一种具有杀螨除菌消炎止痒功效的植物精油及其制备方法与应用

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1.本发明属于植物提取精油领域，具体涉及一种具有杀螨除菌消炎止痒功效的植物精油及其制备方法与应用。


背景技术：

2.艾草(artemisia argyi levl.et van)，为菊科蒿属植物，多年生草本或略成半灌木状，植株有浓烈香气，全草可入药，被誉为百草之首、中医之草、神草。其主要成分含有挥发油、单宁、黄酮、多糖及其他有机成分等，具有抗菌、止痛、止血、祛湿、平喘、止咳、补肾健脾、益气培元、养血安胎、增强免疫功能等多种功效。目前，以艾草为原料的制品多达上千种，在药用、灸用、食用及日用等产品市场具有广泛的应用，产业发展潜力巨大。
3.艾草精油具有较高的药用价值，有平喘、镇咳、抗菌、抗氧化、抗过敏、驱杀蚊虫的功效。艾叶精油成分复杂，且因品种不同、产地不同、采摘时间不同、提取方法不同，所得艾草精油主要化学成分种类及相对含量存在一定差异。目前已检测到的精油成分主要有桉油精、龙脑、松油醇、樟脑、侧柏酮、氧化石竹烯、蒎烯、莰烯等单萜类、倍半萜类及其衍生物等。
4.目前艾叶挥发油研究较多的提取工艺有水蒸气蒸馏法、传统溶剂提取法和超临界co2萃取法等。其中以水蒸气蒸馏法应用较多，该方法加工温度高，加热时间长，导致挥发油中一些低沸点挥发性精油组分的流失严重，热敏性的生物活性组分严重变性，产品味道变异，保健及药用功能减退；超临界co2萃取法设备属高压设备，投资很大，运行成本很高，且产量很小，导致提取的精油产品成本过高，市场无法接受；传统溶剂提取法一般采用己烷浸出，然后用乙醇分提，溶剂沸点高，脱除溶剂需要高温加热，加之多次溶剂处理与脱除，精油热变性严重、低沸点组份基本损失掉，产品质量低。
5.因此，研究发展新型高效、经济便利地制备艾叶挥发油的提取方法具有非常重要产业化研究意义。此外，基于艾草精油传统药理功能，开发抗菌、消炎、除螨等功能产品直接服务于国民大健康产业与日化行业，也将产生明显的经济效益。本发明专利将基于上述优势，系统地开发艾草精油的绿色制备工艺与功能应用开发研究。


技术实现要素：

6.针对现有技术中的问题，本发明的目的是提供一种亚临界萃取和分子蒸馏联用制备艾叶精油的制备方法，同时基于提取的精油进行了抗菌、除螨等产品的应用开发。
7.本发明的具有杀螨除菌消炎止痒功效的植物精油，其制备方法包括以下步骤：
8.a、亚临界萃取：将干燥艾叶粉碎成粉，用乙烷、丙烷、丁烷、异丁烷、二甲醚或乙醚中的一种作为溶剂进行萃取，原料与溶剂的质量体积比g:ml为1:5～1:10，萃取温度为30～55℃，萃取压力0.6～0.8mpa，提取0.5～1.5小时，萃取结束后，将携带艾草精油的溶剂进行减压蒸馏，蒸发过程中控制温度30～50℃，待溶剂完全回收后，获得提取的粗艾草精油；
9.b、分子蒸馏：将粗艾草精油进行短程分子蒸馏，蒸馏温度50～120℃、真空度40～
80mbar、流速0.25～0.5ml/分钟、刮膜转速60～300r/分钟，冷却温度-10～0℃，轻组分即为艾草精油。
10.优选，所述的艾叶是当年干燥艾叶或三年陈艾。
11.优选，所述的粉碎成粉是粉碎成20～40目粗粉。
12.优选，所述的萃取，是萃取1～5次。
13.优选，所述的萃取温度为40～50℃。
14.优选，所述的蒸馏温度为45～50℃，以保证艾叶精油活性的稳定而不被降解或者氧化。
