侯朝祥 ，牛之瑞 ，李 宏 ，易 霞 ，杨 芳，冯 雷 ，田 浩* ，谷丽萍

(1. 云南省农业科学院农产品加工研究所, 云南 昆明 650223; 2. 云南省产品质量监督检验研究院，云南 昆明 650223; 3. 红河学院生命科学与技术学院，云南 红河 652399)

【研究意义】玫瑰花是一种兼具观赏及保健功能的食用花卉[1]。工业上，主要以玫瑰花为原料，采用水蒸气蒸馏法提取精油[2]。然而，在蒸馏过程中会产生水溶胶的液体部分，称为玫瑰花露，芳香类化合物在该溶胶部分中以液体或者悬浮颗粒形式存在[3]。玫瑰花露作为香料在化妆品行业、食品调味剂等方面有 广泛应用[4-5]。玫瑰花露具有抗氧化[6]、催眠[7]、抑制乳腺癌细胞增殖[8]等功效，有开发及应用价值。研究表明，玫瑰花精油有抗氧化和抑菌作用[9-10]，但是因玫瑰花露中精油含量一般低于0.1 %，导致其抗菌活性弱[11]。微生物对玫瑰花露的品质影响较大，其中酵母、霉菌以及产孢类微生物可以代谢玫瑰花露的香气成分使其变质，储藏条件不佳，会滋生微生物，导致玫瑰花露腐败变质。因此，为保证玫瑰花露的品质，需要严格控制其生产贮藏条件，或添加对二苯甲酸脂类抗菌物质。随着现代人对生活品质追求的不断提高，对零添加产品的追捧日益高涨，筛选合适的物理杀菌手段对于玫瑰花露产品品质控制至关重要。【前人研究进展】在非添加的传统灭菌方法中，温度过低，则灭菌效果不佳，仍然会引起产品的变质。但温度过高，又会导致香气成分挥发、气味改变，致使产品感官品质下降[12]。Hasan Baydar等将玫瑰花露分别用高温瞬时灭菌的巴氏杀菌法在90 ℃条件下处理15 s和紫外线(光强度为30.000 μJoule)照射处理，添加0.1 %苯甲酸钠和0.01 %苯氧乙醇。通过对比发现巴氏灭菌可有效减少玫瑰花露中的微生物，延长保质期[13]。崔妍等研究超高温瞬时灭菌(135 ℃，5 s)和非热超高压(UHP)灭菌(400 MPa，15 min)对玫瑰花露的影响，结果表明超高温瞬时灭菌虽可有效杀灭微生物，但是玫瑰花露中的香气成分损失严重，而采用非热处理的UHP灭菌，不但有效杀灭微生物，还能保留玫瑰花露的香气组分[12]。【本研究切入点】目前，商业上常用的非热灭菌方式主要采用过滤除菌，但UHP处理方式对玫瑰花露中微生物的杀灭以及挥发性成分的影响尚无研究。【拟解决的关键问题】选择尼龙滤膜(NY)、混合纤维素滤膜(MCE)以及UHP 3种非热灭菌处理方式，研究其对玫瑰花露的灭菌效果及其挥发性成分的影响，系统分析不同处理方式下，玫瑰花露的变化特征。为充分挖掘和利用非热加工技术在零添加风味性化妆品、食品等产品的开发及其为零添加玫瑰花露调配的相关产品的保质开发提供科学依据。

1 材料与方法

1.1 供试材料

供试材料大马士革玫瑰种植于云南省农业科学院嵩明现代农业科研实验基地。超高压灭菌设备(50 L，珠海世通超高压技术应用研究院有限公司)，气相色谱-质谱联用仪(GCMS-QP2010，日本岛津)，顶空进样器(AOC-5000，日本岛津)，RTX®-Wax毛细管色谱柱 (0.25 μm × 250 μm × 30 m，安捷伦)，NIST 27标准质谱库，蒸馏釜(Y-TN-200L，上海宇砚机械设备有限公司)，尼龙滤膜(0.22 μm，日本岛津)，混合纤维素滤膜(0.22 μm，日本岛津)

1.2 玫瑰纯露提取方法

玫瑰纯露制备方法参考余峰等[14]，略有改动。采集新鲜大马士革玫瑰花瓣20 kg置于200 L的蒸馏釜中，加入自来水60 L，馏出液冷却保持在60 ℃左右，蒸馏2 h，收集馏出液，得玫瑰纯露原液。

