蔡麗琴 李菲 勞立峰 陳夢(mèng)婷 付飛飛

摘 ? 要 ? 確定幾種植物精油的最佳提取工藝，檢測(cè)植物精油抑菌效果，為精油的開(kāi)發(fā)利用提供參考。以水蒸氣蒸餾法提取精油，分析烘干時(shí)間、烘干溫度、料液比對(duì)甜橙精油提取率的影響，分析料液比、烘干溫度、蒸餾溫度對(duì)香樟精油提取率的影響;檢測(cè)精油的抑菌效果、保鮮效果。初步結(jié)論：甜橙精油最佳提取工藝為烘干時(shí)間3 h、烘干溫度70 ℃、料液比1∶7，提取率可達(dá)5.08%;香樟精油最佳提取工藝為烘干時(shí)間150 min、蒸餾溫度90 ℃、料液比1∶5，提取率可達(dá)0.60%;薄荷精油和香樟精油對(duì)細(xì)菌有抑制作用，甜橙精油和大蒜精油對(duì)真菌與細(xì)菌均有抑制作用，大蒜精油抑菌效果最佳;精油對(duì)果蔬具有保鮮效果;精油空氣清新劑殺菌效果依次為甜橙>薄荷>香樟。

關(guān)鍵詞 ? 植物精油;提取工藝;抑菌效果

中圖分類號(hào)：Q946.85 ? ?文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A ? ?DOI：10.19415/j.cnki.1673-890x.2019.16.004

精油又稱揮發(fā)油，是從芳香植物或藥用植物的根、莖、葉、花、果中提取的具有揮發(fā)性的油狀液體，有“液體黃金”之稱，主要由萜烯類及其衍化物、芳香族化合物、脂肪族化合物和含氮、含硫化合物等構(gòu)成[1]。植物精油具有特殊的香味，來(lái)源廣泛，并有很好的環(huán)境兼容性，對(duì)病原菌有明顯的抑制作用[2]，且由于其組成成分復(fù)雜，使病原菌較難產(chǎn)生抗性。植物精油因其具有高生物活性及獨(dú)特的作用機(jī)理，在水果、蔬菜和水產(chǎn)品保鮮上具有廣泛的應(yīng)用前景[3-4]。精油具有抗腫瘤、降血壓、安神等功效[5-7]，在醫(yī)藥、食品、環(huán)境保護(hù)等領(lǐng)域有著廣闊的應(yīng)用和開(kāi)發(fā)空間。本文主要對(duì)水蒸氣蒸餾法提取植物精油進(jìn)行工藝條件優(yōu)化，并對(duì)植物精油的抑菌作用進(jìn)行探究，為其應(yīng)用于工業(yè)領(lǐng)域提供參考。

1 材料與方法

1.1 材料與儀器

1.1.1 材料

甜橙、香樟、薄荷、大蒜、大腸桿菌、金黃色葡萄球菌、黑曲霉、青霉、牛肉膏蛋白胨培養(yǎng)基、馬鈴薯葡萄糖培養(yǎng)基、β-環(huán)糊精、無(wú)水乙醇。

1.1.2 儀器

水蒸氣蒸餾裝置、分液漏斗、恒溫干燥箱、粉碎機(jī)、電子天平、油浴鍋、恒溫培養(yǎng)箱、滅菌鍋、海爾電冰箱、傅里葉紅外光譜儀、電磁攪拌器。

1.2 試驗(yàn)方法

1.2.1 甜橙精油提取工藝優(yōu)化

1.2.1.1 精油提取

將甜橙皮置于恒溫干燥箱內(nèi)烘干并粉碎，稱取100 g已處理好的甜橙皮，置于1 000 mL蒸餾燒瓶中加定量水，進(jìn)行水蒸氣蒸餾，得到上層油狀液體為甜橙精油，計(jì)算精油提取率。

1.2.1.2 正交試驗(yàn)條件優(yōu)化

以精油提取率為指標(biāo)，考慮料液比、原料烘干時(shí)間、原料烘干溫度3個(gè)因素之間的交互作用，取3個(gè)水平，設(shè)計(jì)L9（34）正交試驗(yàn)，正交試驗(yàn)因素水平見(jiàn)表1。

