丁 强，董纪超，荚启安，吴泽宇，张文成

（1.合肥工业大学食品与生物工程学院，农产品生物化工教育部工程研究中心，安徽合肥230009；
2.庐江县璟泰玫瑰花种植有限责任公司，安徽合肥230000）

玫瑰

（Rosa rugosa

Thunb

.

）是蔷薇科蔷薇属灌木植物。玫瑰有观赏、药用、食用之分，其中食用玫瑰有甘肃的苦水玫瑰、山东的平阴玫瑰、保加利亚大马士革玫瑰等。食用玫瑰产品种类丰富，有玫瑰花茶、玫瑰饮料、玫瑰鲜花饼、玫瑰花酱、玫瑰酵素、玫瑰精油、玫瑰纯露等。玫瑰花含有的主要功能性成分有黄酮类化合物、多糖类化合物、多酚类化合物、挥发性香气成分等，其具有抗氧化、抑菌、免疫调节、降血糖血脂、减缓焦虑等功效。Abhisek Karn研究了柑橘黄酮类化合物对肠道菌群具有明显的调节能力，证实黄酮体内促健作用，为黄酮在功能性食品中的应用提供科学指导。黄酮类化合物的提取方法主要有溶剂提取法、超声辅助提取法、微波辅助提取法、酶解辅助提取和共溶剂提取法等。而超声辅助提取具有方便省时、成本低、效率高等优点，为此本试验采用固定法超声辅助乙醇提取玫瑰花黄酮，采用响应面法优化了提取工艺参数。

1.1 实验材料与设备

玫瑰干花蕾，庐江县璟泰玫瑰花种植有限责任公司；
芦丁对照品，纯度98.44%，北京北方伟业计量技术研究院；
无水乙醇、亚硝酸钠、硝酸铝、氢氧化钠，分析纯，国药集团化学试剂有限公司。

KQ-500B型超声波器，昆山市超声仪器有限公司；
TG61-WS湘立离心机，湖南湘立科学仪器有限公司；
UV-1800PC紫外可见分光光度计，翱艺仪器（上海）有限公司。

1.2 实验方法

1.2.1 玫瑰黄酮提取工艺流程

玫瑰干花蕾→粉碎→过200目筛→超声辅助溶剂提取→粗滤→离心→抽滤→黄酮提取液→显色处理→黄酮检测

1.2.2 提取单因素试验

（1）不同乙醇体积分数对提取黄酮的影响

称取玫瑰粉（200目，下同）0.5 g，放入250 mL具塞三角锥形瓶中，分别加入乙醇体积分数为0%、20%、40%、60%、80%、100%的乙醇水溶液10 mL，提取温度60℃，提取时间40 min，提取液粗滤，4 000 r/min离心10 min，上清液抽滤，滤液放置室温测定黄酮含量。

（2）不同料液比对提取黄酮的影响

称取玫瑰粉0.5 g，放入250 mL具塞三角锥形瓶中，加入乙醇体积分数为40%的乙醇水溶液，料液比设计为0.5∶5，0.5∶10，0.5∶15，0.5∶20，0.5∶25（g/mL），提取温度60℃，提取时间40 min，提取液粗滤，4 000 r/min离心10 min，上清液抽滤，滤液放置室温测定黄酮含量。

（3）不同提取时间对提取黄酮的影响

称取玫瑰粉0.5 g，放入250 mL具塞三角锥形瓶中，加入乙醇体积分数为60%的乙醇水溶液10 mL，提取温度60℃，提取时间设计为20 min、40 min、60 min、80 min、100 min，提取液粗滤，4 000 r/min离心10 min，上清液抽滤，滤液于室温下测定黄酮含量。

（4）不同温度对提取黄酮的影响

称取玫瑰粉0.5 g，放入250 mL具塞三角锥形瓶中，加入乙醇体积分数为60%的乙醇水溶液10 mL，提取温度设计为20℃、30℃、40℃、50℃、60℃，提取时间40 min，提取液粗滤，4 000 r/min离心10 min，上清液抽滤，滤液放置室温测定黄酮含量。

1.2.3 响应面法优化试验

经单因素试验，确定乙醇体积分数为60%。选择料液比、提取时间、提取温度三个因素，设计三因素三水平进行响应面优化试验。试验因素水平见表1。

表1 响应面试验因素水平表Tab.1 Factor and levels of response surface experiment

1.2.4 检测方法

1.2.4.1 黄酮提取液光谱扫描

用亚硝酸钠-硝酸铝-氢氧化钠法显色处理黄酮提取液，紫外可见分光光度计进行200～700 nm的波长扫描，510 nm是黄酮络合物的特征吸收峰。

1.2.4.2 标准曲线制作

称取芦丁20 mg，用体积分数为30%的乙醇溶液定容于100 mL容量瓶，得到芦丁标准溶液，浓度0.2 mg/mL。分别吸取标准溶液0 mL、1 mL、2 mL、3 mL、4 mL、5 mL、6 mL、7 mL于25 mL容量瓶中，加入体积分数为30%的乙醇溶液，使体积为12.5 mL，加入质量分数为5%的亚硝酸钠溶液0.7 mL，摇匀放置5 min，加入质量分数为10%的硝酸铝溶液0.7 mL，摇匀放置6 min，加入1 mol/L氢氧化钠溶液10 mL，用体积分数为30%的乙醇溶液定容至刻度。摇匀静置10 min，于波长510 nm处测吸光度。

