CN113444577A - 一种玫瑰花细胞水和玫瑰花精油的提取方法和应用 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种玫瑰花细胞水和玫瑰花精油的提取方法，主要是利用低温‑真空（减压）提取技术，先在短时间内初步提取分离出一部分玫瑰花内的液体，在液体中加入一定量的纤维素酶、果胶酶，再倒回初步提取后的玫瑰花残渣中，再次低温‑减压提取一定的时间，得到一种芳香（含有大量的芳香酮、芳香醇类物质）、温润（化学物质组成好）的玫瑰花精油，芳香的玫瑰花细胞水，并且能够控制细胞水和精油中的化学物质组成。

Description

一种玫瑰花细胞水和玫瑰花精油的提取方法和应用

技术领域

本发明涉及农产品处理技术领域，特别是涉及一种玫瑰花细胞水和玫瑰花精油的提取方法和应用。

背景技术

玫瑰，蔷薇科植物，原产于中国，栽培历史悠久，是重要的香料植物。其鲜花蒸制的玫瑰精油主要成分为左旋香芳醇，含量最高可达千分之六，供食用及化妆品用。花瓣可以制饼馅、玫瑰酒、玫瑰糖浆，干制后可以泡茶，花蕾入药治肝、胃气痛、胸腹胀满和***。

现阶段的生产中，玫瑰花的主要提取方法有蒸馏法、浸提法、超临界二氧化碳萃取法，蒸馏法耗费时间较长、且能耗较大，而其他两种方法而加入了其他溶剂，限制了玫瑰花提取物的保存和使用。

已公开的专利文献中，还包括有低温-真空提取技术。中国专利申请号CN106261332 A公开了一种柠檬细胞水的提取方法，经过切片、冷冻至-15℃～-20℃，再转移至真空干燥箱中，真空度为0.08-0.095，温度40-45℃下提取细胞水。该方法中利用冷冻破坏柠檬的细胞结构，能够促进细胞水的流出。但是，该方法采用冷冻方法，虽然有利于保持植物活性成分的鲜活性及后面由于热胀冷缩效应，提高提取效率。但整体效果不显著，提取速度比较慢，不适合工业化生产。

中国专利申请号CN 106562908 A公开了一种玫瑰花细胞水的提取方法，具体是将玫瑰花在旋转蒸发仪中在58℃-62℃的条件、0.08Mpa-0.10Mpa的条件下旋转干馏，玫瑰花中渗透出的细胞液一部分会蒸发出来被冷凝收集一部分保留在旋转蒸发瓶中需要过滤出来；重复上述步骤3次，收集全部的细胞水，得到干花。该方法有两个缺陷：1、旋转蒸发仪的冷凝***即使是通过改造，回收低沸点组分的效率也是很低的，得到的玫瑰花细胞液中芳香味不足；2、操作复杂，提取量太少，不能得到玫瑰花精油，不适合工业化生产。

酶解法也常用于植物细胞液的提取中。中国专利申请CN109730948A公开了一种采用超声低温旋蒸法和酶法相结合制备牡丹鲜花细胞水的方法：首先通过压榨法得到榨汁和残渣1，再将残渣1旋蒸得到细胞水1和残渣2，最后将残渣2进行酶解再旋蒸得到细胞水3。将榨汁、细胞水1/2混合后得到高收率牡丹花细胞水。该方法具有较高的提取效率，但是具有如下缺陷：(1)采用压榨法，后与真空提取法得到的液体混合，这样会带入多糖、色素和刺激气味，导致防腐和脱色问题；(2)工艺后期配合其他植物一起蒸馏，解决防腐问题，但是容易改变原有的牡丹花细胞水成分和气味！后期生产也无法控制品质。

植物细胞中富含黄酮类物质，黄酮容易被氧化而变黄，导致精油品质下降。现有技术中，主要是通过后处理去除黄酮和多糖。

发明内容

本发明的目的在于，克服上述技术缺陷，提供一种玫瑰花细胞水和玫瑰花精油的提取方法，不仅提取速度快，而且能够控制玫瑰花细胞水和精油的化学组成。

本发明是通过以下技术方案实现的：

一种玫瑰花细胞水和玫瑰花精油的提取方法，包括以下步骤：包括以下步骤：不加入溶剂，将玫瑰花在30℃-65℃、压力-60kPa～-101kPa下初步提取，玫瑰花细胞水和玫瑰花精油形成蒸气并冷凝收集液体，提取1-2.5小时，得到初提液体和初提玫瑰花残渣，在初提液体中加入新鲜玫瑰花总重量为基准的0.2-0.4％的纤维素酶和0-0.1％的果胶酶，再将初提液体加入初提玫瑰花残渣中，再以30℃-45℃、压力-60kPa～-101kPa条件下再次提取，3-7小时提取结束，收集到的液体静置分层得到玫瑰花细胞水和玫瑰花精油。

