苦水玫瑰净油的制备及其在卷烟中的应用

李学刚 孟浩 朱国健 柳秋林 陈帅伟 聂守杰

摘要 为使苦水玫瑰浸膏更好地应用于卷烟加香中，本研究通过超临界CO萃取技术对苦水玫瑰浸膏进行提取，以获得玫瑰净油。采用正交试验优化苦水玫瑰净油的提取条件，采用气相色谱质谱联用（GC/MS）方法分析苦水玫瑰净油产品，并进行卷烟加香评价。结果表明，（1）超临界CO萃取苦水玫瑰净油试验中，萃取压力30 MPa，萃取温度50 ℃，萃取时间2.5 h时，苦水玫瑰净油得率最高可达5.63%。（2）从苦水玫瑰净油中共检测出55种香气成分，主要包括醇类19种，酯类7种，萜烯类7种，醛类7种，脂肪烷烃类7种，主要致香成分为芳樟醇、橙花醇、香叶醇、乙酸苯乙酯和甲基丁香酚等。（3）卷烟加香评价结果表明，苦水玫瑰净油可以有效改善卷烟香气品质。（4）通过相关卷烟加香试验得出，该苦水玫瑰净油在此卷烟中的适宜加香比为0.000 5%～0.015 0%。

关键词 苦水玫瑰净油；气相色谱质谱联用；工艺优化；香气成分；卷烟加香

中图分类号 S-3；S572 文献标识码 A

文章编号 1007-7731（2024）03-0075-07

Preparation of Kushui Rose pure oil and its application in cigarette

LI Xuegang1    MENG Hao1    ZHU Guojian1    LIU Qiulin1    CHEN Shuaiwei2    NIE Shoujie1

（1Etsong （Qingdao） Industry Co.， Ltd.， Qingdao 266021， China;

2Shandong China Tobacco Industry Co.， Ltd.， Jinan 250014， China）

Abstract In order to investigate the application of Kushui Rose extract in cigarette flavoring， supercritical CO extraction technology was used to extract Kushui Rose absolute from rose extract， with orthogonal experiments in optimizing the extraction conditions of Kushui Rose absolute. The samples of rose absolute were analyzed by chromatography-mass spectrometry（GC/MS），with the sensory evaluation results followed. The results showed that， （1） The optimized experimental conditions in supercritical CO extraction of Kushui Rose absolute were extraction pressure 30 MPa， temperature 50 ℃， time 2.5 h. with the highest yield of 5.63%. （2） A total of 55 aroma components were detected in the oil sample， including 19 alcohols， 7 esters， 7 terpenes， and 7 aldehydes， 7 aliphatic hydrocarbon， and the main aroma components included linalool， nerol， geraniol， phenylethyl acetate， methyl eugenol， etc. （3） The sensory evaluation results suggested that Kushui Rose absolute could effectively improve the aroma and quality of cigarettes. （4） The appropriate fragrance ratio for the rose absolute in this cigarette is 0.000 5%-0.015 0% through relevant cigarette flavoring tests.

Keywords Kushui Rose pure oil; GC/MS; process optimization; aroma components; cigarette flavoring

苦水玫瑰是薔薇科蔷薇属的落叶性或常绿灌木，由钝齿玫瑰和传统玫瑰杂交而来，其花色艳丽，香气浓郁，素有“金花”之称，因主产于甘肃苦水而得名。苦水玫瑰浸膏为黄绿色半固态膏状物，含有蜡质、糖类和植物色素等杂质，此类杂质限制了其在生产中的应用，因此需要对浸膏进行精制脱蜡，以获取苦水玫瑰净油。本文在单因素试验的基础上通过正交试验对提取工艺参数进行优化，同时，采用气相色谱与质谱协同联用（GC/MS）的分析方法，检测苦水玫瑰净油的致香成分，并探讨其在卷烟加香中的应用。

苦水玫瑰栽培历史悠久，作为特有的自然杂交品种，其具有较强的自然环境适应能力。目前，对玫瑰精油提取工艺的研究较多，而对玫瑰净油的相关研究较少。常规的提取方法是采用有机溶剂溶解浸膏，冷凝后脱除其中的蜡质，外加低温冷凝，再将有机溶剂配合减压蒸馏的方式获得净油，其生产工序较多，且存在一定的资源浪费。本研究采用超临界提取技术，从苦水玫瑰浸膏中提取玫瑰净油，利用超临界二氧化碳（CO）直接从玫瑰浸膏中得到产品。与常规的提取方式相比，本文采用的方式不仅减少了生产工序，而且将提取温度控制在60 ℃以下，以有效降低净油中热敏性物质的分解，最大限度地保留了天然产物的自然风味。

