玫瑰精油提取副產物應用研究進展

尹向田 馬麗娜 王超萍 楊陽 魏彥鋒 姜福明

摘要 玫瑰精油是一種從玫瑰花中提取的天然香料，玫瑰精油制取過程中會產生大量的玫瑰花渣和玫瑰廢水等副產物，其中含有豐富的營養成分和活性物質，具有很高的利用價值。生產中玫瑰精油提取副產物一般作為廢料處理，造成極大浪費。因此，研究玫瑰精油提取副產物的綜合利用將會提高玫瑰產業的經濟效益。綜述了近年來玫瑰花渣及玫瑰廢水應用的研究進展，為玫瑰精油提取副產物的研究開發提供參考。

關鍵詞 玫瑰精油;副產物;玫瑰花渣;玫瑰廢水;應用

中圖分類號 X 70? 文獻標識碼 A

文章編號 0517-6611（2021）18-0009-03

doi：10.3969/j.issn.0517-6611.2021.18.003

開放科學（資源服務）標識碼（OSID）：

Research Progress on the Application of By-products Extraction of Rose Essential Oil

YIN Xiang-tian1，MA Li-na2，WANG Chao-ping1 et al （1.Shandong Engineering Research Center for Grape Cultivation and Deep-Processing，Shandong Academy of Grape，Jinan，Shandong 250100;2.Penglai Grape and Wine Industry Development Service Centre，Yantai，Shandong 265600）

Abstract Rose essential oil is a natural spice extracted from the rose，rose essential oil production process will produce a large number of rose residue and rose waste water，which is rich in nutrients and active substances，has a high utilization value.The extraction of by-products of essential rose oil is generally treated as waste material，resulting in great waste.Therefore，studying the comprehensive utilization of extracting by-products of rose essential oil will improve the economic benefits of the rose industry.This paper reviewed the research progress of rose residue and rose waste water in recent years，and provided a reference for the research and development of rose essential oil by-products extraction.

Key words Rose essential oil;By-product;Rose dregs;Rose wastewater;Application

基金項目 山東省重點研發計劃（2019GNC106049）。

作者簡介 尹向田（1985—），女，山東濟南人，農藝師，碩士，從事葡萄病害的生物防治研究。*通信作者：魏彥鋒，高級工程師，碩士，從事葡萄種植加工、葡萄資源綜合利用研究;姜福明，高級工程師，從事工程管理及安全生產管理工作。

收稿日期 2021-01-20

玫瑰原產中國，栽培歷史悠久，具有強肝養胃、解郁、安神、消炎殺菌、消除疲勞、改善體質等功效[1-2]，可舒緩情緒、補氣血。玫瑰花中的營養成分十分豐富，有蛋白質、維生素、氨基酸、不飽和脂肪酸和膳食纖維等，另外還含有多種揮發性成分，如揮發油、香茅醇、橙花醇等一些具有香味的物質，還含有氨基酸及多種維生素和微量元素[3-4]，利用價值極高。

玫瑰精油是一種從玫瑰鮮花中提取的天然香料，具有美容養顏、抗菌、抗衰老的功效[5]，可廣泛應用于食品、化妝品、醫藥、保健品等領域[6-7]。玫瑰精油含量得率非常低，僅為0.02%～0.05%。玫瑰精油有多種提取方法，常用的提取制備方法有水蒸氣蒸餾法、溶劑提取法和超臨界流體萃取法[8]。水蒸氣蒸餾法作為傳統的提取方法為國內外大多數生產廠家所采用，具有設備簡單、操作方便、生產成本低等特點，但在實際生產過程中，采用水蒸氣蒸餾法提取玫瑰精油提取率低，只有0.2‰～0.3‰，同時產生大量廢水廢渣，不但增加企業經營成本，還造成環境污染[9]。溶劑萃取法雖在一定程度上提高了精油得率，從0.3‰提高至1.0%，但溶劑萃取所得浸膏顏色較深，含有蠟質色素等雜質，且存在溶劑殘留，天然感較差[10]。超臨界二氧化碳流體萃取法具有介質的傳遞速度快、萃取時間短、無毒無殘留等優點，且成本低、不污染環境，所得產品成分穩定、質量較高[11]。玫瑰精油在提取過程中會產生大量的玫瑰廢水和玫瑰花渣，其中含有豐富的營養成分和利用價值，但在實際生產中，玫瑰精油副產物大多作為廢棄物丟掉，不僅污染了環境，也造成了資源浪費。因此筆者對近年來玫瑰廢水和玫瑰花渣的再利用進行綜述，為玫瑰精油提取副產物的研究開發提供參考。

