CN111286406A - 桉树精油的提取方法、桉树精油和应用 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种桉树精油的提取方法、桉树精油和应用，涉及精油提取技术领域，包括提取经微生物制剂和酶制剂依次处理的桉树原料，得到桉树精油。该方法在生物酶解前进行微生物发酵，以充分破坏桉树的细胞结构，使精油快速浸出，缩短工艺流程，提高提取效率，提高精油得率，降低生产成本，提高精油品质。使用上述提取方法制备得到的桉树精油产率高，桉树精油中活性物质含量高。
Description
技术领域
本发明涉及精油提取技术领域，尤其是涉及一种桉树精油的提取方法、桉树精油和应用。
背景技术
植物精油是植物体内的宝贵资源，在医药、化妆品、食品添加剂等方面有着广泛的应用价值。植物精油的主要成分为单萜、倍半萜、脂肪族化合物和芳香烃衍生物，具有很多种生物活性。
桉树为桃金娘科高大乔木，又称洋草果、金鸡纳树、蚊子树。桉树精油是一种由多种单萜、倍半萜、芳香的酚类、氧化物、醚类、醇、酯、醛、酮组成的复杂混合物；主要成分是1,8-桉叶油素、α-崖柏烯、α-蒎烯、莰烯、蒎烯、对伞花烃、罗勒烯、异松油烯、α-水芹烯、α-松油烯、柠檬烯、石竹烯、香茅醛、橙花叔醇、芳樟醇、反式-松香芹醇、松桉叶醇和α-桉叶醇等。
桉树精油可应用于医药领域，桉树精油具有抵抗多种细菌的作用，尤其是针对上呼吸道感染和慢性支气管炎，还具有祛痰的作用，也可应用于某些皮肤病，并且作为创伤面、溃疡和瘘管的冲洗剂。桉树精油可应用于香料和日化领域，桉树精油含有香茅醛，可用于合成薄荷脑和麝香草酚香精，还可以用于配制香水、香皂和香精油。桉树精油还可以应用于工业领域，桉树精油具有较高的表面活性和杀菌能力，是一种天然乳化剂和杀菌剂，可用于制造空气洁净剂、消毒剂或泡沫肥皂等。
水蒸气蒸馏是现在工业中最常用的精油提取方法，此法对工业设备要求简单，但存在蒸馏时间长、提取率较低，有效成分可能会分解或氧化等问题，实际生产中，桉树精油的分离与纯化过程通常占生产成本的50％～70％，甚至高达90％，步骤多、耗时长，往往成为制约生产的瓶颈。
生物酶法辅助提取桉树精油的应用很少，目前有采用酶解提高精油提取的研究，但存在生物酶用量大，酶解时间长，导致生产周期长、生产成本高。现有技术蓝桉树叶出油率为1.2％～2.3％，精油主要成分含量为1，8-桉叶油素20.8％、香树烯(23.37％)、α-水芹烯(8.30％)和α-蒎烯(4.09％)等，桉树精油中杂质较多。
现有技术提取桉树精油，生物酶用量大，工艺过程时间长，提取率低。因此，亟需一种改进的桉树精油的提取方法，以提高桉树精油的提取效率和精油品质。
有鉴于此，特提出本发明。
发明内容
本发明的第一目的在于提供一种桉树精油的提取方法，缓解了现有技术中存在的缺乏一种高效提取桉树精油的提取方法的技术问题。
本发明的第二目的在于提供一种使用上述桉树精油的提取方法制备得到的桉树精油。
本发明的第三目的在于提供上述桉树精油的提取方法或使用上述桉树精油的提取方法制备得到的桉树精油的应用。
为解决上述技术问题，本发明特采用如下技术方案：
根据本发明的一个方面，本发明提供一种桉树精油的提取方法，包括：提取经微生物制剂和酶制剂依次处理的桉树原料，得到桉树精油。
优选地，所述微生物制剂按重量份数计包括：植物乳杆菌1-2份、酵母菌1-2份、诺卡氏菌1-2份和解淀粉芽孢杆菌1-2份。
