基于紅外光譜的混合溶劑提取玫瑰精油研究

金偉，李倩茹，寧晶晶，龍全梅，王亞飛

摘要 [目的]通過(guò)對(duì)比不同溶劑萃取的玫瑰精油的指紋圖譜，選擇適宜的萃取劑。[方法]在前期研究的基礎(chǔ)上，利用紅外光譜技術(shù)對(duì)不同極性的單一溶劑和混合溶劑提取的玫瑰精油及玫瑰殘?jiān)M(jìn)行光譜對(duì)比分析。[結(jié)果]單一溶劑只能提取出玫瑰精油的某些有效成分，所得精油的成分單一；不同極性溶劑混合浸提所得玫瑰精油的成分豐富，香氣接近于天然。[結(jié)論]試驗(yàn)結(jié)果為提高玫瑰精油的提取率提供了理論依據(jù)。

關(guān)鍵詞 玫瑰精油；紅外光譜；溶劑

中圖分類號(hào) S-3 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼 A 文章編號(hào) 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

玫瑰精油是一種從玫瑰花中提取的高級(jí)、昂貴的天然香料，為鮮花油之冠。玫瑰精油由于具有高雅的香氣和抑菌、抗抑郁、抗氧化等功效，被廣泛用于化妝品、食品、醫(yī)藥等領(lǐng)域。

玫瑰精油傳統(tǒng)的提取方法是水蒸氣蒸餾[1-2]和有機(jī)溶劑萃取法[3-4]，出油率一般為0.02%～0.05%。2種方法相比，用有機(jī)溶劑提取的玫瑰精油可同時(shí)將低沸點(diǎn)和高沸點(diǎn)組分提取出來(lái)，減少了芳香成分的損失，所得玫瑰精油的香氣更接近于天然玫瑰花香氣，且出油率高于水蒸氣蒸餾法[5]。傅立葉變換紅外光譜法是一種常用的結(jié)構(gòu)分析技術(shù)，具有直接、準(zhǔn)確、無(wú)損及宏觀整體鑒定復(fù)雜體系的特點(diǎn)，已被廣泛用于各個(gè)學(xué)科領(lǐng)域[6-12]。筆者采用有機(jī)溶劑萃取法提取玫瑰精油，利用紅外光譜宏觀指紋鑒定法[13]，對(duì)比了不同溶劑萃取的玫瑰精油的指紋圖譜，旨在選擇適宜的萃取劑，為提高玫瑰精油的提取率提供理論依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 材料

1.1.1 植物材料。大馬士革玫瑰花（河北石家莊）。

1.1.2 主要試劑。石油醚（分析純）、乙醇（分析純）、乙醚（分析純）、二氯甲烷（分析純）和KBr（光譜純）。

1.1.3 主要儀器。is5型傅立葉紅外變換光譜儀，Thermo Fisher Nicolet公司；5430R 型高速冷凍離心機(jī)，德國(guó)Eppendorf公司；DZG6050D型真空干燥箱，上海森信實(shí)驗(yàn)儀器有限公司；R2058型旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)儀，上海申生科技有限公司；DC-2006型循環(huán)水真空泵，上海方瑞儀器有限公司；AR224CN型分析天平，奧豪斯公司。

1.2 方法 將玫瑰干花粉碎，稱取5 g粉末，加入60 mL提取劑浸泡過(guò)夜，于適宜溫度水浴回流4 h，濾液真空濃縮去除提取劑。將濃縮液滴在KBr壓片上，以備紅外測(cè)試用，將玫瑰花殘?jiān)cKBr一起壓片，以備紅外測(cè)試用。以上KBr壓片測(cè)試前均經(jīng)過(guò)低溫烘干處理，以去除CO2的影響。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同單一溶劑浸提的玫瑰精油的紅外光譜圖 玫瑰精油的組成十分復(fù)雜，已分離鑒定出的化合物有300余種，主要含萜烯類、醇類、酯類、醚類、醛類和烷烴類等化合物[14-18]，這些化學(xué)成分含量的多少造成了玫瑰精油香氣的微妙差異[19]。用單一溶劑浸提玫瑰精油的紅外光譜見(jiàn)圖1。

由圖1可知，在3 400 cm-1附近的醇羥基和酚羥基中的O-H伸縮振動(dòng)吸收峰以二氯甲烷和石油醚溶劑浸提的精油最弱，乙醇溶劑浸提的精油最強(qiáng)，乙醚次之。這可能因?yàn)橐掖己鸵颐咽菢O性溶劑，但乙醚的極性弱于乙醇，而石油醚和二氯甲烷是非極性溶劑，玫瑰精油中的主要成分香茅醇、香葉醇、β-苯乙醇、橙花醇、丁香酚及其酯類、醚類[20]，按照相似相溶原理，醇類溶解在乙醇中最多，乙醚次之，石油醚和二氯甲烷中最少。波數(shù)在3 000～2 800 cm-1的脂肪的甲基和亞甲基對(duì)稱與反對(duì)稱伸縮振動(dòng)吸收峰，二氯甲烷溶劑浸提物強(qiáng)度最小，乙醚浸提物的吸收峰最強(qiáng)，可能由于乙醇、石油醚和乙醚中的飽和烷烴導(dǎo)致此處峰強(qiáng)度大。在1 740 cm-1附近酯鍵羰基的C=O伸縮振動(dòng)吸收峰以乙醚提取物最大，乙醇次之。以乙醇為溶劑的浸提物在1 200～1 000 cm-1的糖類C—O伸縮振動(dòng)峰最強(qiáng)。由此可推測(cè)，以乙醇為溶劑時(shí)多糖成分被浸提出來(lái)。

