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处理玫瑰花渣的方法及其应用与流程

花匠小妙招
2025-11-24 16:09

1.本发明涉及玫瑰花渣处理领域，具体涉及用生物法处理玫瑰花渣的方法及其在制备日化品原料中的应用。

背景技术：

2.玫瑰(rosa rugosa thunb)，是蔷薇科蔷薇属多年生常绿或落叶性灌木。玫瑰花性味甘温,具有行气解郁、疏肝理气、和血散淤和收敛等多种医疗保健功效。亦为民间喜爱的可食性花卉。
3.目前玫瑰花最主要的用途是作为精油的提取原料。其精油具有优雅、柔和、细腻、甜香若蜜、芬芳四溢的玫瑰花香有“液体黄金”之美誉。玫瑰精油的提取一般都采用水蒸汽蒸馏的工艺，提取率约在0.25
‰‑
0.3
‰
，因而产生大量的玫瑰花渣。通过对玫瑰花渣化学成分和营养成分分析发现玫瑰花渣成分很丰富。
4.长期以来，副产物玫瑰花渣除一部分经自然风干做燃料，其余大部分都作为垃圾扔掉。发酵、霉变后的花渣产生难闻的气味，既浪费了资源又严重污染了环境。随着玫瑰产业的发展，如何对玫瑰精油的副产物进行合理综合利用，逐渐成为人们关注的热点。但目前对于玫瑰花的研究较为广泛，而对玫瑰花渣的研究相对比较少。cn111905012a公开了一种玫瑰花渣活性物质的制备方法：该制备方法以提取精油后的干燥玫瑰花渣为原料，经低浓度乙醇提取得到玫瑰花渣活性物质，具体制备方法如下：将经过干燥粉碎过筛的玫瑰花渣以一定比例和一定浓度乙醇混合，在一定温度下提取一段时间后，将提取液减压抽滤、冷冻干燥得到玫瑰花渣活性物质，采取低浓度乙醇提取制备工艺，提取得到的玫瑰花渣活性物质具有较强的清除羟自由基、清除abts自由基及清除dpph自由基的能力。上述文献虽然提出一种可以处理玫瑰花渣的方法，但是该方法存在处理工艺成本高、花渣处理不完全的缺点。因此，应该选用一种更为成本低、高效的提取方法。
5.基于上述情况，本发明提出了一种玫瑰花精油的提取方法，可有效解决以上问题。

技术实现要素：

6.本发明的目的是为了克服现有技术存在的环境污染、提取率低、浪费、工艺成本高的问题，提供一种处理玫瑰花渣的方法及其应用。
7.为了实现上述目的，本发明一方面提供了一种处理玫瑰花渣的方法，所述方法包括以下步骤组成：
8.(1)将玫瑰花渣与复合酶接触进行酶解，其中，所述复合酶含有纤维素酶、果胶酶和蛋白酶；
9.(2)往酶解产物中接种以玫瑰花渣为底物发酵的微生物进行发酵。
10.本发明第二方面提供了如上所述的方法在制备日化品原料中的应用。
11.本发明与现有技术相比，采用本发明方法处理玫瑰花渣可以减少对玫瑰花渣的浪费，获得的香气物质含量高且种类多，大大的提高了利用率，减少环境污染。且产物在高低
温环境下都很稳定，不易受外界环境干扰。此外，本发明的操作成本低廉且易于操作。
12.因此，通过上述技术方案，本发明以生物法实现了玫瑰花渣资源充分转化的有益技术效果。
具体实施方式
13.在本文中所披露的范围的端点和任何值都不限于该精确的范围或值，这些范围或值应当理解为包含接近这些范围或值的值。对于数值范围来说，各个范围的端点值之间、各个范围的端点值和单独的点值之间，以及单独的点值之间可以彼此组合而得到一个或多个新的数值范围，这些数值范围应被视为在本文中具体公开。
14.本发明提供了一种处理玫瑰花渣的方法，其特征在于，该方法包括：
15.(1)将玫瑰花渣与复合酶接触进行酶解，其中，所述复合酶含有纤维素酶、果胶酶和蛋白酶；
16.(2)往酶解产物中接种以玫瑰花渣为底物发酵的微生物进行发酵。
17.根据本发明，只要使用如前所述的复合酶即可有效提高玫瑰花渣的利用率，对所述复合酶的用量没有特别的要求，但优选地，相对每千克以干基计的玫瑰花渣，所述复合酶的用量为10000-1000000u。