优选地，所述微生物制剂的用量为所述桉树原料质量的0.01％～0.05％；
优选地，所述微生物制剂发酵桉树原料的温度为25～40℃；
优选地，所述微生物制剂发酵桉树原料的时间为1～4h。
优选地，所述酶制剂包括纤维素酶、果胶酶和蛋白酶中的一种或者多种。
优选地，所述酶制剂的总用量为所述桉树原料质量的0.2％～1.0％；
优选地，所述酶制剂处理所述桉树原料的pH条件为3～8；
优选地，所述酶制剂处理所述桉树原料的温度为30～60℃；
优选地，所述酶制剂处理所述桉树原料的时间为0.5～4h。
优选地，所述桉树原料包括桉树树叶、树枝和树皮中的一种或者多种；
优选地，先将桉树树叶、树枝和树皮中的一种或者多种粉碎后过80～100目筛，再经微生物制剂和酶制剂联合处理；
优选地，先将所述桉树原料与物料比为1:5～20的水混合均匀，再经微生物制剂和酶制剂联合处理。
优选地，使用水蒸气蒸馏方法提取所述桉树原料；
优选地，蒸汽压力为0.2～0.5Mpa；
优选地，蒸馏时间为3～4h。
根据本发明的另一个方面，本发明还提供一种使用上述桉树精油的提取方法制备得到的桉树精油。
根据本发明的另一个方面，本发明还提供一种上述桉树精油的提取方法，或采用上述桉树精油的提取方法提取得到的桉树精油在制备药物、化妆品、食品添加剂、香料、杀菌剂或洗涤剂中的应用。
与现有技术相比，本发明具有如下有益效果：
本发明采用在使用酶处理原料前先使用微生物发酵桉树原料，最大程度破坏了桉树原料的细胞结构，使精油快速浸出，可缩短酶解时间和提取时间，提高提取效率，缩短工艺流程，提高精油得率和功能组分含量，降低生产成本，并且微生物代谢能够减弱有毒物质的毒性，增加活性物质含量，减少非活性物质含量，从而提高了精油品质。使用上述提取方法制备得到的桉树精油产率高，桉树精油中活性物质含量高。
具体实施方式
下面将结合实施例对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。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。实施例中未注明具体条件者，按照常规条件或制造商建议的条件进行。所用试剂或仪器未注明生产厂商者，均为可以通过市售购买获得的常规产品。
需要说明的是：本发明中，如果没有特别的说明，本文所提到的所有技术特征以及优选特征可以相互组合形成新的技术方案；所有实施方式以及优选实施方法可以相互组合形成新的技术方案；并且所涉及的各组分或其优选组分可以相互组合形成新的技术方案。
本发明中，除非有其他说明，数值范围“a～b”表示a到b之间的任意实数组合的缩略表示，其中a和b都是实数。本发明所公开的“范围”以下限和上限的形式，可以分别为一个或多个下限，和一个或多个上限。
本发明中，除非另有说明，各个反应或操作步骤可以顺序进行，也可以不按照顺序进行。优选地，本文中的反应方法是顺序进行的。
除非另有说明，本文中所用的专业与科学术语与本领域熟练人员所熟悉的意义相同。此外，任何与所记载内容相似或均等的方法或材料也可应用于本发明中。
本发明提供了一种桉树精油的提取方法，该提取方法包括：提取经微生物制剂和酶制剂依次处理的桉树原料，得到桉树精油。
本发明采用在使用酶处理原料前先使用微生物发酵桉树原料，最大程度破坏了桉树原料的细胞结构，使精油快速浸出，可缩短酶解时间和提取时间，提高提取效率，缩短工艺流程，提高精油得率和功能组分含量，降低生产成本，并且微生物代谢能够减弱有毒物质的毒性，增加活性物质含量，减少非活性物质含量，从而提高了精油品质。