通過(guò)對(duì)比上述紅外譜圖可知，單一溶劑中乙醇和乙醚浸提的效果相對(duì)較好。

2.2 2種溶劑混合浸提的玫瑰精油的紅外光譜圖 因?yàn)槊倒寰椭胁粌H含有醇類、酯類、醚類和多糖，還含有一定數(shù)量的脂肪烴類和烯烴[20]，考慮到成分既有極性也有非極性的原因，所以采用混合溶劑進(jìn)行精油浸提對(duì)比。2種溶劑混合浸提的玫瑰精油的紅外光譜見(jiàn)圖2。

由圖2可知，凡是含有乙醇的混合溶劑的浸提物相比較于其他混合溶劑在3 400 cm-1附近的O—H伸縮振動(dòng)吸收峰均較強(qiáng)，在2 300 cm-1左右的C≡C和C≡N的伸縮振動(dòng)吸收峰都很弱，而在1 200～1 000 cm-1的C—O伸縮振動(dòng)峰也較強(qiáng)。二氯甲烷+乙醚混合溶劑浸提物在3 000～2 800 cm-1的C—H伸縮振動(dòng)峰和1 740 cm-1附近酯鍵羰基的C=O伸縮振動(dòng)吸收峰最大。

通過(guò)對(duì)比圖2可知，混合溶劑中二氯甲烷+石油醚混合溶劑、石油醚+乙醚混合溶劑對(duì)醇類和糖類物質(zhì)的浸提效果不如其他混合溶劑好，而二氯甲烷+乙醚混合溶劑對(duì)烴類和酯類物質(zhì)浸提效果最好，其余混合溶劑對(duì)醇類、烴類和糖類的浸提效果差別不大。

2.3 3種溶劑混合浸提的玫瑰精油的紅外光譜比較 為了進(jìn)一步研究混合溶劑的浸提差異，將3種溶劑混合對(duì)玫瑰花進(jìn)行浸提研究。3種溶劑混合浸提的玫瑰精油的紅外光譜見(jiàn)圖3。

由圖3可知，二氯甲烷+乙醚+乙醇混合溶劑浸提物在3 400～3 000 cm-1和3 000～2 800 cm-1處均出現(xiàn)寬峰，可能由于浸提的醇類或酚類、烴類的種類和數(shù)量大的原因。乙醚+石油醚+二氯甲烷混合溶劑浸提物在3 400 cm-1附近的O-H伸縮振動(dòng)吸收峰和1 740 cm-1附近酯鍵羰基的C=O伸縮振動(dòng)吸收峰強(qiáng)度相對(duì)較小，說(shuō)明弱極性溶劑對(duì)醇類和酚類的浸提效果差。其余3種混合溶劑的浸提物在2 300 cm-1左右的C≡C和C≡N的伸縮振動(dòng)吸收峰強(qiáng)度增大，1 600～1 700 cm-1的酯和烯烴的吸收峰強(qiáng)度增大，說(shuō)明大部分酯類和不飽和烴類被浸出。從1 200～1 000 cm-1處糖類的C—O伸縮振動(dòng)峰可見(jiàn)，乙醚+石油醚+乙醇混合溶劑和二氯甲烷+石油醚+乙醇混合溶劑中玫瑰花瓣中的多糖被浸出較多，其余混合溶劑浸出較少。

通過(guò)對(duì)比圖3可知，除乙醚+石油醚+二氯甲烷混合溶劑外，其余3種混合溶劑對(duì)玫瑰精油的浸提效果均較好。

2.4 4種溶劑混合浸提的玫瑰精油及玫瑰花殘?jiān)募t外光譜比較 在試驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)，4種溶劑混合浸提玫瑰精油，回流溫度和蒸餾溫度均低于其他混合溶劑，大大降低了精油中低沸點(diǎn)組分的損失。4種溶劑混合浸提的玫瑰精油及玫瑰花殘?jiān)募t外光譜見(jiàn)圖4。

由圖4可知，4種溶劑混合浸提玫瑰精花所得精油的紅外譜圖與玫瑰花的紅外譜圖極其相近，玫瑰花殘?jiān)写碱悺⒎宇?、酯類和糖類的吸收峰?qiáng)度均減弱很多，說(shuō)明玫瑰花中的有效成分大部分被浸提出來(lái)。

2.5 不同混合溶劑浸提后的玫瑰花殘?jiān)募t外光譜比較 為了進(jìn)一步研究4種不同種類混合溶劑對(duì)玫瑰花中精油有效成分的浸提效果，分別對(duì)比了2、3和4種不同溶劑混合浸提后的玫瑰花殘?jiān)募t外譜圖。

因?yàn)槊倒寰椭写碱惡头宇惖葮O性成分為主成分，酯類、醚類等弱極性成分含量低于主成分，但高于烴類等非極性成分。由圖5可知，乙醇+乙醚+二氯甲烷+石油醚4種強(qiáng)極性+弱極性+弱極性+非極性溶劑的混合對(duì)玫瑰精油的浸提效果遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于2種和3種不同溶劑混合。

3 結(jié)論

通過(guò)對(duì)比單一溶劑及不同種類混合溶劑對(duì)玫瑰精油的浸提效果，發(fā)現(xiàn)4種不同極性的有機(jī)溶劑混合浸提所得玫瑰精油的成分與玫瑰原花最相近，且4種溶劑混合浸提后的玫瑰花殘?jiān)杏行С煞謿埩糇畹汀?種不同極性的溶劑混合浸提玫瑰精油的最佳試驗(yàn)工藝有待進(jìn)一步研究。

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