18.根据本发明，对所述纤维素酶、果胶酶和蛋白酶没有特别的要求，可以为本领域常见的选择。所述纤维素酶为能够降解纤维素生成葡萄糖的酶，优选是复合纤维素酶(由外切β-葡聚糖酶、内切β-葡聚糖酶和β-葡萄糖苷酶组成)，例如购自诺维信的复合纤维素酶celluclast。所述果胶酶优选是果胶裂解酶(能够通过反式消去作用裂解果胶聚合体的酶，在c-4位置上断开糖苷键，同时从c-5处消去一个h原子从而产生一个不饱和产物)，例如购自诺维信的果胶裂解酶pectinex ultra color。所述蛋白酶能将大分子蛋白质水解为氨基酸等产物，优选是中性蛋白酶，例如购自诺维信的中性蛋白酶neutrals。
19.根据本发明，配合使用特定量的复合酶能够获得更优的处理效果，因此，根据本发明的一种优选实施方式，所述复合酶中，纤维素酶、果胶酶和蛋白酶的酶活力单位之间的比值为1：1-5：35-55，更优选为1:1.5-3.5：38-45。
20.本发明中，使用的术语“酶活力单位”反应的是酶含量的多少，指在特定条件下，1分钟内转化底物产生1微摩尔产物所需的酶量，称为一个酶活力单位(iu，又称u)。
21.其中，纤维素酶的酶活力单位的定义是：在25℃、ph7条件下，1分钟内水解纤维素产生1μmol的葡萄糖为一个酶活力单位。
22.果胶酶的酶活力单位的定义是：在25℃、ph7条件下，1分钟内水解果胶产生1μmol的半乳糖醛酸为一个酶活力单位。
23.蛋白酶的酶活力单位的定义是：在37℃、ph7条件下，1分钟内水解酪蛋白产生1μmol酪氨酸为一个酶活力单位。
24.根据本发明，对所述酶解的条件没有特别的限制，优选情况下，所述酶解的条件包括：温度为15-65℃，更优选为30-55℃。时间为1-6h，更优选为3-5小时。
25.根据本发明，对复合酶中各个酶的加入顺序没有特别的要求，但优选的，采用分阶段酶解的方式进行酶解，也即先将玫瑰花渣与纤维素酶和果胶酶接触进行第一阶段酶解，再将第一阶段酶解的产物与蛋白酶接触进行第二阶段酶解。第一阶段酶解与第二阶段酶解
的温度可以各自独立地为15-65℃，更优选为30-55℃。第一阶段酶解与第二阶段酶解的时间可以各自独立地为0.5-3h，更优选为1.5-2.5h。
26.根据本发明的优选实施方式，所述微生物以种子液的形式接种，相对于每千克的以干基计的玫瑰花渣，种子液的接种量为19-95ml，种子液中的活菌浓度为1
×
10
7-5
×
107/ml。
27.根据本发明，所述微生物可以为各种能够利用玫瑰花渣作为营养物质的微生物，但为了获得更高的利用率等效果，所述微生物优选为扣囊复膜孢酵母和酿酒酵母。
28.根据本发明，扣囊复膜孢酵母和酿酒酵母两种微生物的接种时活菌数比例可以为1:1、2:9、3:9，更优选为2:9-3:9。更优选地，所述扣囊复膜孢酵母为购自cicc的扣囊复膜孢酵母cicc 33312，所述酿酒酵母为购自cicc的酿酒酵母cicc 33319，两者配合使用，按特定的混合比例能够获得更优的处理效果。
29.根据本发明的优选实施方式，所述发酵的条件包括：温度为20-30℃，更优选为25-30℃。时间为3-15d，更优选为7-10d。
30.根据本发明的优选实施方式，所述方法还包括将发酵所得产物通过陶瓷膜过滤从而获得更便于作为日化品原料的产品，滤膜的孔径为0.05-1.4μm，更优选为0.1-0.22μm。为了延长陶瓷膜的使用寿命，所述方法还包括：在进行陶瓷膜过滤之前，先进行离心分离，再取上清液进行陶瓷膜过滤。离心分离的转速可以为2000-4000rpm，时间可以为2-5min。
31.根据本发明，所述玫瑰花渣可以为本领域常见的各种经提香处理后的固体废料，例如，获得方法可以包括：将玫瑰花瓣用水蒸气提香3-10h，剩余物即为本发明使用的玫瑰花渣。
32.根据本发明一种最优选的实施方式，所述方法包括以下步骤：
33.将玫瑰花瓣用水蒸气提香4-6h，将物料温度降低到48-52℃，加入纤维素酶(相对于每千克以干基计的玫瑰花渣，加入量为7800-10200u)和果胶酶(相对于每千克以干基计的玫瑰花渣，加入量为10136-32000u)，混合均匀后酶解1.8-2.2h，之后再加入中性蛋白酶酶解(相对于每千克以干基计的玫瑰花渣，加入量为336000-416000u)1.8-2.2h。自然降温至24-28℃后，接种扣囊复膜孢酵母和酿酒酵母(扣囊复膜孢酵母和酿酒酵母的活菌数比为1.8-2.2:9)，通过无菌空气混合均匀并在26-30℃下发酵8-12d，发酵产物先进行离心分离，再采用陶瓷膜系统过滤。得到的滤液可以作为日化品原料。采用该优选实施方式的方法能够更高效地处理玫瑰花渣，提高其利用率。