在一些可选的实施方式中，所述微生物制剂按重量份数计包括：乳酸菌1-2份、酵母菌1-2份、诺卡氏菌1-2份和解淀粉芽孢杆菌1-2份。
植物乳杆菌为厌氧或兼性厌氧菌，活菌数比较高，能大量的产酸，使水中的pH值稳定，而且其产出的酸性物质能降解重金属。植物乳杆菌可选的用量为1-2份，例如可以为但不限于为1份、1.1份、1.2份、1.3份、1.4份、1.5份、1.6份、1.7份、1.8份、1.9份或2份。
酵母菌能将糖发酵成酒精和二氧化碳，异养兼性厌氧微生物，在有氧和无氧条件下都能够存活，是一种天然发酵剂，易于培养，且生长迅速。酵母菌可选的用量为1-2份，例如可以为但不限于为1份、1.1份、1.2份、1.3份、1.4份、1.5份、1.6份、1.7份、1.8份、1.9份或2份。
诺卡氏菌是一种广泛存在于土壤、海水、淡水、尘埃中的细菌，属于放线菌纲，放线菌目，棒状杆菌亚目，诺卡菌科，诺卡菌属。诺卡氏菌可选的用量为1-2份，例如可以为但不限于为1份、1.1份、1.2份、1.3份、1.4份、1.5份、1.6份、1.7份、1.8份、1.9份或2份。
解淀粉芽孢杆菌为芽孢杆菌属，可产生多种α－淀粉酶及蛋白酶，能够有效降解桉树中的木质素。解淀粉芽孢杆菌可选的用量为1-2份，例如可以为但不限于为1份、1.1份、1.2份、1.3份、1.4份、1.5份、1.6份、1.7份、1.8份、1.9份或2份。
进一步的，通过优化微生物制剂的用量，和微生物制剂的发酵条件可以优化桉树原料的发酵效果，例如可以为但不限于为优化微生物的发酵时间，选择更合适的发酵温度和pH值等，以提高微生物的增殖和代谢效率，使后续酶解反应进行的更充分。
在一些可选的实施方式中，所述微生物制剂的用量为所述桉树原料质量的0.01％～0.05％，例如可以为但不限于为0.01％、0.02％、0.03％、0.04％或0.05％。在一些可选的实施方式中，所述微生物制剂发酵桉树原料的温度为25～40℃，例如可以为但不限于为25℃、28℃、30℃、32℃、35℃、37℃或40℃。在一些可选的实施方式中，所述微生物制剂发酵桉树原料的时间为1～4h，例如可以为但不限于为1h、1.5h、2h、2.5h、3h、3.5h或4h。
在一些可选的实施方式中，所述酶制剂包括纤维素酶、果胶酶和蛋白酶中的一种或者多种。果胶酶能够降解细胞间的果胶质，把细胞从组织内分离出来，纤维素酶能够将桉树中的纤维素降解成为寡糖和单糖，蛋白酶则将桉树中的蛋白质大分子降解为小分子肽或者氨基酸。并且通过优化酶制剂的反应条件，包括但不限于反应温度、反应时间、反应时的pH值以及酶的用量，尤其是当使用不同种类的酶共同作用时，优化反应条件可以使提高酶解反应的效率，进一步提高后续精油提取的效率，精油得率以及精油质量。
在一些可选的实施方式中，所述酶制剂的总用量为所述桉树原料质量的0.2％～1.0％，例如可以为但不限于为0.2％、0.3％、0.4％、0.5％、0.6％、0.7％、0.8％、0.9％或1.0％。在一些可选的实施方式中，所述酶制剂处理所述桉树原料的pH条件为3～8，例如可以为但不限于为3、3.5、4、4.5、5、5.5、6、6.5、7、7.5或8。在一些可选的实施方式中，所述酶制剂处理所述桉树原料的温度为30～60℃，例如可以为但不限于为30℃、35℃、40℃、45℃、50℃、55℃或60℃。在一些可选的实施方式中，所述酶制剂处理所述桉树原料的时间为0.5～4h，例如可以为但不限于为0.5h、1h、1.5h、2h、2.5h、3h、3.5h或4h。