为探究苦水玫瑰净油在卷烟中的适用性，本研究利用卷烟加香试验，通过比较试验组与对照组的差异探究苦水玫瑰净油对卷烟品质的作用。在对照试验的基础上，通过改变苦水玫瑰净油在卷烟中的施加量，结合卷烟加香的评价结果，探求苦水玫瑰净油在卷烟中的适宜添加量，为苦水玫瑰的品质优化及其在卷烟加香中的应用提供参考，为苦水玫瑰净油在烟用香精香料的推广提供参考。

1 材料与方法

1.1 试验材料与仪器

苦水玫瑰浸膏（A公司）；无水乙醇（国药集团）；CO（食品级，纯度>99.5%）；HA220-40-11型超临界CO（南通华安超临界萃取有限公司）；气相色谱-质谱连用仪器（安捷伦公司）；1/104电子天平（梅特勒-托利多公司）；HRH-386K香精注射机（北京慧荣和科技有限公司）。

1.2 试验方法

1.2.1 制备方法  通过精制去除苦水玫瑰浸膏中所含的蜡质，获得的产品被称为苦水玫瑰净油。本研究以玫瑰浸膏为原料，用超临界CO作为萃取剂，直接脱去浸膏中所含的蜡质等杂质，得到最终产品即为苦水玫瑰净油。其中，玫瑰净油得率按照公式（1）计算。

1.2.2 试验方法  在超临界提取试验中，针对压力、温度和时间这3个影响因素，采用单因素分析试验，探索制备玫瑰净油的最佳工艺条件。将计量称重后的苦水玫瑰浸膏加入超临界萃取釜中，按试验条件要求进行超临界提取。试验结束后，计量玫瑰净油的重量，按照公式（1）计算苦水玫瑰净油得率。

（1）萃取压力。在其他试验条件不变的前提下，玫瑰净油的萃取压力分别设定为10、15、20、25和30 MPa，并计算相关萃取压力条件下的玫瑰净油得率，探索萃取压力与净油得率的关系。

（2）萃取时间。在其他试验条件不变的前提下，玫瑰净油的萃取时间分别设定为0.5、1.0、1.5、2.0、2.5和3.0 h，计算不同时间下的玫瑰净油得率。

（3）萃取温度。在其他试验条件不变的前提下，玫瑰净油的萃取温度分别设定为30、35、40、45、50和55 ℃，并计算相关萃取温度下玫瑰净油的得率，比较不同萃取温度下玫瑰净油的相关得率。

1.2.3 正交试验  在前期单因素试验基础上，采用L（3）正交试验对提取工艺参数进行优化（表1），主要参数包括萃取压力、萃取温度及萃取时间，并通过相关优化获得苦水玫瑰净油提率的最高工艺条件。

1.2.4 GC/MS分析方法  色谱进样温度255 ℃；载气为氦气（纯度≥99.999%）；载气流速1.5 mL/min；分流比为18∶1；色谱柱DB-5柱（60×0.25 mm i.d. ×0.25 μm d.f），以3 ℃/min升温至255 ℃，保持25 min；离子源温度235 ℃；电离电压70 eV，使用NIST11谱库检索。

1.2.5 卷烟加香试验  取苦水玫瑰净油0.05 g，用无水乙醇将玫瑰净油稀释成质量浓度为0.005%溶液，使用香精注射机将稀释后的苦水玫瑰净油按比例加注到未加香的泰山牌号卷烟中，同时，取未加香的烟支加注同样比例的无水乙醇作为对照组，将处理后的烟支存放到恒温恒湿箱中进行平衡稳定，并邀请评吸专家对平衡稳定48 h后的卷烟进行评价打分。

2 结果与分析

2.1 单因素试验

2.1.1 超临界萃取压力的影响  苦水玫瑰净油得率随萃取压力的变化而变化，其结果如图1所示。在其他条件保持不变的前提下，玫瑰净油得率随著压力的增大而提高，而继续增大萃取压力时，苦水玫瑰净油得率趋于5.2%。

2.1.2 超临界萃取时间的影响  苦水玫瑰净油得率随着萃取时间变化而变化，结果如图2所示。在其他条件保持不变的前提下，玫瑰净油得率随萃取时间的延长而提高，提取时间到2 h后，萃取得率变化不明显。

2.1.3 超临界萃取温度的影响  苦水玫瑰净油得率随萃取温度变化而变化，结果如图3所示。在其他条件保持不变的前下，玫瑰净油得率随温度的升高而提高，当继续提高萃取温度时，超过50 ℃后玫瑰净油得率基本不变。

