基于红外光谱的混合溶剂提取玫瑰精油研究

金伟，李倩茹，宁晶晶，龙全梅，王亚飞

摘要 [目的]通过对比不同溶剂萃取的玫瑰精油的指纹图谱，选择适宜的萃取剂。[方法]在前期研究的基础上，利用红外光谱技术对不同极性的单一溶剂和混合溶剂提取的玫瑰精油及玫瑰残渣进行光谱对比分析。[结果]单一溶剂只能提取出玫瑰精油的某些有效成分，所得精油的成分单一；不同极性溶剂混合浸提所得玫瑰精油的成分丰富，香气接近于天然。[结论]试验结果为提高玫瑰精油的提取率提供了理论依据。

关键词 玫瑰精油；红外光谱；溶剂

中图分类号 S-3 文献标识码 A 文章编号 0517-6611（2018）06-0164-03

Extraction Study of Rose Essential Oil Extracted by Mixed Solvents Based on FTIR Spectrum

JIN Wei， LI Qianru， NING Jingjing et al （College of Science， Heilongjiang Bayi Agricultural University， Daqing， Heilongjiang 163319）

Abstract [Objective] The suitable extracting solvent was selected through comparing fingerprint of rose essential oil extracted by different extracting solvents. [Method] On the basis of former studies， the IR spectra of extraction products and residues extracted by single solvent and mixed solvent were compared. [Result] The single solvent could extract only some components of rose essential oil， while the extraction produced by mixed solvents were richer than that of any single solvent， and the fragrance of which was more strong. [Conclusion] The result provides theoretical basis for improving the extraction rate of rose essential oil.

Key words Rose essential oil；Infrared spectrum；Solvent

玫瑰精油是一種从玫瑰花中提取的高级、昂贵的天然香料，为鲜花油之冠。玫瑰精油由于具有高雅的香气和抑菌、抗抑郁、抗氧化等功效，被广泛用于化妆品、食品、医药等领域。

玫瑰精油传统的提取方法是水蒸气蒸馏[1-2]和有机溶剂萃取法[3-4]，出油率一般为0.02%～0.05%。2种方法相比，用有机溶剂提取的玫瑰精油可同时将低沸点和高沸点组分提取出来，减少了芳香成分的损失，所得玫瑰精油的香气更接近于天然玫瑰花香气，且出油率高于水蒸气蒸馏法[5]。傅立叶变换红外光谱法是一种常用的结构分析技术，具有直接、准确、无损及宏观整体鉴定复杂体系的特点，已被广泛用于各个学科领域[6-12]。笔者采用有机溶剂萃取法提取玫瑰精油，利用红外光谱宏观指纹鉴定法[13]，对比了不同溶剂萃取的玫瑰精油的指纹图谱，旨在选择适宜的萃取剂，为提高玫瑰精油的提取率提供理论依据。

1 材料与方法

1.1 材料

1.1.1 植物材料。大马士革玫瑰花（河北石家庄）。

1.1.2 主要试剂。石油醚（分析纯）、乙醇（分析纯）、乙醚（分析纯）、二氯甲烷（分析纯）和KBr（光谱纯）。

1.1.3 主要仪器。is5型傅立叶红外变换光谱仪，Thermo Fisher Nicolet公司；5430R 型高速冷冻离心机，德国Eppendorf公司；DZG6050D型真空干燥箱，上海森信实验仪器有限公司；R2058型旋转蒸发仪，上海申生科技有限公司；DC-2006型循环水真空泵，上海方瑞仪器有限公司；AR224CN型分析天平，奥豪斯公司。

1.2 方法 将玫瑰干花粉碎，称取5 g粉末，加入60 mL提取剂浸泡过夜，于适宜温度水浴回流4 h，滤液真空浓缩去除提取剂。将浓缩液滴在KBr压片上，以备红外测试用，将玫瑰花残渣与KBr一起压片，以备红外测试用。以上KBr压片测试前均经过低温烘干处理，以去除CO2的影响。

2 结果与分析

2.1 不同单一溶剂浸提的玫瑰精油的红外光谱图 玫瑰精油的组成十分复杂，已分离鉴定出的化合物有300余种，主要含萜烯类、醇类、酯类、醚类、醛类和烷烃类等化合物[14-18]，这些化学成分含量的多少造成了玫瑰精油香气的微妙差异[19]。用单一溶剂浸提玫瑰精油的红外光谱见图1。