标准曲线回归方程：Y=11.438X-0.001 3，R=0.986 2，X代表芦丁浓度，mg/mL；
Y代表吸光度值，浓度在0～0.056 mg/mL范围内与吸光度呈良好线性关系，相关系数较高。

2.1 单因素实验结果

2.1.1 不同乙醇体积分数对黄酮提取得率的影响

由图1可知，用纯水做提取剂提取得率不高。随着乙醇体积分数增大，提取得率随之增大，加入乙醇溶剂的极性增加使黄酮更好溶出；
当乙醇体积分数超过60%后，提取得率下降。因此选乙醇体积分数为60%的提取剂。

图1 不同乙醇体积分数对黄酮提取得率的影响Fig.1 Effects of different ethanol concentration on the extraction rate of flavonoids

2.1.2 不同料液比对黄酮提取得率的影响

由图2可知，料液比0.5∶5（g/mL）时提取得率很小，提取剂过少，黄酮溶出有限；
随着料液比增加，黄酮溶出增加，提取得率变大，继续增大料液比，提取得率已趋于稳定不再增加。因此料液比选择为0.5∶10（g/mL）。

图2 不同料液比对黄酮提取得率的影响Fig.2 Effects of different solid-liquid ratio concentration on the extraction rate of flavonoids

2.1.3 不同提取温度对黄酮提取得率的影响由图3可知，随着温度增加提取得率增加，因为温度升高加快分子扩散，促进溶剂分子与黄酮物质接触，有利于黄酮溶出。继续升高温度，提取得率下降。因此提取温度选择为40℃。

图3 不同提取温度对黄酮提取得率的影响Fig.3 Effects of different extraction temperature concentration on the extraction rate of flavonoids

2.1.4 不同提取时间对黄酮提取得率的影响

由图4可知，随着提取时间增加，提取得率逐渐增大，60 min达到最大提取得率；
再延长提取时间，提取得率下降。因此选择最佳提取时间为60 min。

图4 不同提取时间对黄酮提取得率的影响Fig.7 Effects of different extraction time concentration on the extraction rate of flavonoids

2.2 响应面法优化实验结果

2.2.1 响应面试验结果及方差分析

在响应面试验因素水平表1设计下进行响应面试验，试验结果见表2。

表2 响应面试验结果Tab.2 Results of response surface experiment

方差分析显示，模型回归值较高，F=88.45，P＜0.000 1，说明响应面模型具有极显著性。失拟项表示模型与实验拟合的程度，即二者的差异程度，失拟项（P=0.201 8＞0.05），失拟项不显著，这对模型是有利的，无失拟因素存在，因此可用该模型对实验结果进行分析。

编码自变量的拟合多元二次回归方程：提取得率=+3.03+0.87A+0.037B+0.037C+0.033AB+0.022AC+0.19BC-0.16A-0.018B-0.13C

实验值的拟合多元二次回归方程：提取得率=-0.854 36+0.618 89A-0.049 133B+6.450 00E-0.03C+1.083 33E-0.03AB-3.750 00E-0.04AC+9.375 00E-0.04BC-0.017 528A-1.775 00E-0.04B-3.193 75E-0.04C

2.2.2 最佳提取方案及模型验证

响应面法优化试验设计的最佳提取方案：料液比0.5∶13 g/mL，提取温度50℃，提取时间75.92 min。预测黄酮提取得率是3.870 24%。根据实际情况，乙醇体积分数定为60%，将最佳提取方案改为：料液比0.5∶13 g/mL，提取温度50℃，提取时间76 min，进行验证试验，结果：提取得率为3.77%，与模型预测提取得率接近。因而模型可用于黄酮提取得率预测。

2.2.3 最佳提取次数

由表3可知，经两次提取，累计得率已接近95%；
再提取得率无明显提高，综合实际考虑选择2次提取即可。

表3 提取次数对黄酮提取得率的影响Fig.3 Effects of extraction times concentration on the extraction rate of flavonoids

本文采用固定法超声辅助乙醇提取玫瑰花黄酮，通过单因素实验和响应面优化设计，采用Design-Export 8.0.6 Trial软件的Box-Behnken设计实验并进行回归模型方差分析，结果显示模型可靠。结合实际可操作性，模型预测的最佳提取工艺条件的优选参数：乙醇体积分数60%，料液比0.5∶13 g/mL，提取温度50℃，提取时间76 min，该条件下的提取得率为3.77%；
验证试验结果与模型预测提取得率接近，说明模型能很好地预测玫瑰花黄酮的提取得率。

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