1 玫瑰精油提取副產物

1.1 玫瑰廢水 精油生產過程中，大部分物質保留在提取液中，水蒸氣蒸餾法存在著玫瑰蒸煮水等大量副產物，副產物中也包含大量的功能性成分。對于副產物的處理，目前還沒有好的解決方法，多數廠家直接排放掉，既污染環境，又造成了嚴重浪費[12]。尉芹等[13]研究發現，玫瑰精油提取的廢水中含有黃酮、有機酸、酚類、生物堿、糖、氨基酸和蛋白質等物質。王明皓[14]研究表明，玫瑰精油提取后的蒸煮水含有較高的營養成分，總糖含量為32.9 g/L，總多酚含量為16.0 g/L，總黃酮含量為5.7 g/L，總氨基酸含量為1.6 g/L;抗氧化能力較強，具備開發成功能性食品的價值。樊筑君[15]測定了玫瑰花精油提取液中的有效成分，結果發現，含有18.33%葡萄糖、21.76%淀粉，氨基酸總量高達10.9%，不含有任何有害元素，并且粗脂肪、粗蛋白、胡蘿卜素、維生素C的含量分別為3.09%、12.4%、15.96 mg/kg、5 mg/kg。石雙妮[16]采用氣質聯用儀檢測了副產物的揮發性成分，發現蒸餾液中主要揮發性物質為香茅醇、苯乙醇、甲基丁香酚等29種物質;采用液質聯用儀和超高效液相色譜飛行時間質譜儀在提取液中分別檢測到了34種和26種多酚類化合物，并進行了鑒定;多酚類化合物主要有槲皮素、蘆丁、槲皮苷等物質;并且含有Mg、Na、K、Ca等元素。研究表明，玫瑰廢水中的多酚對酪氨酸酶具有抑制作用，并且可以明顯改變炎癥靶基因的表達[17-18]。

1.2 玫瑰花渣 玫瑰精油提取過程中，大量的副產物玫瑰花渣會隨之產生。玫瑰花渣大多直接被廢棄掉，只有少部分可以作為飼料使用?；ㄔ泻写罅坑袡C物，排入環境中很容易造成污染[19]。作為玫瑰精油提取后的副產物，玫瑰花渣含有的營養成分豐富，含有大量的多酚類化合物、多糖、色素、蛋白質、膳食纖維等物質，具有極大的開發價值[20]。研究表明，玫瑰花渣中含有大量的微生物、氨基酸、可溶性糖、生物堿等物質，其中VC含量是蘋果的700多倍，糖含量為29.5%，可溶性糖為8.8%，此外還含有蛋白質、脂類、碳水化合物和微量元素，其中，蛋白質含量8.5%、脂肪含量4.7%、碳水化合物68%[21]。劉文亞[22]從玫瑰花渣中分離純化11個單體化合物，其中胡蘿卜苷、焦性沒食子酸、2-Phenylethyl 3，4，5-trihydroxybenzoate、對羥基苯甲酸、對羥基苯乙醇5種物質為首次分離到。Fazaeli等[23]研究了大馬士革玫瑰提取殘渣的青貯特性和營養價值。