由图1可知，在3 400 cm-1附近的醇羟基和酚羟基中的O-H伸缩振动吸收峰以二氯甲烷和石油醚溶剂浸提的精油最弱，乙醇溶剂浸提的精油最强，乙醚次之。这可能因为乙醇和乙醚是极性溶剂，但乙醚的极性弱于乙醇，而石油醚和二氯甲烷是非极性溶剂，玫瑰精油中的主要成分香茅醇、香叶醇、β-苯乙醇、橙花醇、丁香酚及其酯类、醚类[20]，按照相似相溶原理，醇类溶解在乙醇中最多，乙醚次之，石油醚和二氯甲烷中最少。波数在3 000～2 800 cm-1的脂肪的甲基和亚甲基对称与反对称伸缩振动吸收峰，二氯甲烷溶剂浸提物强度最小，乙醚浸提物的吸收峰最强，可能由于乙醇、石油醚和乙醚中的饱和烷烃导致此处峰强度大。在1 740 cm-1附近酯键羰基的C=O伸缩振动吸收峰以乙醚提取物最大，乙醇次之。以乙醇为溶剂的浸提物在1 200～1 000 cm-1的糖类C—O伸缩振动峰最强。由此可推测，以乙醇为溶剂时多糖成分被浸提出来。

通过对比上述红外谱图可知，单一溶剂中乙醇和乙醚浸提的效果相对较好。

2.2 2种溶剂混合浸提的玫瑰精油的红外光谱图 因为玫瑰精油中不仅含有醇类、酯类、醚类和多糖，还含有一定数量的脂肪烃类和烯烃[20]，考虑到成分既有极性也有非极性的原因，所以采用混合溶剂进行精油浸提对比。2种溶剂混合浸提的玫瑰精油的红外光谱见图2。

由图2可知，凡是含有乙醇的混合溶剂的浸提物相比较于其他混合溶剂在3 400 cm-1附近的O—H伸缩振动吸收峰均较强，在2 300 cm-1左右的C≡C和C≡N的伸缩振动吸收峰都很弱，而在1 200～1 000 cm-1的C—O伸缩振动峰也较强。二氯甲烷+乙醚混合溶剂浸提物在3 000～2 800 cm-1的C—H伸缩振动峰和1 740 cm-1附近酯键羰基的C=O伸缩振动吸收峰最大。

通过对比图2可知，混合溶剂中二氯甲烷+石油醚混合溶剂、石油醚+乙醚混合溶剂对醇类和糖类物质的浸提效果不如其他混合溶剂好，而二氯甲烷+乙醚混合溶剂对烃类和酯类物质浸提效果最好，其余混合溶剂对醇类、烃类和糖类的浸提效果差别不大。

2.3 3种溶剂混合浸提的玫瑰精油的红外光谱比较 为了进一步研究混合溶剂的浸提差异，将3种溶剂混合对玫瑰花进行浸提研究。3种溶剂混合浸提的玫瑰精油的红外光谱见图3。

由图3可知，二氯甲烷+乙醚+乙醇混合溶剂浸提物在3 400～3 000 cm-1和3 000～2 800 cm-1处均出现宽峰，可能由于浸提的醇类或酚类、烃类的种类和数量大的原因。乙醚+石油醚+二氯甲烷混合溶剂浸提物在3 400 cm-1附近的O-H伸缩振动吸收峰和1 740 cm-1附近酯键羰基的C=O伸缩振动吸收峰强度相对较小，说明弱极性溶剂对醇类和酚类的浸提效果差。其余3种混合溶剂的浸提物在2 300 cm-1左右的C≡C和C≡N的伸缩振动吸收峰强度增大，1 600～1 700 cm-1的酯和烯烃的吸收峰强度增大，说明大部分酯类和不饱和烃类被浸出。从1 200～1 000 cm-1处糖类的C—O伸缩振动峰可见，乙醚+石油醚+乙醇混合溶剂和二氯甲烷+石油醚+乙醇混合溶剂中玫瑰花瓣中的多糖被浸出较多，其余混合溶剂浸出较少。

通过对比图3可知，除乙醚+石油醚+二氯甲烷混合溶剂外，其余3种混合溶剂对玫瑰精油的浸提效果均较好。

2.4 4种溶剂混合浸提的玫瑰精油及玫瑰花残渣的红外光谱比较 在试验中发现，4种溶剂混合浸提玫瑰精油，回流温度和蒸馏温度均低于其他混合溶剂，大大降低了精油中低沸点组分的损失。4种溶剂混合浸提的玫瑰精油及玫瑰花残渣的红外光谱见图4。

由图4可知，4种溶剂混合浸提玫瑰精花所得精油的红外谱图与玫瑰花的红外谱图极其相近，玫瑰花残渣中醇类、酚类、酯类和糖类的吸收峰强度均减弱很多，说明玫瑰花中的有效成分大部分被浸提出来。