1.2.2 香樟精油提取工藝優(yōu)化

1.2.2.1精油提取

將香樟葉置于恒溫干燥箱內(nèi)烘干并粉碎，稱取100 g已處理好的香樟葉，置于1 000 mL蒸餾燒瓶中加定量水，進(jìn)行水蒸氣蒸餾，得到上層油狀液體為香樟精油，計(jì)算精油提取率。

1.2.2.2正交試驗(yàn)條件優(yōu)化

精油提取率為指標(biāo)，考慮料液比、原料烘干時(shí)間、蒸餾溫度3個(gè)因素之間的交互作用，取3個(gè)水平，設(shè)計(jì)L9（34）正交試驗(yàn)，正交試驗(yàn)因素水平見(jiàn)表2。

1.2.3 薄荷精油提取

將干薄荷置于粉碎機(jī)中粉碎成粉末狀，稱取100 g已處理好的干薄荷，置于1 000 mL蒸餾燒瓶中加700 mL水，150 ℃進(jìn)行水蒸氣蒸餾，得到上層油狀液體為薄荷精油，計(jì)算精油提取率[8]。

1.2.4 大蒜精油提取

將大蒜去皮分選，加水用粉碎機(jī)粉碎，稱取200 g已處理好的大蒜，置于1 000 mL蒸餾燒瓶中，加入500 mL水，150 ℃進(jìn)行水蒸氣蒸餾，得到下層油狀液體為大蒜精油，計(jì)算精油提取率。

1.2.5 精油成分分析——紅外光譜分析檢測(cè)

毛細(xì)管沾取少量樣品于溴化鉀壓片上，將壓片置于光譜儀內(nèi)檢測(cè)。傅里葉紅外光譜儀條件：衰減全反射ATR附件，掃描波數(shù)范圍4 000～600 cm-1，掃描次數(shù)32次，分辨率2 cm-1。

1.2.6 精油抑菌活性研究

1.2.6.1土壤中分離純化青霉菌與曲霉菌

取土壤樣品1 g于9 mL滅菌水中振蕩15 min，形成土壤懸濁液。取1 mL土壤懸濁液加入裝有9 mL滅菌水試管中振蕩形成10-2濃度土壤稀釋樣液，如此依次將土壤樣品稀釋。將濃度為10-3、10-4、10-5的稀釋樣品分別涂布平板，28 ℃培養(yǎng)2 d。觀察霉菌生長(zhǎng)情況，選取單個(gè)菌落較多的平板，從有目標(biāo)菌種形態(tài)的菌落上挑取一環(huán)進(jìn)行劃線培養(yǎng)，培養(yǎng)2 d。重復(fù)該步驟至得到純種。鑒定菌種并保存。

1.2.6.2抑菌效果測(cè)定

取0.2 mL菌懸液到相應(yīng)的培養(yǎng)皿表面，涂布均勻，制成帶菌培養(yǎng)基。將直徑為6 mm的無(wú)菌濾紙片在植物精油中浸透，瀝干，平鋪在培養(yǎng)皿上，每皿2片，于恒溫箱內(nèi)培養(yǎng)24 h[9-11]。

1.2.7 精油對(duì)果蔬的保鮮效果研究

配制甜橙、香樟、薄荷、大蒜精油體積分?jǐn)?shù)為0、0.5%、1%、1.5%、2%的溶液，將小番茄、香菇、橘子、蘋(píng)果分為18組（對(duì)照組2組），每組每試驗(yàn)對(duì)象3個(gè)。將所有組置于相同環(huán)境中，每天噴灑不同體積分?jǐn)?shù)的精油稀釋液，觀察外觀及腐爛情況，記錄試驗(yàn)結(jié)果。

1.2.8 精油空氣清新劑研制

1.2.8.1精油空氣清新劑制作

稱取1.2 g β-環(huán)糊精于平底燒瓶中，加入100 mL蒸餾水，磁力攪拌溶解10 min，逐滴加入精油，繼續(xù)攪拌12 h，制成過(guò)飽和乳化液，加入乙醇，使乙醇體積分?jǐn)?shù)為20%，密封制成噴霧劑[12-13]。通過(guò)改變精油種類和加入量，分別制得0.5%、1.0%、1.5%精油空氣清新劑。