本发明所述的桉树不限制其种类，可选择本领域常用于制备桉树精油的桉树种类进行提取，例如包括但不限于为以蓝桉、邓恩桉、尾叶桉、窿缘桉、柠檬桉、赤桉、丰桉、粗皮桉和巨桉中的一种或者多种。可选地，所述桉树原料包括桉树树叶、树枝和树皮中的一种或者多种。
在一些优选的实施方式中，先将桉树树叶、树枝和树皮中的一种或者多种粉碎后过80～100目筛，再经微生物制剂和酶制剂联合处理；在一些更优选的实施方式中，先将所述桉树原料与物料比为1:5～20的水混合均匀，再经微生物制剂和酶制剂联合处理。所述物料比是指桉树树叶、树枝和树皮中的一种或者多种的总和与水的质量比，所述物料比例如可以为但不限于为1:5、1:6、1:8、1:10、1:12.5、1:15、1:16、1:18或1:20。优化物料比可以优化后续发酵和酶解的效果。
将桉树原料依次进行复合微生物菌剂发酵和酶制剂处理后，进行提取精油的步骤，所述提取精油可选择本领域常规的方法进行，例如包括但不限于采用水蒸气蒸馏法、溶剂浸提法和超临界流体萃取法中的一种或几种的联合使用。
在一些优选的实施方式中，采用水蒸气蒸馏法提取经微生物制剂和酶制剂依次处理的桉树原料，效果更佳。水蒸气蒸馏法是将水蒸气通入不溶于水的有机物中或使有机物与水经过共沸而蒸出的过程，具有设备简单，成本低，产量大和操作容易的优点。
在一些优选的实施方式中，水蒸气蒸馏法的参数如下：压力为0.2～0.5Mpa，例如可以为但不限于为0.2Mpa、0.25Mpa、0.3Mpa、0.35Mpa、0.4Mpa、0.45Mpa或0.5Mpa；蒸馏时间为3～4h，例如可以为但不限于为3h、3.2h、3.5h、3.7h、3.8h或4h。优化工艺参数可以进一步提高精油得率和精油的质量。
本发明还提供了上述桉树精油的提取方法制备得到的桉树精油。使用上述提取方法制备得到的桉树精油产率高，桉树精油中活性物质含量高。在一些优选的实施方式中，按质量份数计，使用上述提取方法得到的桉树精油中包括：1，8-桉叶油素40％～50％、香树烯30％～40％、α-水芹烯5％～15％和α-蒎烯4％～10％。
本发明还提供了上述桉树精油的提取方法或使用上述桉树精油在制备药物、化妆品、食品添加剂、香料、杀菌剂或洗涤剂中的应用。包括但不限于为将上述桉树精油的提取方法或使用上述桉树精油用于制备用于抗菌的药物，用于上呼吸道感染的药物，用于慢性支气管炎的药物以及用于治疗创伤的外用药；用于制备香水、香皂和香精油；用于制备空气洁净剂、消毒剂或泡沫肥皂等。
下面结合优选实施例进一步说明本发明的有益效果。
实施例1
该实施例提供了一种桉树精油的提取方法，包括如下步骤：
(a)将等量的干燥的蓝桉树叶和树皮经粉碎机粉碎后，过100目筛，得到桉树粉末，向桉树粉末中加入水，物料比为1:10，混合均匀。
(b)向步骤(a)的混合物中加入桉树粉末质量0.03％的微生物制剂，其中微生物制剂包含植物乳杆菌1份、酵母菌1份、诺卡氏菌1份和解淀粉芽孢杆菌1份；使用微生物制剂在温度为35℃的条件下发酵2.5h。
(c)然后再加入等量的纤维素酶、果胶酶和蛋白酶组成的酶制剂，酶制剂的用量为桉树叶和树皮总质量的0.6％，酶解处理的条件为pH为5，温度为55℃，处理时间为3h。