2.5 不同混合溶剂浸提后的玫瑰花残渣的红外光谱比较 为了进一步研究4种不同种类混合溶剂对玫瑰花中精油有效成分的浸提效果，分别对比了2、3和4种不同溶剂混合浸提后的玫瑰花残渣的红外谱图。

因为玫瑰精油中醇类和酚类等极性成分为主成分，酯类、醚类等弱极性成分含量低于主成分，但高于烃类等非极性成分。由图5可知，乙醇+乙醚+二氯甲烷+石油醚4种强极性+弱极性+弱极性+非极性溶剂的混合对玫瑰精油的浸提效果远远高于2种和3种不同溶剂混合。

3 结论

通过对比单一溶剂及不同种类混合溶剂对玫瑰精油的浸提效果，发现4种不同极性的有机溶剂混合浸提所得玫瑰精油的成分与玫瑰原花最相近，且4种溶剂混合浸提后的玫瑰花残渣中有效成分残留最低。4种不同极性的溶剂混合浸提玫瑰精油的最佳试验工艺有待进一步研究。

参考文献

[1] 马希汉，王永红，蔚芹，等.玫瑰精油提取工艺研究[J].林产化学与工业，2004，24（S1）：80-84.

[2] 余峰，张彬，周武，等.玫瑰精油的提取和理化性质分析[J].天然产物研究与开发，2012，24（6）：784-789.

[3] 杨月云，王小光，杨鹏坤，等.超声波提取红玫瑰精油工艺优化[J].江苏农业科学，2014，42（12）：306-308.

[4] 黄俊魏，唐琳，陈浩.超声波分级提取玫瑰精油和色素的工艺优化[J].食品安全质量检测学报，2015，6（6）：2123-2130.

[5] 单银花，王志祥，张丰，等.玫瑰精油提取与纯化工艺研究进展[J].精细与专用化妆品，2008，16（16）：15-18.

[6] 徐俊晖，徐翠敏.红外光谱在食品安全检测中的应用[J].现代食品，2016，36（6）：106-107.

[7] 梁丹，李小昱，李培武，等.近红外光谱法对食用植物油品种的快速鉴别[J].湖北农业科学，2011，50（16）：3383-3385.

[8] 罗阳，曹丽亚，钟潇骁，等.近红外光谱法同时快速鉴别3 种麻黄药材品种[J].药物分析杂志， 2017，37（2）：345-351.

[9] 陈雪英，李页瑞，陈勇，等.近红外光谱分析技术在赤芍提取过程质量监控中的应用研究[J].中国中药杂志，2009，34（11）：1355-1358.

[10] 戴莹，冯晓元，韩平，等.近红外光谱技术在果蔬农药残留检测中的应用研究进展[J].食品安全质量检测学报，2014，5（3）：658-663.

[11] 周超，陈兴苗，刘燕德.近红外光谱检测技术在农业和食品分析中的应用[J].农产品加工，2006（11）：46-47，57.

[12] 管雪麗，符继红，唐军.薰衣草精油微胶囊释放过程的红外光谱研究[J].光谱学与光谱分析，2017，37（1）：65-69.

[13] 孙素琴，周群，陶家洵.红外光谱宏观指纹鉴定法与中药的质量控制[J].现代仪器，2009，15（5）：10-15.

[14] KOVACHEVA N，RUSANOV K，ATANASSOV I. Industrial cultivation of oil bearing rose and rose oil production in Bulgaria during 21st century，directions and challenges[J].Biotechnology & biotechnological equipment，2010，24（2）：1793-1798.

[15] 张建祥，金其璋.从成分的角度来看玫瑰油和香水月季油的不同用途[J].香料香精化妆品，2006（1）：27-30.

[16] 巩民浩，迟逸仙，张景茹，等.不同工艺制得玫瑰精油香气差异对比分析[J].精细化工，2010，27（11）：1094-1099.

[17] 张锋，王志祥，史益强.玫瑰精油提取研究[J].化工时刊，2007，21（9）：70-71.

[18] 陈红艳，廖蓉苏，杨今朝，等.玫瑰花挥发性化学成分的分析研究[J].食品科技，2011，36（11）：186-190.

[19] 马希汉，王永红，胡亚云，等.精油玫瑰研究[J].西北林学院学报，2004，19（4）：138-141.

[20] 程劼，谢建春，孙宝国.国产玫瑰精油的化学成分及香气特征[J].中国食品添加剂，2007（5）：66-70.