2.2 正交试验

正交试验分别考察萃取压力、萃取温度和萃取时间3个工艺条件的不同组合对苦水玫瑰净油得率的影响。由表2的结果可知，这3个因素的极差R分别是0.840、0.213和0.090。由此可以得出，萃取压力对苦水玫瑰净油得率影响最大，其次是萃取温度，萃取时间的影响最小。因此，最佳组合为A3B3C3，即萃取压力30 MPa，萃取温度50 ℃，萃取时间2.5 h，苦水玫瑰净油得率5.63%。

2.3 GC/MS分析结果

经过气相色谱质谱联合分析，得到苦水玫瑰净油的总离子流色谱图。对谱图中的峰采用NIST11数据库进行检索，采用峰面积归一化法计算其中组分的相对含量，得出其中的成分，其结果如表3所示。

GC/MS图谱中共检测到55种组分，其中香茅醇含量最高，达到34.362%，其次是芳樟醇（6.674%）、橙花醇（5.675%）、香叶醇（5.619%）、乙酸苯乙酯（4.688%）和甲基丁香酚（4.346%）。苦水玫瑰净油成分分类统计结果如表4所示，经统计分析可知，分析检测出醇类种类最多19种，含量最高65.203%，按照含量计算依次是酯类（10.712%）、酚类（7.581%）、醛类（4.165%）、萜烯类（2.675%）、脂肪烷烃类（2.224%）、酮类（1.919%）和醚类（1.816%）。

2.4 卷烟加香试验

由9位具有卷烟品系资质的专家对试验样品与对照样品进行相关评价打分，其结果如表5所示。结果表明，与对照组相比，加入玫瑰净油的试验组，卷烟评吸中香气、协调、杂气、刺激性与余味得分均有不同幅度的提高，说明苦水玫瑰净油可以使卷烟香气品质得到提高，余味更加舒适。

3 改进方案

为探索苦水玫瑰净油在某品牌卷烟中的适宜加香比，通过改变试验组中苦水玫瑰净油的添加量并重新进行卷烟加香试验与品吸评价试验，以卷烟感官评价综合得分的数值为结果，探究苦水玫瑰净油的添加量与卷烟品质之间的关系，结果如图4所示。

通过比较不同加香比例的评分结果可知，在加香比为0.000 5%～0.015 0%范围内时，苦水玫瑰净油对卷烟品质的改善效果明显，卷烟香气、协调和余味等得到改善明显。当加香比超过0.015 0%时，苦水玫瑰净油对卷烟品质的改善作用降低，同时会带来口腔舒适度降低、刺激性增大等副作用。由此可知，苦水玫瑰净油在此卷烟中的适宜加香比为0.000 5%～0.015 0%。

4 结论与讨论

（1）由单因素试验与正交试验结果可知，超临界CO萃取苦水玫瑰净油主要影响因素是萃取压力，其次是萃取温度，萃取时间的影响最小。

（2）在超临界CO萃取苦水玫瑰浸膏制备玫瑰净油的操作中，设置萃取压力30 MPa，萃取温度50 ℃，萃取时间2.5 h时，苦水玫瑰净油得率最高可达5.63%。

（3）利用GC/MS分析苦水净油，共分析出55种相关成分，其主要致香成分为芳樟醇（6.674%）、橙花醇（5.675%）、香叶醇（5.619%）、乙酸苯乙酯（4.688%）和甲基丁香酚（4.346%）等。

（4）苦水玫瑰净油中的醇类无论是按种类计算还是按照含量计算都是最高的，按照含量计算其次是酯类（10.712%）、酚类（7.581%）、醛类（4.165%）、萜烯类（2.675%）、脂肪烷烃类（2.224%）、酮类（1.919%）和醚类（1.816%）。

（5）通过卷烟加香试验与感官评价可知，苦水玫瑰净油可以使卷烟香气、协调、杂气和余味等都得到改善，从而使卷烟品质得到整体改善。

（6）通过进一步的卷烟加香试验可知，该苦水玫瑰净油在此卷烟中的适宜加香比为0.000 5%～0.015 0%，继续提高苦水玫瑰净油在卷烟的添加量，会带来口腔舒适度降低、刺激性增大等副作用。

为探究苦水玫瑰净油在卷烟中的适用性，本研究进行卷烟加香试验，通过比较试验组与对照组的差异探究苦水玫瑰净油对卷烟品质的作用。在对照试验的基础上，通过改变苦水玫瑰净油在卷烟中的施加量，结合卷烟加香的评价结果，探求苦水玫瑰净油在卷烟中的适宜添加量，为苦水玫瑰的品质优化及其在卷烟加香中的应用提供参考，为苦水玫瑰净油在烟用香精香料的推广提供参考。

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（责编：杨 欢）

作者简介 李学刚（1990—），男，山东潍坊人，硕士，工程师，从事香精香料研究。

通信作者 聂守杰（1991—），男，山东青岛人，硕士，工程师，从事天然植物提取研究。

收稿日期 2023-11-15