1.3 玫瑰花露灭菌处理方法

1.3.1 UHP灭菌 取玫瑰花露原液100 mL置100 mL的塑料瓶中，盖好瓶盖。放入UHP灭菌设备中，在室温(25 ℃左右)条件下，分别对其进行100、300、550 MPa的处理，处理时间5 min。在无菌条件下，将其装入已灭菌的玻璃瓶中，密封保存。

1.3.2 NY膜灭菌 在无菌条件下，取玫瑰花露原液100 mL，利用0.22 μm NY滤膜，在负压0.07 MPa的条件下过滤，将滤液装入已灭菌的玻璃瓶中，盖好瓶盖，密封保存。

1.3.3 MCE膜灭菌 在无菌条件下，取玫瑰花露原液100 mL，利用0.22 μm MCE滤膜，在负压0.07 MPa的条件下，过滤，将滤液装入已灭菌的玻璃瓶中，盖好瓶盖，密封保存。

1.4 灭菌前后玫瑰花露中微生物测定

分别取刚灭菌的玫瑰花露及4 ℃条件下储存6个月的玫瑰花露1 mL，用生理盐水进行10倍递增稀释，根据对样品污染状况的估计，选择3个适宜浓度的样品涂布于PCA平板计数表明，于37 ℃恒温培养箱内培养48 h，参照《食品微生物学检验 菌落总数测定》(GB4789.2-2016)与《食品微生物学检验霉菌和酵母计数》(GB4789.15-2016)的平板计数法对菌落总数与霉菌和酵母菌落数进行测定。

1.5 挥发性成分检测

1.5.1 顶空条件 分别准确量取NY膜、MCE膜、UHP灭菌处理的玫瑰花露和玫瑰花露原液8 mL置于顶空进样瓶中。顶空进样器条件：在60 ℃平衡40 min。取上层气体100 μl用于GC-MS分析。

1.5.2 色谱条件 进样口温度250 ℃，接口温度250 ℃，离子源温度230 ℃，柱流量1 mL/min；升温程序：初始温度50 ℃，保持3 min，以8 ℃/min 的速率升温至220 ℃，保持20 min。

2 结果与分析

2.1 不同灭菌方法对玫瑰花露中微生物的影响

从表1可见，玫瑰花露原液中含有较多的微生物，菌落总数达1.84×104CFU/mL、酵母总数达24 CFU/mL、霉菌总数达5 CFU/mL。经NY膜和MCE膜处理后的玫瑰花露中检测不到微生物。经UHP灭菌处理对微生物的致死效果也是显著的。100 MPa和300 MPa UHP灭菌处理的玫瑰花露中微生物的数量明显减少，分别为0.6×104和0.4×104CFU/mL，酵母总数和霉菌总数均 < 1 CFU/mL，550 MPa UHP灭菌处理的玫瑰花露中微生物菌落总数小于10，基本检测不到微生物。而且，在存放6个月后，微生物数量没有明显增加。说明UHP 550 MPa处理、微孔过滤对玫瑰花露均具有很好的灭菌效果。

表1 不同处理玫瑰花露中微生物菌落数

2.2 不同灭菌方法对玫瑰花露中挥发性香气的影响

从表2可见，3种方法处理的玫瑰花露挥发性成分大体相同，但各成分的含量却存在较大差异。在未处理原液中，检测出33种挥发性成分，含量较高的前4种挥发性成分依次为香茅醇(24.24 %)、香叶醇(18.74 %)、芳樟醇(13.97 %)、苯乙醇(12.14 %)。NY除菌处理的玫瑰花露共检测出30种挥发性物质，含量较高的前4种挥发性成分依次为香茅醇(19.62 %)、苯乙醇(15.48 %)、香叶醇(14.77 %)、芳樟醇(9.99 %)。MCE灭菌处理的玫瑰花露共检测出30种挥发性物质，含量较高的前4种挥发性成分依次为香茅醇(21.16 %)、苯乙醇(13.04 %)、香叶醇(14.47 %)、芳樟醇(12.47 %)。UHP(550MPa)处理玫瑰花露中共检测出35种挥发性物质，含量较高的4种依次为香茅醇(25.09 %)、香叶醇(15.76 %)、芳樟醇(12.22 %)、苯乙醇(10.76 %)。与未处理的原液相比，在过滤除菌过程中，(Z)-3,7-二甲基-2,6-辛二烯醛、甲基丁香酚和(R)-(+)-香茅酸3种挥发性成分未检测到。在UHP(550MPa)处理玫瑰花露中检测到(E)-2-庚烯醛和(E)-3,7-二甲基-2,6-辛二烯醛2种新的挥发性成分。