15.制备的艾叶精油颜色浅黄、气味芳香、性质稳定、易溶于油脂，室温久置一个月无颜色变化或质变，活性成分为桉叶素、石竹烯氧化物、龙脑等。艾叶精油具有抗菌、消炎、除螨等药理功能；能够快速溶于脂溶性媒介，适合各类化妆品、日化产品等中添加。
16.本发明还提供了上述艾叶精油在制备抗菌药物、杀螨药物或化妆品中的应用。
17.优选，所述的抗菌药物是抗金黄色葡萄球菌、耐甲氧西林金黄色葡萄球菌、蜡状芽孢杆菌、枯草芽孢杆菌、苏云金杆菌或大肠杆菌的药物。
18.优选，所述的杀螨药物是杀dermatophagoides farinae的药物。
19.本发明的艾叶精油的制备方法具有以下优点：
20.(1)本发明工艺路线段，对原料利用充分，产品应用广泛；
21.(2)萃取得率高，无溶剂残留，适合大规模生产。
22.本发明制备的艾草精油，具有以下生物活性特点：
23.(1)本发明制备的艾草精油在10mg/ml浓度时具有明显的抗革兰氏阳性菌活性，并在40mg/ml浓度时具有明显的抗革兰氏阴性菌(大肠杆菌)活性；
24.(2)本发明制备的艾草精油在稀释100倍时能够杀死96％以上的螨虫。
25.本发明的优势之处在于在室温下或者低温下提取保证了艾草精油活性成分的原始结构不被降解或者氧化等，制备的精油颜色浅黄、气味芳香、性质稳定、易溶于油脂。制备的艾草精油质量可控，香气纯正，具有抗菌、消炎、美白等药理功能。此外，制备的工艺路线操作方便，产品能广泛应用于化妆品以及日化产品中添加。
具体实施方式
26.以下实施例为本发明的一些举例，不应看作是对本发明的限定。
27.实施例1
28.将当年干燥艾叶和三年陈艾分别各取5公斤，粉碎成40目粗粉，得到萃取原料，收率约为97％。取粗粉3公斤，放入反应釜，将丙烷注入萃取釜与艾叶粗粉原料混合，原料与液态溶剂的质量体积比g:ml为1:8，萃取温度为40℃，萃取压力0.8mpa，提取1.5小时，提取次数3次。萃取结束后，将携带艾草精油的溶剂输送到分离釜内，进行减压蒸馏，蒸发过程中控制温度45℃，待溶剂完全回收后，从分离釜底部放出所提取的粗艾草精油。合并多次萃取的粗艾草精油，得率分别为3.45％、2.98％。将粗艾草精油进行短程分子蒸馏，蒸馏温度50～120℃、真空度50mbar、流速约0.3ml/分钟、刮膜转速200r/分钟，冷却温度-10℃，轻组分即为艾草精油，收率分别为56.5％(1.95％相对原料)和36.2％(1.08％相对原料)。
29.实施例2
30.将当年干燥艾叶和三年陈艾分别各取5公斤，粉碎成40目粗粉，得到萃取原料，收率约为97％。取粗粉3公斤，放入反应釜，将丁烷注入萃取釜与艾叶粗粉原料混合，原料与液态溶剂的质量体积比g:ml为1:8，萃取温度为50℃，萃取压力0.6mpa，提取1.0小时，提取次数3次。萃取结束后，将携带艾草精油的溶剂输送到分离釜内，进行减压蒸馏，蒸发过程中控制温度50℃，待溶剂完全回收后，从分离釜底部放出所提取的粗艾草精油。合并多次萃取的粗艾草精油，得率分别为3.90％和3.25％。将粗艾草精油进行短程分子蒸馏，蒸馏温度50～120℃、真空度50mbar、流速0.3ml/分钟、刮膜转速200r/分钟，冷却温度
–
10℃，轻组分即为艾草精油，收率为分别为59.3％(2.31％相对原料)和41.7％(1.36％相对原料)。
31.实施例3
32.气相色谱仪器型号为7890a-5977b气相色谱-质谱联用仪(美国安捷伦公司)，db-5ms毛细管柱，载气为氮气，流速为1ml/min，进样量为1μl，不分流进样，进样口温度270℃，程序升温为50℃～270℃：初始温度50℃，保持1min；以5℃/min升至180℃，保持2min；以10℃/min升至270℃，保6min。质谱接口温度270℃，电离方式为ei源，电子能源70e v，离子源温度250℃。