34.本发明还提供了一种如上所述的方法在制备日化品原料中的应用。
35.根据本发明，所得日化品原料为黄色到无色透明清晰液体，更优选为淡黄色透明清晰液体，有明显芬芳气味(植物青涩味基本消失)。
36.以下将通过实施例对本发明进行详细描述。以下实施例和对比例中：
37.纤维素酶是诺维信复合纤维素酶celluclast(酶的比活力为6000u/g)、果胶酶是诺维信果胶裂解酶pectinex ultra color(酶的比活力为5000u/g)和蛋白酶是诺维信中性蛋白酶neutrals(酶的比活力为70000u/g)，均购自诺维信；
38.所述扣囊复膜孢酵母为cicc 33312(a菌剂)，所述酿酒酵母为cicc33319(b菌剂)。
39.对比例1
40.玫瑰花瓣在1000l提取罐中进行水蒸气提香5h，得到副产物玫瑰花渣，将提取罐温
度降低到50℃，加入纤维素酶(相对于每千克以干基计的玫瑰花渣，加入量为1.5g)和果胶酶(相对于每千克以干基计的玫瑰花渣，加入量为3g)，之后向提取罐底部通入无菌高压空气(压缩机气体经过三级空气过滤器过滤)，混合均匀后酶解2h，之后再加入中性蛋白酶酶解(相对于每千克以干基计的玫瑰花渣，加入量为5g)2h。自然降温至24-28℃后将物料从底部物料口排出，用三足离心机进行离心(离心速度3000rpm，滤布目数300目，离心时间3min)。滤渣呈现深黄褐色，与玫瑰花渣相比固形物重量变化不大。滤渣基本无香味。滤液呈浅棕黄色，有淡淡玫瑰瓣苦涩花香，转移入不锈钢桶进行收集。在洁净车间采用0.1μm陶瓷膜系统过滤(出料管道提前用甲醛熏蒸处理，出料口通过单向传递口连接灌装线)，之后无菌滤液在灌装洁净车间进行无菌罐装，得到玫瑰花渣改性日化品原料1。
41.实施例1
42.同对比例1步骤，不同的是，自然降温后用蠕动泵按照相对于每千克的以干基计的玫瑰花渣，接种活菌数为2.85
×
109的a、b菌剂(活菌数比为1:0)，通过无菌空气混合均匀后，将物料从底部物料口排出，转移入100l塑料桶内存放(桶口用8层纱布封口)并在28℃下发酵10d，发酵产物离心，收集，过滤，获得玫瑰花渣改性日化品原料2。滤渣呈现深黄褐色，与玫瑰花渣相比固形物显著减少。滤液呈棕黄色，有较为明显的花香味。
43.实施例2
44.同实施例1步骤，不同的是，a、b菌剂活菌数比为0:1，获得玫瑰花渣改性日化品原料3。滤渣呈现深黄褐色，与玫瑰花渣相比固形物有较大减少。滤液呈棕黄色，有酵母特殊的酸香气味和很明显的花香味。
45.实施例3
46.同实施例1步骤，不同的是，a、b菌剂活菌数比为1:1，获得玫瑰花渣改性日化品原料4。滤渣呈现深黄褐色，与玫瑰花渣相比固形物显著减少。滤液呈棕黄色，有很明显的花香味。
47.实施例4
48.同实施例1步骤，不同的是，a、b菌剂活菌数比为2:9，获得玫瑰花渣改性日化品原料5。滤渣呈现深黄褐色，与玫瑰花渣相比固形物显著减少。滤液呈棕黄色，气味芬芳。
49.实施例5
50.同实施例1步骤，不同的是，a、b菌剂活菌数比为3:9，获得玫瑰花渣改性日化品原料6。滤渣呈现深黄褐色，与玫瑰花渣相比固形物显著减少。滤液呈棕黄色，有显著花蜜样芬芳气味。
51.测试例1
52.将实施例和对比例得到的玫瑰花渣改性日化品原料进行成分、稳定性等实验，结果见表1、表2和表3，具体测试方法如下：
53.固形物测定方法：将发酵样取50g，采用分析型滤纸在布氏漏斗进行抽滤，之后用去50ml
×
3次离子水冲洗和抽滤。抽滤之后的滤纸片在75℃烘箱中烘干(24h)至恒重后并称量。对照样采用同样方法处理。之后比较固型物量的变化(要扣除滤纸重量)(结果见表1)。
