郭焰，豆一玲，白羽嘉，冯作山，*

（1.新疆轻工职业技术学院，新疆乌鲁木齐830021；2.新疆农业大学食品科学与药学学院，新疆乌鲁木齐830052）

新疆玫瑰花蜡质皂化工艺的研究

郭焰1，豆一玲1，白羽嘉2，冯作山2，*

（1.新疆轻工职业技术学院，新疆乌鲁木齐830021；2.新疆农业大学食品科学与药学学院，新疆乌鲁木齐830052）

以新疆玫瑰花为原料，在单因素试验的基础上，通过正交试验研究催化剂、反应介质、KOH溶液用量、反应温度、皂化时间对玫瑰花腊质皂化率的影响。结果表明，影响玫瑰花腊质皂化效果各因素的主次顺序是：皂化时间＞皂化温度＞KOH溶液用量；玫瑰花腊质皂化的最佳工艺条件为：皂化温度90℃，皂化时间4h，KOH溶液用量为5.17mL。

玫瑰花；腊质；皂化工艺

新疆南疆地区有大量的野生玫瑰资源，玫瑰花主要用于加工玫瑰酱、玫瑰花茶、玫瑰精油，产品品种少、附加值低，未能充分利用玫瑰花。玫瑰花中含有多种具有显著生物活性的物质，这些物质均是很好的功能食品的原料。在玫瑰花蜡质中含有的活性物质二十八烷醇就是其中较为重要的一种［1-2］。

二十八烷醇是世界公认的抗疲劳物质，已成为新型功能性食品添加剂和功能性食品的基料，受到健康食品行业的推崇，2001年7月，FDA批准二十八烷醇可以作为保健食品添加剂，广泛用于功能性食品、营养强化剂、医药产品、化妆品中［3-4］。

天然二十八烷醇主要由各种虫蜡和植物蜡经皂化或酯交换得高级脂肪醇混合物，然后从中分离出二十八烷醇而得，目前常用的二十烷醇提取分离方法主要有蜡皂化分解、有机溶剂提取脂肪醇等，通过真空蒸馏脱出脂肪酸与低级醇脂得到脂肪醇，蜡经酸或碱分解，再经超临界流体浸出脂肪醇［5-6］。

本试验重点对新疆玫瑰花腊质皂化条件进行研究，采用正交试验分析方法对皂化条件进行了优化分析，为进一步从玫瑰花蜡质中提取二十八烷醇奠定基础。

1材料与仪器

1.1 材料

新鲜玫瑰花：新疆喀什玫源公司。

1.2 仪器与试剂

Agilent 6890气相色谱仪：安捷伦公司；R-200型旋转蒸发仪：瑞士BUCHI公司；SHZ-C型循环水式多用真空泵：江苏科兴仪器厂；数显恒温水浴锅：江苏省金坛市医疗仪器厂；BS224S分析天平：北京赛多利斯仪器设备有限公司；二十八烷醇（纯度为99.0%）：购自sigma公司；乙酸乙酯、环己烷、聚乙二醇、KOH、乙醇、酚酞均为分析纯，购自国药集团。

2方法

2.1 玫瑰花中二十八烷醇提取工艺

2.2 单因素试验

2.2.1 催化剂对玫瑰花蜡质皂化率的影响

准确称取1.00 g玫瑰花蜡质样品2份，分别放入三角瓶中，加热使蜡质熔化，其中一份准确加入6.00 mL的0.5 mol/L KOH溶液和0.05 g聚丙二醇，第二份加入6.00 mL的0.5 mol/L KOH溶液在100℃下回流2 h，使蜡质进行皂化反应。

2.2.2 反应介质对玫瑰花蜡质皂化率的影响

准确称取1.00 g玫瑰花蜡质样品2份，分别放入三角瓶中，加热使蜡质熔化，其中一份准确加入6.00 mL的0.5 mol/L KOH溶液和0.05 g聚乙二醇，第二份只加入6.00 mL的0.5 mol/L KOH乙醇溶液和0.05 g聚乙二醇在100℃下回流2 h，使蜡质进行皂化反应。

