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柚叶精油提取工艺与成分研究

柚叶精油提取工艺与成分研究

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作者：李欢欢中南林业科技大学

学位级别：硕士

柚（Citrus maxima Merr.）芸香科柑橘属重要大宗水果,我国是全球最大柚生产国,2018年种植面积达9.60万公顷,其中广东梅州现有柚子种植面积4.01万公顷。柚在种植过程中因抹梢疏枝产生大量废弃柚叶,不仅造成资源的极大浪费,同时废弃在果... 详细信息

柚（Citrus maxima Merr.）芸香科柑橘属重要大宗水果,我国是全球最大柚生产国,2018年种植面积达9.60万公顷,其中广东梅州现有柚子种植面积4.01万公顷。柚在种植过程中因抹梢疏枝产生大量废弃柚叶,不仅造成资源的极大浪费,同时废弃在果园附近还大大会增加病虫害繁殖机会。作为芸香科植物的柚叶,具有独特的香味,本文从柚叶精油的提取工艺和化学组成出发,对柚叶精油提取和综合利用的潜力进行评估,主要研究结果如下:1、建立了一种基于顶空-固相微萃取-气相色谱/质谱联用技术的柚叶挥发性成分快速分析方法,优化后的顶空萃取分析条件如下:DVB/CAR/PDMS萃取头、萃取温度60℃、萃取时间30 min和平衡时间30 min。2、比较了 17个柚叶样品挥发性成分的组成、含量和香韵特征,从中分离、鉴定出52种挥发性成分,包括7类化合物:14种单萜烯、9种倍半萜烯、17种醛类、8种醇类、2种呋喃类、1种酮类及其他类化合物。从挥发性成分种类看,酸柚有42～47种,蜜柚有30-38种,沙田柚有31-37种。从总峰面积来看,最大的是沙田柚与酸柚,其次是葡萄柚,最少的是蜜柚。香韵特征主要分为3类,沙田柚与酸柚可归为一类,呈F-果香、C-柑橘香和G-青香等;葡萄柚归为一类,呈K-松柏香、M-铃兰花香和H-药草香等;蜜柚归为一类,呈G-青香、A-脂肪香、M-铃兰花香等。3、比较了不同采收季节中柚叶挥发性成分含量和组分差异,结果显示沙田柚柚叶峰面积均高于同期蜜柚柚叶,约为同期蜜柚的1.44～6.14倍。3月份沙田柚挥发性成分含量最高,为蜜柚的6.14倍。提示沙田柚柚叶精油含量比蜜柚高,适合作为提取精油的品种,3月份是合适的采收时间。运用代谢组学方法进行比较分析,结果显示沙田柚和蜜柚柚叶精油的组成差别明显,其中沙田柚柚叶特征性挥发物质为β-柠檬醛、α-柠檬醛、香叶醇和香茅醛等,而蜜柚柚叶特征性挥发物质为反式-3-己烯-1-醇。4、比较了不同干燥条件和不同储存条件对柚叶片挥发性成分的影响,结果表明不同干燥方式均对柚叶挥发性物质造成50%以上损失,损失率从大到小依次为冻干（72.93%）＞晒干（68.36%）＞阴干（63.15%）＞烘干（51.01%）。室温储存环境密封存放3天时,柚叶挥发性物质损失率约为85.00%;4℃密封储存15天时,柚叶挥发性损失30.00%;而-20℃密封储存30天时,柚叶挥发性成分几乎不损失,与鲜叶相比无显著差异。低温密封保存是减少柚叶储存过程中挥发性成分损失的有效办法。5、通过Box-Behnken实验设计优化了柚叶精油的水蒸汽蒸馏法提取条件,得到最佳条件为:提取时间8h、氯化钠浓度2%和料液比1:6。在该工艺下,柚叶精油得率0.071±0.01%,与预测值0.069%基本一致。6、GC-MS分析表明,水蒸气法蒸馏法提取的沙田柚柚叶精油主要为β-蒎烯（13.3%）、α-柠檬醛（10.3%）、β-柠檬醛（11.5%）等。活性测试表明,柚叶精油对耐甲氧西林金黄色葡萄球菌、金黄色葡萄球菌、大肠杆菌、枯草芽孢杆菌和铜绿假胞单菌等所有测试细菌均显示出较好的抑制活性,MIC在0.61～5.00%（v/v）之间,MBC在1.25～10%（v/v）之间。其中对耐甲氧西林金黄色葡萄球菌抑制效果最好,MIC为0.61%（v/v）、MBC为1.25%（v/v）。

关键词：柚叶精油顶空-固相微萃取-气相色谱-质谱联用法香气成分提取工艺抗菌活性

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