54.密度、折射率、凝点分别按照香料-相对密度的测定(gb/t 11540-2008，iso 279：1998，mod)、香料-折光指数的测定(gb/t 1154.4-2008，iso 280：1998，mod)、精油-冻点的测定(iso 1041)方法测得(结果见表2)。
55.玫瑰花渣改性日化品原料ph采用赛默飞ph计，按操作规程进行校准和测量(结果见表2)。
56.玫瑰花渣改性日化品原料香气物质分析采用气相色谱-质谱联用仪(gc-ms美国agilent)进行。石英毛细管柱连接质谱；载气流速1.0ml/min，压力8.86psi；进样量1μl，分流比6:1；进样口温度255℃。离子源为ei，离子源温度230℃；四极杆温度160℃；质量扫描范围m/z 0～600。色谱峰质谱数据从工作站导出，在nist标准质谱库中进行相似检索，比较各组分及其对应纯品的色谱，通过对比保留时间确认解析结果。根据各峰面积计算相对含量，进样量的准备性和操作条件的变动对测定结果影响不大。分母是所有检测出的成份的峰面积之和为m1+m2+...+mn。单个物质的相对含量为：该物质峰的面积mi除以所有检测出的成份的峰面积之和，再乘以100％(结果见表3)。相对含量采用归一法进行计算，公式如下：
[0057][0058]
玫瑰花渣改性日化品原料稳定性加速试验参照精油原料产品稳定性标准gbt 29990-2013进行。主要方式通过观察，按以下高温稳定性试验和低温稳定性试验方法进行(结果见表2)：
[0059]
高温稳定性试验：将试样置于预先调节至(40
±
1)℃的恒温培养箱内，经24h后取出，待恢复室温后观察其外观与试验前无明显差异。
[0060]
低温稳定性试验：将试样置于预先调节至(-8
±
2)℃的冰箱内，经24h后取出，待恢复室温后观察其外观与试验前无明显差异。
[0061]
表1
[0062][0063]
表2
[0064][0065][0066]
表3
[0067]
化合物名称保留时间cas号对比例1实施例1实施例2实施例3实施例4实施例53,6,6-三甲基-2-降蒎烯3.894889-83-2/0.770.890.820.90.79芳樟醇6.778-70-612.83.984.023.864.113.93苯乙醇7.1160-12-8/0.160.180.20.360.28松油醇/对孟-1-烯-8-醇8.3998-55-5/0.440.38/0.760.71香茅醇/香草醇9.14106-22-923.435.2135.0232.3835.534.19顺式香叶醇/橙花醇9.55106-25-28.9816.216.1815.6816.2316.22丁香酚10.96501-19-9/0.680.891.261.151.02巴豆酸香茅酯11.0568039-38-3/0.930.940.910.950.8乙酸香叶酯11.4316409-44-2/0.940.80.820.850.74甲基丁香酚11.5793-15-2/0.69/0.890.970.88十七烷15.72629-78-7/2.472.122.22.532.33金合欢醇15.77106-28-5/2.012.322.552.542.49十九烷17.5631035-07-113.583.964.214.584.244.05正二十一烷17.86629-94-732.1214.8614.2515.5815.1414.89正二十烷18.81112-95-8/1.341.281.381.371.33二十一烷19.76629-94-76.35.895.945.886.115.93二十四烷21.5646-31-1//1.11.41.31.2
[0068]
通过表2和表3可以看出，本发明以生物法实现了玫瑰花渣资源充分转化的有益技术效果。特别地，实施例4包含的香气物质更多，因此在a、b菌剂按照特定比例配合使用时效果是最优的。
[0069]
以上详细描述了本发明的优选实施方式，但是，本发明并不限于此。在本发明的技术构思范围内，可以对本发明的技术方案进行多种简单变型，包括各个技术特征以任何其
它的合适方式进行组合，这些简单变型和组合同样应当视为本发明所公开的内容，均属于本发明的保护范围。