一种精制杜香精油提炼工艺及其抑菌应用

1.本发明属于精油提取技术领域，具体涉及一种精制杜香精油提炼工艺及其抑菌应用。
技术背景
2.杜香(ledum palustre l.)为杜鹃花科杜香属常绿小灌木，是一种重要的香料植物，富含挥发油成分。杜香有强烈的芳香气味，可药用及提炼精油。杜香精油具有镇咳、祛痰、杀菌、杀螨、驱虫及促透皮吸收等作用，对多种真菌和细菌具有抗菌作用和抑制菌类生长功能。
3.杜香精油的提取方法主要有水蒸气蒸馏法、复合溶剂萃取法、超临界co2提取法、微波蒸馏法等。水蒸气蒸馏法提取精油因设备简单、成本低是目前国内外生产厂家的常用方法。但水蒸气蒸馏法很难破坏植物细胞壁，精油提取率较低。提取精油后，需要对其进行纯化精制，以提高精油的安全性和商业价值。目前普遍采用的精油纯化精制技术主要是据组分沸点不同进行的分级分馏，虽然分离度较高，但依赖沸点差异的分馏技术通常需要较高的温度，容易导致精油活性和品质的下降。精制杜香精油及其功能作用方面鲜有报道。因此，有必要提供一种成本低、操作简单、绿色高效、精油品质高的新型规模化精油提取及精制方法用于解决上述问题。