33.按上述gc-ms条件对实施例1中的当年干燥艾草精油挥发油进行分析，得其总离子流图。对总离子流图的各峰经质谱扫描后得到质谱图。从实施例1中的当年干燥艾草精油中共鉴定了20个化学成分，并采用峰面积归一定量法计算各组分在挥发油中的相对百分含量，结果见表1。
34.表1实施例1中的干燥艾草精油的gc-ms分析结果
[0035][0036][0037]
实施例4：化合物的抗菌活性评价
[0038]
本实施例将采用刃天青显色法测定样品抗菌活性的最低抑菌浓度(mic)。供实验菌株为methicillin-resistant staphylococcus aureus(mrsa，耐甲氧西林金黄色葡萄球菌)、staphylococcus aureus(sa，金黄色葡萄球菌)、bacillus cereus(bc，蜡状芽孢杆菌)、b.subtilis(bs，枯草芽孢杆菌)、b.thuringiensis(bt，苏云金杆菌)或escherichia coli(ec，大肠杆菌)等革兰氏阳性菌或阴性菌。
[0039]
试验中将使用96孔板稀释滴度技术，同时测定多种物质的最低抑菌浓度(mic)。首先将7.5ml的指示剂溶液(100μg/ml的刃天青水溶液)与5ml的待测菌溶液(108cfu/ml)混匀，并向第1至第8列的所有测试孔中各加入100μl混合菌液。然后将100μl待测实施例1中的
当年干燥艾草精油水溶液(320mg/ml，用前充分混匀)依次加入到第一列的各个板孔中，均匀混合后取出100μl的溶液转移到第二列相应的板孔中，并用同样的方法倍增稀释到第8列。最后，将加好样品的孔板放入到恒温培养箱，35℃培养8h。菌液变红色为无抑菌活性，蓝色为有抑菌活性，菌液维持蓝色的最低稀释浓度被认为是待测化合物的最低抑菌浓度。每个试样作3个平行样份，并且使用万古霉素作为阳性对照药物。
[0040]
结果表明(表2)：实施例1中的干燥艾草精油对于革兰氏阳性菌具有明显的抗菌活性，在10mg/ml时，几乎对methicillin-resistant staphylococcus aureus(mrsa，耐甲氧西林金黄色葡萄球菌)、staphylococcus aureus(sa，金黄色葡萄球菌)、bacillus cereus(bc，蜡状芽孢杆菌)、b.subtilis(bs，枯草芽孢杆菌)、b.thuringiensis(bt，苏云金杆菌)都具有明显的抑制效果。此外，干燥艾草精油在40mg/ml时，对于革兰氏阴性菌-大肠杆菌(ec)具有明显的杀菌效果。上述结果表明，艾草精油在抗菌消炎方面具有良好的应用前景。具体的实验结果如下表所示。
[0041]
表2实施例1中的干燥艾草精油体外抗菌活性(mic)
[0042][0043]
实施例5：艾叶精油的除螨活性评价
[0044]
本实施例将采用灭螨实验测试，主要依据ny/t1151.2-2006《农药登记卫生用杀虫剂室内药效试验方法及其评价第2部分：灭螨和驱螨剂》中灭螨测试方法。供实验螨种为dermatophagoides farinae(人体粉尘螨)，雌雄成螨和若螨。
[0045]