2.2.3 KOH用量对玫瑰花蜡质皂化率的影响

准确称取1.00 g玫瑰花蜡质样品4份，分别放入三角瓶中，加热使蜡质熔化，分别准确加入3.51、4.34、5.17、6.00 mL的0.5 mol/L KOH乙醇溶液和0.05 g聚丙二醇在100℃下回流2 h，使蜡质进行皂化反应。

2.2.4 反应温度对玫瑰花蜡质皂化率的影响

准确称取1.00 g玫瑰花蜡质样品3份，分别放入三角瓶中，加热使蜡质熔化，分别准确加入6.00 mL的0.5 mol/L KOH乙醇溶液和0.05 g聚丙二醇在80、90、100℃下回流2 h，使蜡质进行皂化反应。

2.2.5 皂化时间对玫瑰花蜡质皂化率的影响

准确称取1.00 g玫瑰花蜡质样品4份，分别放入三角瓶中，加热使蜡质熔化，分别准确加入6.00 mL的0.5 mol/L KOH乙醇溶液和0.05 g聚丙二醇在100℃下回流2、3、4、5 h使蜡质进行皂化反应。

2.2.6 玫瑰花蜡质皂化工艺优化试验

为了确定玫瑰花腊质皂化工艺最佳条件，在单因素试验基础上，以皂化温度（℃）、皂化时间（h）、KOH溶液用量（mL）3个因素进行了三因素三水平的L9（33）正交试验。因素水平表见表1。

表1 正交试验L9（33）因素水平表Table 1Factor and level of orthogonal expermient L9（33）test

2.3 玫瑰花蜡质皂化值的测定方法

精确称取玫瑰花蜡质样品1.000 g（准确至0.001 g）置于250 mL三角瓶中，加入0.5 mol/L KOH醇溶液25 mL，同时在另一个三角瓶中也加入0.5 mol/L KOH的乙醇溶液25 mL做空验，给三角瓶安装上冷凝管，用95℃加热16 h，并随时摇动三角瓶，用少许乙醇冲冷凝管下端，取下烧瓶，趁热迅速加入酚酞指示剂三滴，用0.5 mol/L的盐酸标准溶液滴定至粉红色消失为终点。同时做空白试验。

式中：M为盐酸标准溶液的浓度，（mol/L）；W为玫瑰花蜡重量，g；V1为空白实验消耗的盐酸标准溶液的体积，mL；V2为滴定皂化后样品消耗盐酸标准溶液的体积，mL。

3结果与分析

3.1 玫瑰花蜡质皂化条件的确定

3.1.1 催化剂对玫瑰花蜡质皂化率的影响

催化剂对玫瑰花蜡质皂化率的影响见图1。

图1 催化剂对皂化率的影响Fig.1The effect of catalysts on saponification rate

根据图1，加入催化剂能加快反应速度，使皂化率显著提高。玫瑰花蜡质主要是由高级脂肪酸酯组成。蜡酯水解率低，皂化缓慢，这也一直是从植物蜡中提取二十八烷醇的难点之一。聚乙二醇是一种类似冠醚的开链型相转移催化在水相水溶液和有机相中都有一定的溶解度。在水相中，可以折叠成类似于冠醚的螺旋结构，氧原子处于环的内环与Na+结合，并与处于“裸露”状态的羟基负离子形成离子对，该离子对由于PEG的亲油性而进入有机相，在有机相中，（PEG·Na）+· OH－与蜡质发生均相反应，处于“裸露”状态的羟基负离子亲核能力很强，从而使反应速率大大增加［7-9］。

3.1.2反应介质对玫瑰花蜡质皂化率的影响

反应介质对玫瑰花蜡质皂化率的影响见图2。

图2 反应介质对皂化率的影响Fig.2The effect of reaction medium on saponification rate

根据图2，反应介质为醇相比反应介质为水相的皂化率高。使用醇相体系反应生成的皂很快被周围大量乙醇溶解或分散，不易形成坚固的膜，保持了接触界面的不断更换，从而使反应速度加快。

