杉木油提取分离及生物活性研究开题报告

 2021-08-08 14:02:27

1. 研究目的与意义

杉木(Cunninghamia lanceolata(Lamb.) Hook.)是我国最主要的造林树种, 木材产量占全国商品木材的20%-25% , 每年木材加工过程中会产生大量的杉木锯屑,杉木屑作为加工废弃物,一直没被很好利用。杉木精油的主要成分为柏木醇、罗汉柏烯、α-柏木烯和β-柏木烯等。从主要化学组成及香型来看杉木精油与柏木油十分相近,但柏木生长周期在60年左右,而杉木15~20年即可成材。将杉木油替代柏木精油在香料工业中使用,在缓解柏木油资源匮乏的同时还能对杉木油进行高附加值的利用。但由于杉木油没有相关的行业标准,难以直接作为香精香料用于调香。

目前杉木油的主要提取方法是水蒸气蒸馏、有机溶剂浸提和干馏等。水蒸气蒸馏所得精油气味纯正,质量好,但精油得率较低,且产物会存在着水解等问题;有机溶剂浸提的精油分离复杂,且有溶剂残留的问题;干馏油得率很高但颜色深,杂质多,有强烈的焦苦气味,不能直接用于调香。要实现杉木油的高效提取还需对提取工艺进行优化。目前对杉木油生物活性方面的研究,主要是对常见细菌真菌的抑制能力进行测试,对杉木油在细胞以及抗氧化性方面的研究较少。杉木油作为《本草纲目》中记载的药材,有着良好的消炎止血的功能,但在国内外相关文献中对此记载甚少。通过对杉木精油以及杉木精油的单离产物的生物活性,可以由杉木油作为原料,生产一系列的天然的生物制剂,这对杉木资源的高附加值利用来说十分重要。

2. 国内外研究现状分析

我国魏惠芳[27]的一种杉木油的提取方法是改良传统的水蒸气蒸馏法。

选取杉木原料制得颗粒直径小于1mm的粉末状的杉木粉;将杉木粉置于压力为0.20.4mpa,温度为150250℃的蒸馏设备内,所述蒸馏设备内通入水蒸气对杉木原料进行保温保压蒸馏,所述水蒸气对杉木粉内的杉木油和木质进行分离蒸馏并产生含有杉木油的热蒸汽;将热蒸汽经过冷却设备进行冷却后获得含杉木油的蒸馏液;将蒸馏液进行油水分离,获得杉木精油;这种水蒸气蒸馏法提取杉木油,在生产过程中无添加剂的使用,通过将水蒸气通入到蒸馏设备内,从而使得受热均匀,避免局部过热,简化整个加工流程,增加精油的得油率,实现环保且不会对环境产生污染。

李一凡[28]公开了一种医用杉木油提取的方法,由以下步骤组成:(1)杉木料预处理:按照体积比v 杉木料 :v 非极性溶剂 =1:5~10,将杉木料与非极性溶剂混合在一起,在80℃~90℃下循环提取3~5小时,然后分离出预处理杉木料;(2)杉木油溶液制备:按照体积比v 预处理杉木料 :v 极性溶剂 =1:3~6,将预处理杉木料与极性溶剂混合在一起,在70℃~85℃下循环提取5~6小时,然后分离出杉木油溶液;(3)杉木油溶液浓缩:在38~42℃温度、负0.06~负0.09mpa真空度下,蒸发出甲醇和乙醇混合溶剂,当甲醇和乙醇混合溶剂蒸发完毕后,得到医用杉木油。

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3. 研究的基本内容与计划

内容:

1、采用不同产地杉木屑作为原料,以水蒸气蒸馏法提取精油,对提取工艺进行优化;

2、用gc-ms对精油化学组成进行分析,筛选出杉木的出油率高,化学组成特殊,利用价值高的产地杉木原料;

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4. 研究创新点

利用杉木油良好的生物活性和抗菌性的特点,可以在医学和食品方面进行应用研究,如杉木精油可强烈抑制危害人体健康的细菌如绿脓杆菌等的生长等,由此可以用在医药方面。

还可以研究一种以杉木精油为主的香水,配合其他的香精香料,不仅味道好闻还可以抑制菌类的生长。

杉木精油对十种常见菌种均有抑制外,还对肺癌,肝癌和口腔癌细胞有着一定的抑制作用。

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