以蒸馏水为溶剂，将实施例1中的当年干燥艾草精油分别稀释为10％、1％、0.1％体积分数三种梯度浓度，每个浓度定量100ml。取4个培养皿，其中3个按通过喷雾的方法分别喷洒上述三种不同的药剂，另外一个培养皿喷洒蒸馏水作为空白对照。同时，每个培养皿内壁上沿均匀涂抹白油凡士林混合物。然后，再每个培养皿中心放入约200只实验螨虫，30分钟后在培养皿中心放入螨虫饲料0.05g，之后将培养皿置于隔水式培养箱内，保持相对湿度为70％～80％，在26～28℃间进行恒温培养，并定时取出显微镜下观察粉尘螨存活情况，并记录其活动度。48小时后检查并记录死亡螨虫数。每组都设计对照组。配置的精油在使用前，需充分摇匀。
[0046]
除螨活性测试结果表明(表3)：实施例1中的当年干燥艾草精油对于粉尘螨(dermatophagoides farinae)具有非常显著的杀灭活性，在稀释10倍浓度的情况下，能够100％的杀死全部的粉尘满虫(dermatophagoides farinae)，具有突出的灭螨功效。同时，艾草精油在稀释100倍的浓度时，能够杀死95％以上的粉尘满虫(dermatophagoides farinae)，也表现出显著的杀螨功能和应用效果。此外，艾草精油在稀释1000倍的浓度时，还是能够杀死四分之一左右(23.7％)的粉尘满虫(dermatophagoides farinae)，相较于空白对照(蒸馏水)，同样具有一定的杀死粉尘螨的功能。上述结果表明，艾草精油在除螨灭螨产品应用开发方面具有重要的应用前景。具体的实验结果如下表所示。
[0047]
表3艾叶精油的除螨活性
[0048][0049][0050]
实施例6
[0051]
取当年干燥艾叶，粉碎成20目粗粉，得到萃取原料。取粗粉，放入反应釜，将乙醚注入萃取釜与艾叶粗粉原料混合，原料与液态溶剂的质量体积比g:ml为1:5，萃取温度为30℃，萃取压力0.6mpa，提取0.5小时，提取次数5次。萃取结束后，将携带艾草精油的溶剂输送到分离釜内，进行减压蒸馏，蒸发过程中控制温度30℃，待溶剂完全回收后，从分离釜底部放出所提取的粗艾草精油。合并多次萃取的粗艾草精油。将粗艾草精油进行短程分子蒸馏，蒸馏温度50～120℃、真空度40mbar、流速0.25ml/分钟、刮膜转速60r/分钟，冷却温度0℃，轻组分即为艾草精油。
[0052]
实施例7
[0053]
取当年干燥艾叶，粉碎成20目粗粉，得到萃取原料。取粗粉，放入反应釜，将二甲醚注入萃取釜与艾叶粗粉原料混合，原料与液态溶剂的质量体积比g:ml为1:10，萃取温度为55℃，萃取压力0.8mpa，提取1.5小时，提取次数1次。萃取结束后，将携带艾草精油的溶剂输送到分离釜内，进行减压蒸馏，蒸发过程中控制温度50℃，待溶剂完全回收后，从分离釜底部放出所提取的粗艾草精油。合并多次萃取的粗艾草精油。将粗艾草精油进行短程分子蒸馏，蒸馏温度50～120℃、真空度80mbar、流速0.5ml/分钟、刮膜转速300r/分钟，冷却温度-5℃，轻组分即为艾草精油。
[0054]
实施例8：具有美白、抗菌、保湿以及抗氧化等功能艾叶精华液的制备
[0055]
取0.5g透明质酸溶于100ml超纯水中，搅拌30min后，依次加入苯氧乙醇(0.5ml)、丁二醇(0.2ml)、儿茶素(1.0g)、实施例1中的干燥艾草精油(0.5ml)。充分搅拌均匀后，得到近似凝胶状的艾叶精油精华液。
[0056]
实施例9：抗菌艾叶透明皂的制备
[0057]
取混合油皂基30克，溶于15ml超纯水和7.5ml的95％乙醇中，加入结晶阻化剂2g后搅拌30min，再依次加入甘油(10ml)、蔗糖(3.5g)、超纯水(10ml)。然后，在搅拌条件下加热混合体系至80℃，直至整个体系呈透明胶质状，然后降温至60℃备用。最后分别加入实施例1中的干燥艾草精油(2ml)和香蕉香精(0.5ml)，继续充分搅拌均匀后冷却，就可得到光滑透明的艾叶精华香皂。