初步提取时间是关键参数之一，如果时间太短，提取出的玫瑰花细胞水过少，加入酶后细胞水很难湿润玫瑰花表面，导致酶解不能正常进行。如果初步提取时间过长，细胞水和精油流出过多，降低了后续提取效率，也增加了酶解时间带来过度酶解的风险。本发明通过在初提细胞水中加入一定量的酶，再次投入容器中对残渣进行提取，具有如下有益优点。第一、初提细胞水表面张力低，渗透性好；第二、初提细胞水pH为3-7，无需额外调节pH，有利于提高酶活性；第三、酶解能够加速破壁；第四、低温真空技术。通过四种效应的协同，能够在较低温度(35-50℃)下控制酶解速度，加快细胞液流出速度。再次提取步骤中的前1小时左右会蒸除掉倒回容器内的初提细胞水，加快酶解速度，缩短酶解的时长(此时初提液体的多少就至关重要，多了会延长酶解时间，少了会缩短酶解时间)，也避免了传统酶解法需要加入大量的水稀释细胞液以及酶解过度带来的刺激气味。

关于初提液体的渗透性，通过实验发现，当采用细胞液作为溶剂法的溶剂提取玫瑰花残渣时，能够带出大量的黄酮和多糖等大分子物质以及易挥发活性成分。相比采用纯水作为溶剂，细胞水作为溶剂能够提取出更多的黄酮和多糖等活性成分。

并且，本发明的方法不会提取出黄酮和多糖等大分子物质，进一步提升细胞水和精油的稳定性。

优选的，所述的初提取温度为35℃-50℃、压力-80kPa～-101kPa条件。在优选的条件范围内，植物细胞内低沸点物质达到沸腾状态，提取速度快，同时提取温度接近室温，能够保留挥发出来细胞水活性，使分离出初提液体具有很好的渗透性。

优选的，纤维素酶的加入量为0.25-0.35％，果胶酶加入量为0.01-0.06％。优选的酶加入量，再通过温度的控制，能够控制酶解的速度，此外，玫瑰花细胞液本身的pH＝3-7，有利于维持纤维素酶和果胶酶的活性，尽可能的将细胞液和精油提出来的。而且，酶是大分子蛋白质，在上述加入量范围下，能够吸附在玫瑰细胞表面，无法在低温真空条件挥发出来，无需后续处理。

在提取过程中进行搅拌，搅拌速度为1-150转/分钟。

收集过程中进行冷凝，温度为-10℃～8℃。

玫瑰花可以是盛开后的玫瑰花或未盛开的玫瑰花花蕾，优选的，选自玫瑰花花蕾，玫瑰花蕾精油含量比完全开放的玫瑰花精油含量多，气味更清新。本文采用新鲜的玫瑰花(是无霉变、无腐烂的)，可以是刚采摘过后5日内的，也可以是采摘后通过冷藏等保鲜手段处理后的。优选刚采摘3日内的。

玫瑰花花蕾可以直接投入进行细胞水的提取，也可以是切块后再进行提取。

通过本发明的方法制备得到的玫瑰花细胞水和玫瑰花精油，纯天然，没有其他溶剂与添加剂、重金属，并且香气宜人，更能使用在高端的护肤品、食品、保健品中。

本发明具有如下有益效果：

本发明先通过低温真空提取技术，先提取一定量的细胞液，然后利用初提细胞液的高渗透性，加入酶后再次提取玫瑰花残渣。能够加速细胞水和精油的提取效率，避免了传统酶解法带来的酶解过度问题，相比于低温真空提取技术能够得到更多的活性成分以及更多的细胞液(特别是精油更多)。通过本发明得到的玫瑰花细胞水，纯度高，具有独特香甜的玫瑰芬芳、抗氧化性能好、稳定性好、安全性高等特点，无需添加任何外来防腐剂，也能起到自身防腐作用。并且通过本发明得到的玫瑰精油，不含有多糖和黄酮，稳定性好；主要活性成分含量高，具有独特香甜的玫瑰芬芳，用于高档香氛的开发。