(d)使用水蒸气蒸馏方法提取所述桉树原料，蒸汽压力为0.4Mpa，蒸馏时间为3.5h，冷冻水冷凝后使用油水分离器分离得到桉树精油。
实施例2
该实施例提供了一种桉树精油的提取方法，包括如下步骤：
(a)将干燥的蓝桉树叶经粉碎机粉碎后，过80目筛，得到桉树叶粉末，向桉树叶粉末中加入水，物料比为1:5，混合均匀。
(b)向步骤(a)的混合物中加入桉树叶粉末质量0.01％的微生物制剂，其中微生物制剂包含植物乳杆菌1份、酵母菌2份、诺卡氏菌1份和解淀粉芽孢杆菌2份；使用微生物制剂在温度为25℃的条件下发酵4h。
(c)然后再加入由等量的纤维素酶、果胶酶和蛋白酶组成的酶制剂，酶制剂的用量为桉树叶粉末质量的1.0％，酶解处理的条件为pH为5，温度为45℃，处理时间为0.5h。
(d)使用水蒸气蒸馏方法提取所述桉树原料，蒸汽压力为0.2Mpa，蒸馏时间为4h，冷冻水冷凝后使用油水分离器分离得到桉树精油。
实施例3
该实施例提供了一种桉树精油的提取方法，包括如下步骤：
(a)将等量的干燥的蓝桉树叶、树枝和树皮经粉碎机粉碎后，过100目筛，得到桉树粉末，向桉树粉末中加入水，物料比为1:20，混合均匀。
(b)向步骤(a)的混合物中加入桉树粉末质量0.05％的微生物制剂，其中微生物制剂包含植物乳杆菌2份、酵母菌1份、诺卡氏菌2份和解淀粉芽孢杆菌1份；使用微生物制剂在温度为40℃的条件下发酵1h。
(c)然后再加入由等量的纤维素酶和蛋白酶组成的酶制剂，酶制剂的用量为桉树粉末质量的0.2％，酶解处理的条件为pH为8，温度为55℃，处理时间为4h。
(d)使用水蒸气蒸馏方法提取所述桉树原料，蒸汽压力为0.5Mpa，蒸馏时间为3h，冷冻水冷凝后使用油水分离器分离得到桉树精油。
实施例4
该实施例提供了一种桉树精油的提取方法，包括如下步骤：
(a)将干燥的蓝桉树叶经粉碎机粉碎后，过80目筛，得到桉树叶粉末，向桉树叶粉末中加入水，物料比为1:15，混合均匀。
(b)向步骤(a)的混合物中加入桉树叶粉末质量0.02％的微生物制剂，其中微生物制剂包含植物乳杆菌2份、酵母菌2份、诺卡氏菌1份和解淀粉芽孢杆菌2份；使用微生物制剂在温度为30℃的条件下发酵3h。
(c)然后再加入果胶酶，果胶酶的用量为桉树叶粉末质量的1.0％，酶解处理的条件为pH为3，温度为50℃，处理时间为2.5h。
(d)使用水蒸气蒸馏方法提取所述桉树原料，蒸汽压力为0.2Mpa，蒸馏时间为4h，冷冻水冷凝后使用油水分离器分离得到桉树精油。
对比例1
该对比例提供了一种桉树精油的提取方法，包括如下步骤：
(a)将等量的干燥的蓝桉树叶和树皮经粉碎机粉碎后，过100目筛，得到桉树粉末，向桉树粉末中加入水，物料比为1:10，混合均匀。
(b)向步骤(a)的混合物中加入桉树粉末质量0.03％的微生物制剂，其中微生物制剂包含植物乳杆菌1份、酵母菌1份、诺卡氏菌1份和解淀粉芽孢杆菌1份；使用微生物制剂在温度为35℃的条件下发酵2.5h。
(c)将发酵后的桉树粉末使用水蒸气蒸馏方法提取所述桉树原料，蒸汽压力为0.4Mpa，蒸馏时间为3.5h，冷冻水冷凝后使用油水分离器分离得到桉树精油。
对比例2
该对比例提供了一种桉树精油的提取方法，包括如下步骤：
(a)将等量的干燥的蓝桉树叶和树皮经粉碎机粉碎后，过100目筛，得到桉树粉末，向桉树粉末中加入水，物料比为1:10，混合均匀。