2 玫瑰花渣的應用

2.1 多糖的提取

多糖作為一種生命活性物質，具有抗氧化、增強機體免疫、清除自由基和抗腫瘤作用[24]。如枸杞多糖、人參多糖、黃芪多糖均有提高機體免疫力的功能[25-26]。玫瑰花渣中多糖的含量高達29.5%，其中，可溶性糖占8.8%，目前，玫瑰花渣多糖的提取主要有酸堿提取法、微波輔助提取法、熱水浸提法、超聲波和酶法提取等。水提法是比較傳統的方法，但是提取率較低。馬猛華等[27]采用傳統的熱水浸提法，從玫瑰花渣中提取多糖，多糖得率為0.6%，純度為89.5%。張曰輝等[28]利用纖維素酶法從玫瑰花渣中提取多糖，提取率為11.1%，可溶性多糖提取率為4.49%。勾明江等[29]用超聲波提取法經響應面法對玫瑰多糖提取工藝進行優化，最佳工藝條件為浸提溫度82 ℃、浸提時間37 min、料液比1∶26（g∶mL），玫瑰花渣多糖得率為1.585%。姜曼等[30]采用微波協同酶法提取玫瑰花渣多糖，通過單因素、正交試驗優化提取工藝，在纖維素酶添加量4.2%、酶解溫度50 ℃、酶解pH 4.4、微波功率650 W、處理時間4 min，多糖得率達到6.53%;較之單一方法提取，得糖率較高。劉紅燕[31]對玫瑰花多糖的提取、分離純化工藝進行了初步研究，利用苯酚-硫酸法檢測玫瑰中多糖的含量，顯示葡萄糖和半乳糖為玫瑰花中粗多糖的單糖組成。

2.2 多酚的提取 多酚類化合物除具有抗氧化性、抗菌抗病毒活性、降血糖、免疫作用、抗腫瘤功能活性外[32-33]，還具有緩解憂郁和焦慮情緒等多種積極功效[34-35]。玫瑰花渣多酚的提取方法有溶劑提取法、超聲波提取法、微波提取法、超臨界流體萃取法等。陳東明[36]利用玫瑰花渣為原料，采用超聲波提取法提取玫瑰多酚，最佳工藝為乙醇濃度70%、超聲功率62.5 W、超聲溫度63 ℃、超聲時間16 min、料液比1∶62，玫瑰多酚的提取量為2.732 mg/g。張娟梅[37]利用超聲波輔助提取玫瑰花渣中的多酚。李濤濤[38]首次以玫瑰花渣為原料，采用植物乳桿菌B7和納豆芽孢桿菌發酵提取多酚物質，發現益生菌復合發酵能顯著提高多酚類物質含量及抗氧化能力;最優條件下，多酚含量達410.2 mg/L，與發酵之前相比增加了246.5 mg/L。

2.3 黃酮的提取

黃酮是一種很強的抗氧劑，可有效清除體內的氧自由基，這種抗氧化作用可以阻止細胞退化、衰老，也可以改善血液循環、降低心腦血管疾病的發病率[39-40]。玫瑰黃酮具有很好的抗氧化性，參與人體重要的生理活動并對疾病有治療作用。對羥基自由基、超氧基陰離子有很好的清除作用，玫瑰黃酮對亞硝酸鹽也有很強的清除能力，體現出抗氧化、降血糖、抗菌、抗腫瘤等作用。郭英等[41]利用超聲波技術和雙水相萃取技術提取玫瑰花渣中的總黃酮，平均得率為3.42%。張佳嬋等[42]對玫瑰花渣中的黃酮類物質進行乙醇提取，提取率為（2.31±0.08）mg/g;并研究表明玫瑰花渣黃酮凍干粉對羥自由基、ABTS+自由基和DPPH自由基均具有清除能力。王剛等[43]以苦水玫瑰和大馬士革玫瑰花渣為研究對象，采用硝酸鋁比色法對總黃酮含量進行測定，黃酮含量分別為72.24和43.82 mg/g。謝瓊等[44]采用超聲輔助法提取玫瑰花渣總黃酮，最佳工藝條件為料液比1∶15、超聲時間20 min、超聲4次、乙醇體積分數60%。王方方等[45]采用UPLC/Q-TOF-MS技術對玫瑰花渣中的黃酮類成分進行了定性分析，鑒定出11種黃酮類化合物，為玫瑰花渣的回收利用提供了數據支持。