附图说明

图1：实施例1细胞水安全性测试数据。

具体实施方式

下面结合具体实施例对本发明进行详细说明。以下实施例将有助于本领域的技术人员进一步理解本发明，但不以任何形式限制本发明。应当指出的是，对本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进。这些都属于本发明的保护范围。

实施例和对比例所用玫瑰花为新鲜无霉变的玫瑰花蕾，洗净沥干水后进行提取实验。

实施例1：

将50kg玫瑰花投入150L低温真空提取设备，不加入任何溶剂，在40℃，压力-90kPa、45转/分搅拌下初步提取，玫瑰花细胞水和玫瑰花精油形成蒸气，冷凝收集，提取1.5小时，分离后得到初提液体和初提残渣，在初提液体中加入初始玫瑰花总重量为基准的0.32％的纤维素酶和0.04％的果胶酶，再将初提液体加入初提残渣中，再以35℃、压力-90kPa、60转/分搅拌条件下再次提取玫瑰花细胞水和玫瑰花精油，3.5小时提取结束，收集到的液体静置分层得到30.6kg的玫瑰花细胞水和4.6g的玫瑰花精油，细胞水澄清透明，清香浓郁。

实施例2：

将50kg玫瑰花投入150L低温真空提取设备，不加入任何溶剂，在30℃，压力-100kPa、45转/分搅拌下初步提取，玫瑰花细胞水和玫瑰花精油形成蒸气，冷凝收集，提取2.5小时，分离后得到初提液体和初提残渣，在初提液体中加入初始玫瑰花总重量为基准的0.32％的纤维素酶和0.04％的果胶酶，再将初提液体加入初提残渣中，再以35℃、压力-90kPa、60转/分搅拌条件下再次提取玫瑰花细胞水和玫瑰花精油，5小时提取结束，收集到的液体静置分层得到32.9kg的玫瑰花细胞水和4.8g的玫瑰花精油，细胞水澄清透明，清香浓郁。

实施例3

将50kg玫瑰花投入150L低温真空提取设备，不加入任何溶剂，在65℃，压力-80kPa、45转/分搅拌下初步提取，玫瑰花细胞水和玫瑰花精油形成蒸气，冷凝收集，提取1.5小时，分离后得到初提液体和初提残渣，在初提液体中加入初始玫瑰花总重量为基准的0.28％的纤维素酶和0.03％的果胶酶，再将初提液体加入初提残渣中，再以35℃、压力-90kPa、60转/分搅拌条件下再次提取玫瑰花细胞水和玫瑰花精油，6小时提取结束，收集到的液体静置分层得到33.8kg的玫瑰花细胞水和5.1g的玫瑰花精油，细胞水澄清透明，清香浓郁。

实施例4：

将50kg玫瑰花投入150L低温真空提取设备，不加入任何溶剂，在30℃，压力-100kPa、45转/分搅拌下初步提取，玫瑰花细胞水和玫瑰花精油形成蒸气，冷凝收集，提取2.5小时，分离后得到初提液体和初提残渣，在初提液体中加入初始玫瑰花总重量为基准的0.40％的纤维素酶和0.01％的果胶酶，再将初提液体加入初提残渣中，再以35℃、压力-90kPa、60转/分搅拌条件下再次提取玫瑰花细胞水和玫瑰花精油，5小时提取结束，收集到的液体静置分层得到32.6kg的玫瑰花细胞水和5.3g的玫瑰花精油，细胞水澄清透明，清香浓郁。

对比例1：

将50kg玫瑰花投入150L低温真空提取设备，不加入任何溶剂，在40℃、压力-90kPa、45转/分搅拌下提取玫瑰花细胞水和玫瑰花精油，提取5小时，分离掉残渣后静置分层得到28.4kg的玫瑰花细胞水和2.8g的玫瑰花精油，细胞水澄清透明，但是香味较淡。

对比例2：

将50kg玫瑰花投入150L低温真空提取设备，加入玫瑰花总重量为基准的0.40％的纤维素酶和0.01％的果胶酶与5kg水，在50℃下搅拌45分钟，后在40℃、压力-100kPa、45转/分搅拌下提取玫瑰花细胞水和玫瑰花精油，提取5小时，分离掉残渣后静置分层得到38.7kg的玫瑰花细胞水和1.6g的玫瑰花精油，细胞水澄清透明，气味较淡但是具有明显的杂味。