(b)向步骤(a)的混合物中加入等量的纤维素酶、果胶酶和蛋白酶组成的酶制剂，酶制剂的用量为桉树叶和树皮总质量的0.6％，酶解处理的条件为pH为5，温度为55℃，处理时间为3h。
(c)使用水蒸气蒸馏方法提取所述桉树原料，蒸汽压力为0.4Mpa，蒸馏时间为3.5h，冷冻水冷凝后使用油水分离器分离得到桉树精油。
对比例3
该对比例提供了一种桉树精油的提取方法，包括如下步骤：使用水蒸气蒸馏方法提取所述桉树原料，蒸汽压力为0.4Mpa，蒸馏时间为8h，冷冻水冷凝后使用油水分离器分离得到桉树精油。
效果例1
使用气相色谱-质谱联用分析上述实施例1～4和对比例1～3得到的桉树精油，其成分如下表所示：
表1实施例1～4和对比例1～3得到的桉树精油的成分
由实施例1和对比例1和对比例2对比可以看出，联合使用微生物发酵和酶处理提取桉树精油的效果优于单独使用微生物发酵桉树原料或酶处理桉树原料提取得到的精油质量；由实施例1和对比例3对比可以看出，本发明提供的提取方法优于单独使用传统的水蒸气蒸馏方法；由实施例1～4之间对比可以看出，通过优化提取工艺参数可以进一步提高提取效率和提取得到的桉树精油的质量。
最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。
Claims (10)
1.一种桉树精油的提取方法，其特征在于，包括：提取经微生物制剂和酶制剂依次处理的桉树原料，得到桉树精油。
2.根据权利要求1所述的提取方法，其特征在于，所述微生物制剂按重量份数计包括：植物乳杆菌1-2份、酵母菌1-2份、诺卡氏菌1-2份和解淀粉芽孢杆菌1-2份。
3.根据权利要求1所述的提取方法，其特征在于，所述微生物制剂的用量为所述桉树原料质量的0.01％～0.05％；
优选地，所述微生物制剂发酵桉树原料的温度为25～40℃；
优选地，所述微生物制剂发酵桉树原料的时间为1～4h。
4.根据权利要求1所述的提取方法，其特征在于，所述酶制剂包括纤维素酶、果胶酶和蛋白酶中的一种或者多种。
5.根据权利要求1所述的提取方法，其特征在于，所述酶制剂的总用量为所述桉树原料质量的0.2％～1.0％；
优选地，所述酶制剂处理所述桉树原料的pH条件为3～8；
优选地，所述酶制剂处理所述桉树原料的温度为30～60℃；
优选地，所述酶制剂处理所述桉树原料的时间为0.5～4h。
6.根据权利要求1所述的提取方法，其特征在于，所述桉树原料包括桉树树叶、树枝和树皮中的一种或者多种；
优选地，先将桉树树叶、树枝和树皮中的一种或者多种粉碎后过80～100目筛，再经微生物制剂和酶制剂联合处理。
7.根据权利要求1所述的提取方法，其特征在于，先将所述桉树原料与物料比为1:5～20的水混合均匀，再经微生物制剂和酶制剂联合处理。
8.根据权利要求1所述的提取方法，其特征在于，使用水蒸气蒸馏方法提取所述桉树原料；
优选地，蒸汽压力为0.2～0.5Mpa；
优选地，蒸馏时间为3～4h。
9.使用权利要求1-8任一项所述的桉树精油的提取方法制备得到的桉树精油。
10.权利要求1-8任一项所述的桉树精油的提取方法，或权利要求9所述的桉树精油在制备药物、化妆品、食品添加剂、香料、杀菌剂或洗涤剂中的应用。
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2020
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