3.1.3 KOH溶液用量对玫瑰花蜡质皂化率的影响

KOH溶液用量对玫瑰花蜡质皂化率的影响见图3。

图3 KOH溶液用量对皂化率的影响Fig.3The effect of KOH dosage on saponification rate

根据图3，KOH溶液的添加量为5.17mL时玫瑰花蜡质皂化率最高。

3.1.4 反应温度对玫瑰花蜡质皂化率的影响

反应温度对玫瑰花蜡质皂化率的影响见图4。

根据图4，升高温度，皂化率增大。较高的反应温度有利于皂化反应的进行。提高反应温度，不但可以增大反应速度常数，而且可以使反应体系的粘度减小，反应物易于混合接触，从而加快皂化反应速度。但90℃和100℃下皂化，皂化率增加程度很小，从降低能耗角度考虑，选择90℃较适宜。

3.1.5 皂化时间对玫瑰花蜡质皂化率的影响

皂化时间对玫瑰花蜡质皂化率的影响见图5。

图5 皂化时间对皂化率的影响Fig.5The effect of time on saponification rate

根据图5，随着反应时间延长，皂化率增大。但从图5也可看出玫瑰花蜡不易皂化，反应时间延长至5h其皂化率也较低，未能完全反应。

3.1.6 玫瑰花蜡质皂化工艺条件的优化

玫瑰花蜡质皂化工艺条件的优化见表2。

表2 正交试验设计及结果Table 2The orthogonal experimental design and results

从正交试验结果看出，3个因素对皂化率影响的主次顺序是：皂化时间＞皂化温度＞KOH溶液用量，皂化反应的最优条件是A2B3C1，即皂化温度90℃，皂化时间4 h，KOH溶液用量为5.17 mL。

4结论

在单因素试验的基础上进行正交试验，得到新疆玫瑰花蜡质皂化的优化工艺参数是：皂化温度90℃，皂化时间4 h，KOH溶液的添加量为5.17 mL，皂化率为73.65%；影响玫瑰花腊质皂化率的各因素主次关系是：皂化时间＞皂化温度＞KOH溶液用量。

［1］冯作山，谢琼，余永婷，等.玫瑰花渣中抗氧化成分提取工艺研究［J］.食品工业科技，2007，28（8）：143-145

［2］杜鹃.玫瑰精油后产物的综合利用研究［D］.乌鲁木齐：新疆农业大学，2006

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［6］郭焰，董成虎，白羽嘉，等.玫瑰花蜡质提取工艺的研究［J］.保鲜与加工，2012（3）：34-37

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Study on the Saponification Technology of Rose Wax in Xinjiang

GUO Yan1，DOU Yi-ling1，BAI Yu-jia2，FENG Zuo-shan2，*
（1.Xinjiang Institute of Ling Industry Vocational and Technical，Urumqi 830021，Xinjiang，China；2.College of Food Scicnce and Medicine，Xinjiang Agricultural University，Urumqi 830052，Xinjiang，China）

The roses in Xinjiang was used as the raw material in this research.By orthogonal test study on the basis of single factor experiments，the effects of the catalysts，reaction medium，KOH dosage，reaction temperature，saponification time on rose wax saponification were studied.The results showed that，the affecting order of the factors of rose wax saponification was as follows：saponification time＞saponification temperature＞KOH dosage.The optimum conditions of rose wax saponification were：saponification temperature was 90℃，saponification time was 4 h，KOH dosage of 5.17 mL.

rose；wax；saponification technology

10.3969/j.issn.1005-6521.2015.09.022

2014-05-15

教育部“春晖计划”合作科研项目（Z2006-1-83001）

郭焰（1967—），女（回），高级实验师，硕士，主要从事食品加工原理及技术研究工作。

*通信作者：冯作山，教授，博士，主要从事农产品贮藏与加工研究工作。