技术实现要素：

4.基于现有技术存在的不足，本发明提供一种精制杜香精油提炼工艺及其抑菌应用。本发明用酶辅助水蒸气蒸馏实现杜香精油的简单、高效提取，分子蒸馏纯化精制杜香精油，高真空度、低蒸发温度的条件下可以提高精制杜香精油品质。
5.为了实现上述目的，本发明提供一种精制杜香精油提炼工艺及其抑菌应用，包括如下步骤：
6.(1)酶预处理：杜香树枝，粉碎，过筛，得到粉末，粉末与水混合，调节 ph值，加入酶制剂，水浴处理；
7.(2)将步骤(1)中酶预处理后的混合物水蒸气蒸馏提取杜香精油；
8.(3)将步骤(2)得到的杜香精油分子蒸馏，收集轻相，得到精制杜香精油。
9.步骤(1)中所述的粉末与水的质量比为1:5～1:25，优选范围为1:10～1:20；
10.步骤(1)中所述的酶制剂是纤维素酶、半纤维素酶、果胶酶、α-淀粉酶、β
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葡萄糖苷酶中的一种或两种复合，优选的酶制剂为纤维素酶、果胶酶、半纤维素酶；
11.步骤(1)中所述的酶制剂浓度为0.5～2.5％，优选范围为1.5～2.5％；
12.步骤(1)中所述的ph为2.5～6.5，优选范围为3.5～5.5；
13.步骤(1)中所述的水浴处理的条件如下：温度为35～60℃，时间为0.5～4h；优选的条件如下：温度为45～55℃，时间为2～4h；
14.步骤(2)中所述的水蒸气蒸馏提取时间为0.25～2h，优选范围为0.5～1.5h；
15.步骤(3)中所述的分子蒸馏的条件如下：温度为50～90℃，进料速率为0.5～ 3ml/min，转子转速为100～400r/min，真空度为5
×
102～5
×
104pa，分子蒸馏的次数是1～5次；优选的条件如下：温度为60～80℃，进料速率为1～2ml/min，转子转速为200～300r/min，真空度为2
×
104～4
×
104pa，分子蒸馏的次数为1～ 3次。
16.在本发明的第一个方面，提供了上述技术方案所述精制杜香精油的提炼工艺。
17.在本发明的第二个方面，提供了上述技术方案所述精制杜香精油或上述技术方案所述方法得到的精制杜香精油抑制金黄色葡萄球菌和白色念珠菌的抑菌应用。
18.本发明的优点如下：
19.(1)本发明利用酶辅助水蒸气蒸馏法提取杜香精油，酶解处理后，杜香细胞结构被严重破坏，在进一步的水蒸气蒸馏中增加了杜香细胞中精油的溶出率，并大幅缩短蒸馏提取时间，杜香精油提取率最高可达到1.71％，较普通的水蒸气蒸馏法提高了67.65％，精油提取率显著提高，操作简便，绿色高效。
20.(2)本发明中酶辅助水蒸气蒸馏法提取的杜香精油，通过gc-ms解析鉴定出化学成分共有44种，水蒸气蒸馏法所得精油化学成分39种，组分更丰富。
21.(3)本发明中分子蒸馏纯化精制杜香精油，在高真空度、低蒸发温度的条件下，杜香组分分子依据平均自由程之间的差异，实现分离纯化，远离物质沸点，组分分离度高、条件温和、安全无污染、精制杜香精油品质好。
22.(4)本发明提供的精制杜香精油对金黄色葡萄球菌、大肠杆菌、白色念珠菌、痤疮杆菌和绿脓杆菌具有抑制作用，对金黄色葡萄球菌和白色念珠菌表现出极强的抑制作用。
附图说明：
23.图1为杜香粉末扫描电镜图(a)和酶预处理后的杜香粉末扫描电镜图(b)；
24.图2为杜香精油gc-ms总离子流图；
25.图3为分子蒸馏1次、2次、3次所得精制杜香精油的gc-ms总离子流图；
26.图4为分子蒸馏1次、2次、3次所得精制杜香精浸泡处理的载体抑菌效果图；
27.图5为金黄色葡萄球菌扫描电镜图(a)和精制杜香精油处理后的金黄色葡萄球菌的扫描电镜图(b)
28.图6为白色念珠菌扫描电镜图(a)和精制杜香精油处理后的白色念珠菌的扫描电镜图(b)。
具体实施方式
29.下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，提供在精制杜香精油提炼过程中较好的实施例，但并不用于限定本发明。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
30.实施例1
31.杜香树枝，粉碎，过筛，得到粉末；称取50g杜香粉末加入15倍的水，调节ph值为5.5，向水中加入果胶酶，使酶浓度达到1.5％，55℃水浴处理4h，然后水蒸气蒸馏1.5h，得到杜香精油。计算精油提取率为1.53％。
32.将杜香精油在蒸馏温度60℃，进料速率1ml/min，转子转速250r/min，真空度为3.7
×
104pa的条件下经过二次分子蒸馏，收集分子蒸馏的轻相，获得精制杜香精油。
33.将所得到的精制杜香精油进行gc-ms检测，气相色谱条件为：载气为高纯度氦气，流量为1μl/min，分流比1:20；进样口温度为250℃，；程序升温：起始温度为50℃，保持2min，4℃/min升至160℃，保持2min；4℃/min升至270℃，保持5min。
34.质谱条件：电子轰击(ei)离子源，电离电压70ev；溶剂延迟时间3.5min；离子源温度230℃；扫描范围29～600m/z。
35.精制杜香精油化学成分及相对质量分数如表1。
36.[0037][0038]
实施例2
[0039]
杜香树枝，粉碎，过筛，得到粉末；称取50g杜香粉末加入21倍的水，调节ph值为5.5，向水中加入果胶酶，使酶浓度达到1.5％，56℃水浴处理4h，然后水蒸气蒸馏1.5h，得到杜香精油。计算杜香精油提取率为1.71％。
[0040]
将杜香精油在蒸馏温度60℃，进料速率1ml/min，转子转速250r/min，真空度为3.7
×
104pa的条件下经过一次分子蒸馏，收集分子蒸馏的轻相，获得精制杜香精油。
[0041]
将所得到的精制杜香精油在实施例1所述gc-ms检测条件下检测。
[0042]
精制杜香精油化学成分及相对质量分数如表2。
[0043]
[0044][0045]
实施例3
[0046]
杜香树枝，粉碎，过筛，得到粉末；称取50g杜香粉末加入21倍的水，调节ph值为5.5，向水中加入果胶酶，使酶浓度达到1.5％，50℃水浴处理4h，然后水蒸气蒸馏1.0h，得到杜香精油。计算杜香精油提取率为1.43％。
[0047]
将杜香精油在蒸馏温度80℃，进料速率1ml/min，转子转速300r/min，真空度为6
×
102pa的条件下经过一次分子蒸馏，收集分子蒸馏的轻相，获得精制杜香精油。
[0048]
将所得到的精制杜香精油在实施例1所述gc-ms检测条件下检测。
[0049]
精制杜香精油化学成分及相对质量分数如表3。
[0050]
[0051]