表2 不同处理玫瑰花露中挥发性香气成分相对百分含量

续表2 Cotninued table 2

图1 不同除菌方式对玫瑰花露中主要挥发性成分含量的影响Fig.1 The effect of different bactericidal treatment on the content of main aromatic components in rose water

2.3 超高压灭菌对玫瑰花露中成分的影响

从表3可见，UHP(550MPa)处理的玫瑰花露中醛类成分含量有明显提高，较对照样提高4.87 %。玫瑰花露醇类成分含量呈明显降低，较对照下降4.71 %。酸类成分也略有下降。

3 讨 论

膜过滤除菌法是用物理阻留的方法除去液体中的细菌，其除菌效果与膜孔径大小直接相关，理论上0.22 μm 的除菌过滤器可截留107CFU/cm2缺陷假单胞菌，除菌效率大于99.99 %[15]。而超高压处理会影响微生物细胞膜和微生物体内的酶与DNA，从而抑制微生物的生长[16-17]。一般情况，在恒定高压条件下，微生物的死亡符合一级反应动力学，压力的高低与菌体死亡速率呈线性正比例关系[18-19]。张微[20]等研究了UHP处理对菠萝汁品质的影响，结果表明，对照样品中菌落总数为1.26×104± 141 CFU/mL，当压力为300 MPa时菌落数为390 ± 14CFU/mL，当压力升高到550 MPa时，菌落总数 < 10 CFU/mL。在本研究，UHP和膜过滤的方法均为玫瑰花露的有效除菌方法。

表3 HPP处理前后玫瑰花露成分的比较

香茅醇、苯乙醇、香叶醇、芳樟醇是玫瑰花露主要香气成分。其中芳樟醇具有绿茶的清香、花香，苯乙醇具有清甜的玫瑰花香、蜂蜜味，而香叶醇和香茅醇具有甜玫瑰香气[21]。但研究中的玫瑰花露香气成分与以往文献报道不一致[2,22]，究其原因与玫瑰的品种、产地、种植方式、采摘时间以及玫瑰花露的制备工艺等有关[23]。从表2的结果看，不同的灭菌处理方法对玫瑰花露的香气成分有较大影响。NY除菌和MCE除菌，导致香茅醇、苯乙醇、香叶醇、芳樟醇等主要香气成分变化较大，且部分香气成分损失，可能是在膜吸附作用或者负压条件下，加速香气的挥发。而UHP处理的玫瑰花露的挥发性成分的种类与原液差别不大，主要香气成分变化较小，而且有(E)-2-庚烯醛和(E)-3,7-二甲基-2,6-辛二烯醛两个新的成分生成。崔妍等[12]研究UHP灭菌和热灭菌对玫瑰花露有效成分影响也发现有新物质生成，UHP(400 MPa，15 min)处理后的玫瑰花露产生了芳樟醇、乙酸香茅酯、橙花乙酸酯、左旋香茅醇、乙酸苯乙酯等化合物。从玫瑰花露成分的分析结果(表3)来看，其醇类物质含量下降，醛类物质含量增加。究其原因在550 MPa超高压力条件下，酯化反应逆反应的作用占据主导作用，醇氧化为醛的量大于醛氧化为酸的量。总酸含量略有下降，但变化不明显，说明氧化与酯化逆反应产生的酸的量与酯化反应消耗的酸的量基本相同。在酒陈化研究中也得到了相似的结论，王标诗[24]等人研究表明外界高压及压致升温所提供的能量加速了酯化反应。超高压加速了醇氧化为酸，同时也增强了醇类的缔合作用，降低醇类活度。醇氧化为醛后，进一步氧化成酸[25]。当外界压力低于300 MPa时，化合物分子排序紊乱，酯化反应缓慢，当外界压力超过300 MPa后，其逆反应作用占主导地位，化合物分子结构被高压破坏，致使总酯含量降低。因此，基于玫瑰花露挥发性成分及杀菌效果，UHP杀菌更适合作为玫瑰花露的杀菌。

4 结 论

采用NY、MCE和UHP对玫瑰花露进行灭菌处理。结果表明，此3种非热灭菌技术可以有效除去玫瑰花露中的微生物，达到灭菌的效果。UHP灭菌方法与过滤除菌方法相比，可以有效保存玫瑰花露的香气成分。通过对各成分分析，发现超高压可以促进玫瑰花露中醇类的氧化反应，促进醛类物质的生成。研究结果表明UHP灭菌工艺可有效杀灭玫瑰花露中微生物，促进香气成分的保留，具有较好的推广前景。