胡椒叶精油低共熔溶剂辅助提取、微乳制备及生物活性研究

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本文以胡椒叶精油为研究对象,利用低共熔溶剂辅助技术,配合微波辅助蒸馏提取胡椒叶精油,进行单因素和响应面优化了基于低共熔溶剂的微波辅助蒸馏提取胡椒叶精油的工艺,并对所得的胡椒叶精油进行气相色谱-质谱联用(GC-MS)技术分析化学组成,对胡椒叶精油的抑菌效果进行研究,利用O/W型微乳体系来研究胡椒叶精油微乳体系,并对其微乳液体系的稳定性以及抗氧化的生物活性。本论文的主要结论如下:(1)以不同种类的低共熔溶剂为提取剂从胡椒叶中提取精油,发现氯化胆碱-尿素组合的低共熔溶剂为最佳提取剂,精油提取率最高;采用基于低共熔溶剂的微波辅助蒸馏提取胡椒叶精油,对影响精油得率的液料比、微波功率、提取时间三个因素进行了单因素试验和响应面的工艺优化,结果是当液料比为16:1(mL/g),微波功率480 W,提取时间53 min时,在此条件下,精油最大得率为1.42±0.02%。通过对比分析蒸馏(HD)、超声辅助蒸馏(UAD)、微波辅助蒸馏(MAD)、基于低共熔溶剂的超声辅助蒸馏(DES-UAD)、基于低共熔溶剂的微波辅助蒸馏(DES-MAD)五种不同方法提取胡椒叶精油,发现基于低共熔溶剂的微波辅助蒸馏(DES-MAD)提取胡椒叶精油得率最高,比蒸馏(HD)、超声辅助蒸馏(UAD)、微波辅助蒸馏(MAD)、基于低共熔溶剂的超声辅助蒸馏(DES-UAD)方法提取的精油得率分别提高了17.48%、6.14%、5.66%、3.15%。(2)采用气相色谱-质谱联用(GC-MS)技术检测蒸馏(HD)、超声辅助蒸馏(UAD)、微波辅助蒸馏(MAD)、基于低共熔溶剂的超声辅助蒸馏(DES-UAD)、基于低共熔溶剂的微波辅助蒸馏(DES-MAD)五种胡椒叶精油的化学成分。研究发现五种胡椒叶精油有34种共同成分,其中烯烃类18个,醇类11个,醛类1个,酚类1个,酯类1个,其他化合物2个。主要成分包括:δ-榄香烯、异桉油烯醇、α-荜澄茄油烯、石竹烯、α-古芸烯、β-榄香烯、大根香叶烯D和喇叭烯,其中烯烃类化合物含量最高。发现基于低共熔溶剂的超声辅助蒸馏(DES-UAD)、基于低共熔溶剂的微波辅助蒸馏(DES-MAD)精油中δ-榄香烯分别为18.53%、17.52%。利用低共熔溶剂辅助技术提取胡椒叶精油提高了δ-榄香烯的含量。(3)利用琼脂扩散法和二倍稀释法研究胡椒叶精油对四种食物安全检测的主要细菌(大肠杆菌、鼠伤寒沙门氏菌、枯草芽孢杆菌、金黄色葡萄球菌)的抑菌效果,结果表明,胡椒叶精油对四种细菌都有抑制作用,其中基于低共熔溶剂的微波辅助蒸馏(DES-MAD)精油的抑菌效果显著大于蒸馏(HD)、超声辅助蒸馏(UAD)、微波辅助蒸馏(MAD)和基于低共熔溶剂的超声辅助蒸馏(DES-UAD)四种精油。胡椒叶精油对革兰氏阴性菌(大肠杆菌和鼠伤寒沙门氏菌)的抑菌效果显著优于革兰氏阳性菌(金黄色葡萄球菌和枯草芽孢杆菌)。通过抑菌圈实验、MIC(最小抑菌浓度)和MBC(最小杀菌浓度),发现五种胡椒叶精油均有抑菌效果但效果有所差异,其中基于低共熔溶剂的微波辅助蒸馏(DES-MAD)精油的对大肠杆菌的抑菌效果最佳,抑菌圈直径为22.41 mm,MIC为0.25 mg/mL,MBC为0.5 mg/mL。利用低共熔溶剂辅助提取的精油效果更好。(4)构建胡椒叶精油微乳体系,考察不同表面活性剂、助表面活性剂、Km值因素对微乳液的作用,利用伪三元相图选择合适的微乳液组分制备胡椒叶精油微乳液。最终制备以吐温80为表面活性剂,无水乙醇为助表面活性剂,70%的去离子水为水相的O/W型胡椒叶精油微乳液。其理化性质为:电导率为250.50±0.50μs/cm、黏度为20.76±0.22 m Pa/s、平均粒径为138.95±1.52 nm。最后,通过用DPPH,ABTS自由基清除能力测定及比较胡椒叶精油与胡椒叶精油微乳液的抗氧化活性。结果表明,胡椒叶精油微乳液在水相环境中的抗氧化活性显著优于胡椒叶精油的效果。
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