[0058]
实施例10：抗菌艾叶护肤沐浴露的制备
[0059]
将桂醇聚氧乙烯醚硫酸钠2g和乙内酰脲3g溶于500ml超纯水中，在分批依次加入月桂酰肌氨酸钠(9g)、椰油酰胺丙基甜菜碱(4g)、椰油酰胺dea2(2g)、peg-7甘油椰油酸酯(3g)、柠檬酸(9g)、对羟基苯甲酸乙酯10ml、甲基异噻唑啉酮(2g)、硝酸镁(2.5g)、氯化镁(2.5g)，将上述混合物加热至80℃并搅拌均匀。30min后，将其冷却至60℃，再相继加入实施例1中的干燥艾草(5ml)、香奈儿香(2ml)，继续搅拌均匀后，冷却即可得到抗菌艾叶护肤沐浴露。
[0060]
实施例11：艾叶护肤消炎止痒膏
[0061]
将甘油硬脂酸酯柠檬酸酯(3.5g)、山梨坦硬脂酸酯(6g)、聚山梨醇酯-60(6g)、a165(3g)、16/18醇白蜂蜡(6g)、26
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白油(2g)、凡士林(4g)、dc200/350(5g)、生育酚乙酸酯(l ml)、甘油(5ml)、水(40ml)混合形成a组分，再将透明质酸钠(0.5g)、尿囊素(1g)、黄原胶(0.5g)、卡波940(2ml)、羟苯甲酯(0.5ml)混合均匀形成b组分，将实施例1中的干燥艾草精油(3ml)、黄柏提取物(1g)、狼毒提取物(1g)、野菊花提取物(1g)、苦参提取物(1g)、地肤子提取物(1g)、蛇床子提取物(1g)、薄荷脑(2g)以及三乙醇胺(l ml)、均匀混合成c相。将上述三相分别加热至75℃，然后将b相和c相依次加入a相中，并加边搅拌至乳化完全。待冷至40℃左右,将苯氧乙醇(0.5ml)和香精(0.5ml)加入混合体系，并搅拌均匀即可得到艾叶护肤消炎止痒膏。
[0062]
实施例12：艾叶护手霜
[0063]
将三(月桂醇聚醚-4)磷酸酯(5ml)、二氧化钛(3.5g)、dc345(5ml)、eho(3ml)、维生素e(ve，0.5g)、蚕丝油(inin，3ml)均匀混合形成a相；将琥珀酸二乙氧基乙酯(5ml)、二丙二醇(6ml)、甘油(7.5ml)、羟苯甲酯(0.5ml)、尿囊素(1g)、水(50ml)、卵磷脂乳化增稠剂(lecigel，2g)和sepiplus 400(2g)均匀混合形成b相；此外，将苯氧乙醇(1.0ml)、实施例1中的干燥艾草精油(3ml)、香精(0.5ml)均匀搅拌形成c相。在75℃下，将a相缓慢地加入b相中并恒温搅拌30min。之后将温度降低至55℃，再缓慢地加入c相，并均匀搅拌均质乳化，然后冷却至室温即可。
[0064]
实施例13：艾叶洗发水
[0065]
将水(60ml)和聚季铵盐-10(0.6g)均匀混合后形成a相，将椰油酰氨基丙酸钠(5ml)、聚甘油-10月桂酸酯(2ml)、月桂酰肌氨酸钠(5g)、椰油酰胺丙基甜菜碱(4g)、月硫酸酯钠(10g)、癸基葡糖苷(2g)、柠檬酸(1g)和edta二钠(0.1g)均匀混合后形成b相，将橄榄油peg-8酯类(2ml)、实施例1中的干燥艾草精油(2ml)、卡松(0.5g)、dmdmh(0.3g)以及香精(0.5ml)均匀混合后形成c相。将a相加热至75℃，在搅拌条件下缓慢加入b相，并均匀搅拌30min。冷却混合体系至55℃，再缓慢地加入c相原料，均匀搅拌后，冷制室温即可。