

表4 玫瑰花闪式提取正交试验极差分析结果

表5 玫瑰花闪式提取各因素方差分析

表6 玫瑰花闪式提取工艺研究结果

图5 风味信息雷达图

2.3.2 玫瑰花闪式提取综合评分[12]运用AHP法确定玫瑰花评价指标权重系数，根据所测指标在玫瑰花中的重要性，将8个指标按优先顺序排序:金丝桃苷>芦丁>苦>鲜>甜>鲜味回味>涩味回味>苦味回味，以此构建成对比较的判断优先矩阵。计算金丝桃苷、芦丁、苦、鲜、甜、鲜味回味、涩味回味、苦味回味8项指标的权重系数分别为0.326 8、0.227 3、0.156 9、0 107 7、0.073 4、0.049 8、0.046 3、0.024 2。随机一致性比率CR为衡量所得权重系数是否合理的指标，本试验CR=0.039 8<0.10，说明指标成对比较的判断优先矩阵符合一致性检验，权重系数合理有效，可用于玫瑰花闪式的综合评分。

为使数据具有统一性,需对评价指标进行归一化处理,公式为式(1)：

(1)

式(1)中，yi为指标归一值；xi为指标实际值；xmax、xmin分别为指标所在组的最大值、最小值。

加权综合评分按照式(2)得出：

K=y1·l1+y2·l2+…+y7·l7+y8·l8

(2)

式(2)中，K为综合评分值；y1y2…y7、y8分别为金丝桃苷、芦丁、苦、鲜、甜、鲜味回味、涩味回味、苦味回味归一化后的结果；l1、l2、…l7、l8分别为其对应的权重。

综合评分结果显示，9号样品得分最高为74.56,即转速2 000 r/min、加水量30倍、时间10 min；与正交试验优化结果一致(表7)。

表7 玫瑰花闪式提取综合评分结果

2.3.3 玫瑰花闪式提取和浸泡提取的比较 闪式提取采用工艺，转速2 000 r/min、加水30倍、时间10 min;浸泡提取采用前期最优实验结果得温度为80 ℃、加水10倍、浸泡时间2 h。由表8可知，闪式提取和浸泡提取在成分指标上的比较得，金丝桃苷、芦丁闪式提取提取率分别是浸泡提取的1.529、1.393倍；在风味上的比较得，苦味浸泡提取是闪式提取的6.532倍；鲜味两者之间无统计意义(95%置信区间重叠)；甜味浸泡提取是闪式提取的29.98倍；鲜味回味闪式提取是浸泡提取的1.578；涩味回味浸泡提取是闪式提取的2.142倍；苦味回味浸泡提取式闪式提取的11.68倍。

表8 2种提取方式各指标测定结果及95%可信区间

2.4 玫瑰花闪式提取和浸泡提取成分指标与风味指标的相关性分析

采用SPSS 21.0统计软件对分别对玫瑰花闪式提取和浸泡提取成分指标与风味指标进行Pearson相关性分析。表9可见，闪式提取金丝桃苷和芦丁与鲜味、鲜味回味、涩味回味呈显著正相关，且相关系数均大于0.5，表明鲜味、鲜味回味、涩味回味值越高，金丝桃苷和芦丁的含量越高，与苦味和甜味呈显著负相关，表明苦味、甜味值越高，金丝桃苷和芦丁的含量越低；浸泡提取金丝桃苷与鲜味、鲜味回味呈显著正相关，且相关系数均大于0.5，表明鲜味、鲜味回味值越高，金丝桃苷的含量越高，芦丁与涩味回味呈显著正相关，表明涩味回味值越高，芦丁的含量越高，芦丁与苦味呈显著负相关，表明苦味值越高，芦丁的含量越低。

表9 两种提取方式成分指标与风味指标的相关性分析结果

3 结论与讨论

本试验采用活性成分指标与风味指标综合分析评价的方法，筛选出闪式提取最佳的提取工艺参数为转速2 000 r/min、加水量30倍、时间10 min，与原浸泡提取最优工艺参数(水温80 ℃、加水量10倍、浸泡时间2 h)进行对比，在以活性成分为指标时提取率明显增加，在风味指标层鲜味回味明显增高，苦味、苦味回味、涩味回味明显降低(表8)。浸泡提取虽然在甜味明显高于闪式提取，但由表9可得，玫瑰花的成分指标与甜味指标呈显著负相关，即甜味越高，有效成分含量越低。本研究采用的玫瑰花闪式提取能最大限度提取玫瑰花有效成分，且不因受热破坏；能够在保证成分不受损失的情况下，减少苦味；提取时间短，能够大大提高生产效率，节约能源、绿色环保、生产成本低，因此适合工业化生产。