对比例3：

将50kg玫瑰花投入150L低温提取设备，加入玫瑰花总重量为基准的0.40％的纤维素酶和0.01％的果胶酶与5kg水，在40℃、常压、45转/分搅拌下提取玫瑰花细胞水，提取5小时，分离掉残渣(两次过滤，第一次为离心、第二次为0.22微米滤芯)后静置分层得到38.1kg的玫瑰花提取液，未得到精油，细胞水有细小悬浮物且颜色较深，并且刺激气味较重。

实施例和对比例工艺结果分析：

综合分析实施例和对比例可知，本发明通过将提取出的初提细胞液加入一定量的纤维素酶果胶酶后倒入初提残渣中，利用初提细胞液的高渗透性，能够渗透入植物细胞中带出更多物质，酶解作用下能加速破壁使植物细胞液的流出。

具体的，由对比例1可知，仅采用低温真空提取技术，提取到的细胞液重量低，而且成分较少。由对比例2可知，先加入一定量的酶与水先进行酶解再采用真空提取技术提取，但是由于水的渗透性差，并且额外加入了5kg的水，导致了得到的精油量少，细胞水气味清淡等缺陷。由对比例3可知，由现有技术的酶提取法，得不到任何精油，只能得到玫瑰花提取液，但是其中含有大量的多糖和黄酮以及其它有色杂质，提取液浓度低，价值不高。

各项性能测试方法：

(1)玫瑰花细胞水活性成分分析：在80℃进料温度下进行顶空气质检测：

1.仪器信息：

Agilent 7980A GC；

MS:5975C；

50/30μm CAR/PDMS/DVB萃取纤维头，美国SUPELCO公司。

2.GC-MS条件：

色谱柱为HP-INNOWAX毛细管柱子(30m×0.25mm×0.25μm)；载气为He，流速1mL/min，分离比5:1；进样温度为250℃；升温程序为起始温度为40℃，保持5min，以8℃/min，升至250℃，保持5min。

质谱条件：EI电离源，能量70eV；离子源温度230℃，四极杆温度150℃，接口温度250℃，扫描范围30-400m/z。

3.样品前处理：

将5mL样品、1g NaCl置于20ml顶空瓶中，拧紧瓶盖。于搅拌模式80℃下平衡5min后，用固相微萃取针80℃下萃取5min，然后于进样口解析5min。

(2)黄酮和多糖含量的测试方法：总多糖含量检测方法：苯酚-硫酸法是利用多糖在硫酸的作用下先水解成单糖，并迅速脱水生成糖醛衍生物，然后醛衍生物与苯酚生成橙黄色化合物，就可以比色法测定。

首先制作标准曲线，准确称取葡萄糖50mg于500ml容量瓶中定容，分别吸取0.2mL、0.4mL、0.6mL、0.8mL、1.0mL、1.2mL及1.8mL标准葡萄糖溶液置于各试管中，分别用蒸馏水补至2.0ml，依次加入6％的苯酚溶液1.0mL及浓硫酸5.0mL，摇匀冷却，室温放置20分钟以后于490nm测吸光度，以2.0mL蒸馏水按同样操作为空白，重复三次。横坐标为多糖含量，纵坐标为吸光度值，绘制标准曲线。分别取玫瑰花细胞水，配置一定浓度，按照上述操作方法测490nm处吸光度值，根据标准曲线即得相应的糖含量。

总黄酮含量检测方法：黄酮母核中含有碱性氧原子，一般又多带酚羟基，能和铝离子产生黄色络合物，又加入亚硝酸钠和氢氧化钠，使在碱性溶液中呈红色，溶液在510nm处有最大吸收，显色反应在60min内稳定。用芦丁作为对照品，用硝酸铝作为黄酮类比色测定的显色剂，吸光度与芦丁的浓度呈线形关系，采用分光光度法对总黄酮进行了含量测定。准确吸取0，0.4，0.8，1.2，1.6，2.0ml芦丁标准溶液，放入10毫升容量瓶内(写明标记)，分别加入2.0、1.6、1.2、0.8、0.4、0ml的60％乙醇溶液；再加入5％亚硝酸钠溶液0.5ml摇匀，放置6min；加入10％硝酸铝溶液0.5ml，放置6min后；加入4％氢氧化钠溶液4.0ml，加60％乙醇定容，摇匀后，放置15min；(扫描找到最大吸收)在510nm处测定吸光度。用0.0ml作为空白，用芦丁含量的浓度作为横坐标，纵坐标作为一定浓度下所对应的吸光度，作标准曲线。