1.2.8.2抑菌效果測(cè)定

取10個(gè)培養(yǎng)皿，做好標(biāo)記，倒平板。利用5點(diǎn)采樣法，于20 m3房間暴露10 min。精油空氣清新劑均勻噴灑在房間中，噴霧后計(jì)時(shí)，關(guān)閉門(mén)窗熏氣30 min;另取5個(gè)培養(yǎng)皿于相同位置，暴露10 min，全部平板37 ℃倒置培養(yǎng)24 h。觀察噴灑精油空氣清新劑前后空氣中細(xì)菌菌落數(shù)的差異，并記錄，計(jì)算殺菌率。以20%乙醇溶液為空白對(duì)照組，每種精油每種濃度平行做3次試驗(yàn)，計(jì)算不同精油不同濃度下平均殺菌率：殺菌率=（消毒前細(xì)菌數(shù)-消毒后細(xì)菌數(shù)）/消毒后細(xì)菌數(shù)×100%。

1.2.8.3感官評(píng)價(jià)

選擇10名志愿者，男女各半，分2組，分別對(duì)各種精油空氣清新劑的氣味、使用情況、混濁度和是否分層等指標(biāo)進(jìn)行綜合評(píng)定，以10分為滿分。

2 結(jié)果與分析

2.1 甜橙精油提取工藝優(yōu)化

水蒸氣蒸餾提取甜橙精油正交試驗(yàn)結(jié)果見(jiàn)表3。據(jù)表可知，以提取率為指標(biāo)，所選的3個(gè)因素的影響次序?yàn)椋毫弦罕?原料烘干溫度>原料烘干時(shí)間。最佳優(yōu)化工藝條件為A3B3C2，即烘干時(shí)間3 h、烘干溫度70 ℃、料液比1∶7條件下，提取率達(dá)到最高。

2.2 香樟精油提取工藝優(yōu)化

水蒸氣蒸餾提取香樟精油正交試驗(yàn)結(jié)果見(jiàn)表4。據(jù)表可知，以提取率為指標(biāo)，所選的3個(gè)因素的影響次序?yàn)椋赫麴s溫度>料液比>原料烘干時(shí)間。最佳優(yōu)化工藝條件為A1B3C3，即料液比1∶5、烘干時(shí)間150 min、蒸餾溫度90 ℃條件下，提取率達(dá)到最高。

2.3 精油成分分析

利用儀器所配的譜庫(kù)進(jìn)行自動(dòng)檢索并采用人工核對(duì)和補(bǔ)充檢索，確定精油化學(xué)成分。由圖1檢索得知，甜橙精油為脂肪族化合物類，主要成分為d-苧烯、檸檬烯、甲基環(huán)戊烷、脂肪族醚;由圖2檢索得知，香樟精油為單萜衍生物類，主要成分為2-茨醇（即龍腦）、α-松油醇、1，8-桉葉素;由圖3檢索得知，薄荷精油為單萜衍生物類，主要成分為薄荷醇、芳樟醇、1，8-桉葉素、薄荷酮;由圖4檢索得知，大蒜精油為含氮含硫類化合物，主要成分為二烯丙基三硫醚即大蒜素、1，2-二硫雜環(huán)戊烷。

2.4 精油的抑菌作用

由表5知，甜橙精油對(duì)青霉菌為高度敏感，對(duì)大腸桿菌和金黃色葡萄球菌為不敏感;香樟精油對(duì)大腸桿菌為極敏感，對(duì)金黃色葡萄球菌為高度敏感，對(duì)黑曲霉與青霉菌為不敏感;薄荷精油對(duì)大腸桿菌和金黃色葡萄球菌為低度敏感，對(duì)黑曲霉與青霉菌為不敏感;大蒜精油對(duì)青霉菌為高度敏感，對(duì)大腸桿菌、金黃色葡萄球菌和黑曲霉為中度敏感。

2.5 精油應(yīng)用研究結(jié)果

2.5.1 應(yīng)用于果蔬保鮮

四種植物精油對(duì)果蔬具有一定的保鮮效果。對(duì)橘子保鮮效果最好的是甜橙精油，由圖5可知，1%甜橙精油保鮮效果最好;對(duì)小番茄保鮮效果最好的是香樟精油，由圖6可知，1%香樟精油保鮮效果最好;對(duì)香菇保鮮效果最好的是大蒜精油，由圖7可知，1%大蒜精油保鮮效果最好;對(duì)蘋(píng)果保鮮效果最好的是薄荷精油，由圖8可知，1%薄荷精油保鮮效果最好。