2.4 色素的提取 玫瑰色素是一種天然食用色素，安全、無毒，且具有營養和藥理作用[46-47]。玫瑰精油提取后的廢水廢渣中含有大量的水溶性色素。周學森[48]在優化玫瑰精油的水蒸氣提取工藝基礎上，利用苦水玫瑰殘渣提取純化玫瑰色素，并利用玫瑰花渣采用超聲波輔助提取法提取出玫瑰花色素。Eren等[49]從玫瑰廢渣中提取出天然染料花青素，并制備了燃料敏化太陽能電池。肖麗宏等[50]以新鮮云南墨紅玫瑰花色素粗提物為原料，測定總酚含量為5.73 mg/mL，并表現出較好的體外抗氧化活性。

2.5 功能性食品的制備 功能性食品是除提供通常的營養之外還具備促進身體健康或降低疾病風險的功能，具有調節機體功能的作用[51-52]，可以增強體質、預防疾病、調節身體節律[53-54]。玫瑰花渣中含有膳食纖維、多糖、氨基酸等營養元素，因此可以作為一種理想的添加劑加至食品中，李婷等[55]以玫瑰花渣為原料，制成了玫瑰花渣果醬。謝秋濤[56]將5%的玫瑰花渣添加到餅干配方中，制成一種玫瑰花渣餅干。徐潔等[57]采用超聲波和微波輔助提取花渣中的原花青素，提取量分別可達57.74和58.74 mg/g。王澤平等[58]以花渣與羅漢果汁液為輔料，經乳酸菌發酵制成乳酸菌飲料。樊筑君等[59]用玫瑰花渣與其他原料混合生產出味道鮮美且具有玫瑰風味的醬油。

2.6 玫瑰花渣精油的提取 郭永來等[60]采用有機溶劑浸提結合水蒸氣蒸餾提取玫瑰精油后的玫瑰花渣，利用分子蒸餾技術進行分離純化，提取出玫瑰精油，精油得率達0.048%;共檢測出101種成分，主要成分為苯乙醇和香葉醇，含量分別為21.82%和7.22%。郭暢暢等[61]采用有機溶劑萃取玫瑰花渣中的玫瑰精油，玫瑰精油提取率高達0.571 4%，結合氣質聯用分析，產物中存在香茅醇、乙酸香葉酯等精油主要成分。Guo等[62]利用合成的12種離子液體作為溶劑從玫瑰渣中提取玫瑰精油。

3 玫瑰蒸煮水的利用

王明皓[14]通過單因素和響應面試驗進行了玫瑰碳酸飲料的配制，并通過單因素和正交試驗將玫瑰蒸煮水減壓蒸發去水分后研發成玫瑰糖果和果凍。石雙妮[16]將玫瑰蒸煮水提取液經過澄清處理后制成玫瑰花功能性飲料。楊盛鑫[63]采用高效液相色譜法測定了苦水玫瑰精油加工所得廢水中玫瑰紅色素的含量。梁文博等[64]從玫瑰精油產生廢水中提取的玫瑰紅色素與玫瑰鮮花所提取的色素組成基本相同，并且對光、熱、酸、金屬離子和氧化劑均有一定的穩定性。陸秀云[65]以甘肅苦水玫瑰精油廢水為原料，研究了玫瑰廢水中多酚的純化工藝條件。

4 展望

在我國玫瑰花渣和玫瑰廢水加工行業仍然存在著較多的問題，如生產成本高、規模小、加工方法落后。目前精油生產廠家通常會把玫瑰花渣作為垃圾丟掉，造成環境的污染與資源浪費，廢水廢渣中含有的多酚、黃酮類等化合物通過回收，可以作為無毒健康的食品添加劑，變廢為寶，同時使得廢水廢渣中的有機物含量降低，改善環境污染。因此，充分利用副產物并使其變廢為寶是解決這些問題、促進玫瑰產業發展的有效措施。

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