吸取玫瑰花细胞水(根据样品的吸光度调整)1.0ml，放入10毫升容量瓶内(写明标记)，用60％乙醇加到2.0ml；加入5％亚硝酸钠溶液0.5ml摇匀，放置6min；加入10％硝酸铝，溶液0.5ml，放置6min后；加入4％氢氧化钠溶液4.0ml，摇匀后，加60％乙醇定容，放置15min；在510nm处测定吸光度。根据标准曲线计算总黄酮的含量。

总黄酮含量＝A/M100×稀释倍数。

A为标准曲线中的含量。

(3)玫瑰花细胞水安全性测试：HaCaT细胞为人永生表皮细胞系，对HaCaT细胞的细胞毒性，可作为对皮肤安全性的参考数据。正常细胞代谢旺盛，其线粒体内的琥珀酸脱氢酶，可将四唑盐类物质还原为带颜色的结晶状物质，沉积在细胞周围，该变化可通过酶标仪读取OD值，通过OD值与空白对照组的比较，可以得知细胞的相对生长情况。实施例1玫瑰花细胞水测试结果见附图1。

(4)玫瑰花细胞水抗氧化性能：采用DPPH自由基清除法，根据DPPH分子中存在的稳定氮自由基，其醇溶液呈深紫色，且在517nm附近有强吸收。当有自由基清除剂存在时，分子中的单电子因配对而使其吸收逐渐消失，其褪色程度与其接受的电子数量成定量关系，因此，可通过测定其最大吸收波长517nm处的吸光度的减少来定量分析自由基清除能力测定样品的抗氧化功效。

(5)玫瑰花细胞水抑菌性：在不添加任何外来的防腐剂条件下，分别接种10-10cfu/ml混合细菌(大肠埃希氏菌、金黄色葡萄球菌、铜绿假单胞菌)、混合真菌(白色念珠菌、黑曲霉)，分别放在30—35℃(细菌)、20—25℃(真菌)培养箱中进行培养。接种后样品在防腐挑战过程中按照一定时间(0天、7天、14天、21天、28天)取样，检测活菌数。检测方法可参照《检测操作规程(霉菌和酵母菌)》和《检测操作规程(细菌总数)》进行。

实施例和对比例各项性能测试结果

附表1：实施例1、对比例1-3玫瑰花细胞水主要活性成分表

附表2：实施例1玫瑰花细胞水抗氧化性能测试数据

附表3：实施例1玫瑰花细胞水防腐挑战测试数据

附表4：实施例1玫瑰花细胞水活性成分表

Claims (7)

1.一种玫瑰花细胞水和玫瑰花精油的提取方法，其特征在于，包括以下步骤：不加入溶剂，将玫瑰花在30℃-65℃、压力-60kPa~ -101kPa下初步提取，玫瑰花细胞水和玫瑰花精油形成蒸气并冷凝收集液体，提取1-2.5小时，得到初提液体和初提玫瑰花残渣，在初提液体中加入新鲜玫瑰花总重量为基准的0.2-0.4%的纤维素酶和0-0.1%的果胶酶，再将初提液体加入初提玫瑰花残渣中，再以30℃-45℃、压力-60kPa~ -101kPa条件下再次提取，3-7小时提取结束，收集到的液体静置分层得到玫瑰花细胞水和玫瑰花精油。

2.根据权利要求1所述的玫瑰花细胞水和玫瑰花精油的提取方法，其特征在于，所述的初提取温度为35℃-50℃、压力-80kPa~ -101kPa条件。

3.根据权利要求1所述的玫瑰花细胞水和玫瑰花精油的提取方法，其特征在于，纤维素酶的加入量为0.25-0.35%，果胶酶加入量为0.01-0.06%。

4.根据权利要求1所述的玫瑰花细胞水和玫瑰花精油的提取方法，其特征在于，在提取过程中进行搅拌，搅拌速度为1-150转/分钟。

5.根据权利要求1所述的玫瑰花细胞水和玫瑰花精油的提取方法，其特征在于，收集过程中进行冷凝，温度为-10℃~8℃。

6.根据权利要求1所述的玫瑰花细胞水和玫瑰花精油的提取方法，其特征在于，所述的玫瑰花选自玫瑰花花蕾。

7.权利要求1-6任一项所述的提取方法得到的玫瑰花细胞水和玫瑰花精油的应用，其特征在于，用于护肤品、食品、保健品。

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