2.5.2 應(yīng)用于空氣清新劑研制

由表6可知，0.5%甜橙精油空氣清新劑殺菌效果最好，1.5%香樟精油次之。甜橙精油空氣清新劑的殺菌率與精油濃度呈反相關(guān)關(guān)系，香樟、薄荷精油空氣清新劑的殺菌率與精油濃度呈正相關(guān)關(guān)系。薄荷精油的最佳殺菌濃度為1.5%。

由表7可知，甜橙精油空氣清新劑感官評(píng)分總體較高;香樟精油空氣清新劑得分普遍較低，濃度過(guò)大感官分降低;三種精油空氣清新劑皆以濃度為0.5%得分最高。

3 初步結(jié)論

1）甜橙精油最佳提取工藝為烘干時(shí)間3 h、烘干溫度70 ℃、料液比1∶7，提取率可達(dá)5.08%;香樟精油最佳提取工藝為烘干時(shí)間150 min、蒸餾溫度90 ℃、料液比1∶5，提取率可達(dá)0.60%。2）薄荷精油和香樟精油對(duì)細(xì)菌有抑制作用;甜橙精油對(duì)真菌的抑制效果較細(xì)菌好;大蒜精油對(duì)真菌與細(xì)菌均有抑制作用。3）精油對(duì)果蔬具有保鮮效果。4）精油空氣清新劑殺菌效果平均依次為甜橙>薄荷>香樟，殺菌效果明顯;殺菌率最高的精油空氣清新劑濃度是：0.5%甜橙（殺菌率45.24%），1.5%香樟（44.53%），1.5%薄荷（31.57%）。

參考文獻(xiàn)：

[1] 林江波，王偉英，鄒暉，等.植物精油提取方法及鐵皮石斛精油研究進(jìn)展[J].福建農(nóng)業(yè)科技，2018（7）：17-19.

[2] 王書(shū)平，吳濤，陸玉建.幾種芳香植物精油的抑菌活性研究[J].安徽農(nóng)學(xué)通報(bào)，2018，24（2）：20-24.

[3] 孟玉霞，崔惠敬，趙前程，等.植物精油在水產(chǎn)品保鮮中的研究進(jìn)展[J].2017，38（15）：288-293.

[4] 葛永紅，李燦嬰，呂靜神，等.植物精油在果蔬采后病害控制中的研究進(jìn)展[J].食品工業(yè)科技，2017，38（2）：370-373.

[5] 哈斯畢力格，阿拉騰其木格，敖登其木格.姜黃揮發(fā)油有效成分提取分離及其抗腫瘤活性[J].醫(yī)藥導(dǎo)報(bào)，2016，35（S）：4-5.

[6] 陳漢民，許劍華，張淑芝，等.佛手精油研究進(jìn)展[J].農(nóng)產(chǎn)品加工，2017（7）：60-70，74.

[7] 胡明，權(quán)美平.羅勒精油功效研究進(jìn)展[J].保鮮與加工，2017，17（6）：122-125.

[8] 于清躍，朱新寶.薄荷種植與薄荷精油提取研究進(jìn)展[J].安徽農(nóng)業(yè)科學(xué)，2012，40（13）：7911-7913.

[9] 秦海燕，劉如沁，黃愛(ài)玲，等.香樟精油的體外抑菌活性[J].科技創(chuàng)新與應(yīng)用，2014（24）：48.

[10] 米熱古麗·伊馬木，余雄，阿依古麗，等.三種植物精油抑菌效果的研究[J].新疆農(nóng)業(yè)科學(xué)，2011，48（6）：

1044-1048.

[11] 吳慧清，吳清平，石立三，等.植物精油對(duì)微生物的抑菌效果評(píng)估研究[J].食品科學(xué)，2008，29（12）：83-86.

[12] 吳慧清，吳清平，石立三，等.植物精油型空氣殺菌清新劑的研制及效果評(píng)價(jià)[J].食品科學(xué)，2008，29（11）：161-164.

[13] 孫延芳，梁宗鎖，劉新桐，等.一種新型白蒿精油空氣清新劑的研制[J].應(yīng)用化工，2011，40（11）：1861-1863.

（責(zé)任編輯：丁志祥）