绿豆蔻植物精油的提取、成分分析及抑菌活性研究*

黎颖欣，罗宇琪，陈温彤，吴利欢

（肇庆学院 环境与化学工程学院，广东 肇庆 526060）

绿豆蔻又称小豆蔻，是姜科多年生的草本植物，主要分布于印度、亚洲南部等地区。绿豆蔻果实可以入药，味辛、微甘，消化后味苦，健胃消食，温肾壮阳。主治寒性胃病，肾寒引起的腰腿酸痛，尿频，尿闭，肾功能衰竭等。绿豆蔻精油具有抗氧化、抑菌、杀虫等作用，可应用于护肤品和驱蚊液等日用化学品。提取植物精油的实验方法主要有压榨法、水蒸气蒸馏法[1,2]、有机溶剂浸提法[3]、超临界二氧化碳提取法[4]、超声微波辅助法[5]等，其中传统水蒸气蒸馏法仍然是目前最常用的提取精油的方法，具有操作简单、设备简易、成本低廉的优点。研究表明，在传统水蒸气蒸馏方法中加入一定浓度NaCl 溶液可提高精油得率[6,7]，本文采用盐析辅助水蒸气法提取绿豆蔻精油，目前未见文献报道。本实验通过单因素实验提取绿豆蔻精油，得到绿豆蔻精油提取的最佳条件，并进一步探讨绿豆蔻精油的生物活性，为绿豆蔻进一步开发利用提供实验依据，可更广泛应用于食品、医药、化妆品等领域。

高校作为当代大学生思想政治教育的主阵地，是促进大学生的思想政治社会化，使学生了解并认同社会主流意识形态，形成正确的世界观、人生观、价值观，培养思想政治素质，使其继承既有的思想政治关系；要帮助确立大学生的主体意识，使其在社会主义建设中自觉承担起建设者和接班人的使命。因此，正如光明日报刊发的《高校思想政治教育的时代使命》一文中所阐明的：“高校思想政治教育伴随中国特色社会主义进入新时代而迈入新征程，应因事而化、因时而进、因势而新，切实肩负起新时代赋予的新使命。”[1]

1 实验部分

1.1 材料与仪器

绿豆蔻购自广西桂味王食品有限公司，经粉碎后，密封于4℃冰箱备用。

营养肉汤NB、营养琼脂NA，海微生物科技有限公司；金黄色葡萄球菌、枯草芽孢杆菌、大肠杆菌、沙门氏菌，均由肇庆学院食品与制药工程学院微生物实验室提供。

752N Plus 型紫外可见分光光度计（上海仪电分析仪器有限公司）；8890-5977B 型气相色谱-质谱联用仪（美国安捷伦科技有限公司）；PR2242ZH 型电子分析天平（美国奥豪斯）；FW-400 A 型高速万能粉碎机（25000r·min-1常州市伟嘉仪器制造有限公司）；SLI-400 型隔水式电热恒温培养箱（东京理化器械株式会社）。

1.2.4.4 抑菌活性的测定 本实验采用滤纸片法[8]检测绿豆蔻精油对各供试菌的抑菌活性。将直径为0.60cm 的圆形滤纸片置于小烧杯，经121℃高温灭菌30min 后，在无菌条件下分别放入绿豆蔻精油原液和95% 乙醇浸泡2h。然后在无菌条件下向配制好的固体培养基中加入0.1mL 悬菌液，涂布均匀，再用无菌镊子分别将浸泡有绿豆蔻精油和95%乙醇的滤纸片各1 片间隔贴在含菌平板上，轻轻按压使其紧密接触，并于37℃恒温培养箱中倒置培养24h，观察滤纸片周围是否出现明显抑菌圈，用直尺测量滤纸片的抑菌圈直径，以毫米作为单位记录数据。供试菌种各进行两组平行实验，实验数据取平均值。

1.2 实验方法

生物质颗粒燃料的加工工艺主要包括原料接收、粉碎、混合、除尘、成型、冷却、筛选回收和计量包装等工序，具体工艺流程图如图1所示。

式中 v：精油体积，mL；ρ：相对密度，g·mL-1；m：绿豆蔻粉末质量，g。

我们知道，在学习之前相关知识掌握的程度对学习有很大的影响。比如在进行小说的学习之前，学生已经对小说的分类以及各类小说的特点有一定的了解就会使课堂教学的效果更加显著。但是纵观现在的语文课堂，很多语文老师忽略了具体文学知识的传授，而只是一来就引导学生对文本进行分析，学生对小说的基本知识都不清晰，学习起来自然比较吃力。

2.1.2 液料比对精油提取率的影响 固定加入浓度为5%的NaCl，时间为3.0h，考察液料比对绿豆蔻精油提取率的影响，结果见图2。

2007年以来，宁夏引黄灌区采取“小步快跑、逐步到位”方式，连续2次调整农业供水价格，极大促进了水资源的可持续利用。超定额水价政策的实行，水价杠杆作用的发挥，使“水是商品”的理念深入人心。协会组织的建设，进一步提高了灌溉管理水平，支斗渠用水效率得到了大幅提升。2011年宁夏引黄灌区累计引水64.6亿m3，较2005年减少7.5亿m3，较实施统一调度的1999年减少23.2亿m3，在全国节水型社会建设中发挥了重要的引领、带动和示范作用。

1.2.4.3 平板的制备 取现配的500mL 牛肉膏蛋白胨培养基，在无菌条件下将降温至50°C 的现配培养基倒入已灭菌的培养皿中均匀铺开，待培养基凝固后，移取0.1mL 菌悬液于平板中心，涂布均匀，备用。

1.2.1 盐析辅助水蒸气蒸馏法提取绿豆蔻精油 将20g 绿豆蔻粉末放入500mL 圆底烧瓶中，按照一定质量比加入NaCl 溶液，连接蒸馏装置，加热沸腾后蒸馏提取，记录所得精油的体积，按下式计算精油的提取率（%）。

（2）液料比对精油提取率的影响 设定NaCl 浓度为5%，时间为3.0h，测定不同液料比（8∶1、10∶1、12∶1、14∶1、16∶1（mL∶g））对提取率的影响。

其次，南宁的会展旅游营销力度弱。这是一个“酒香也怕巷子深”的时代，一个企业或品牌能否胜出，除了实力之外，更重要的还在于它的影响的水平。对于东博会，无论是政府还是业界人士抑或是普通大众，我们的关注点都集中在了展会成交额本身，这是无可厚非的，但我们忽略了旅游的宣传。对于南宁市而言可以乘此机会，进行我们的旅游宣传，带动与会人士的旅游消费，加深其在南宁的旅游行为。南宁旅行社等相关旅游企业，在东博会期间缺乏对旅游氛围积极营造，缺少度假旅游产品的安排，参展人员在南宁期间较少进行南宁深度游。

（3）提取时间对精油提取率的影响 设定NaCl浓度为5%，液料比为12∶1（mL∶g），测定不同提取时间（2、2.5、3、3.5、4、4.5 h）对提取率的影响。

1.2.3 绿豆蔻精油化学成分分析 取1μL 绿豆蔻精油进行GC-MS 数据定性分析，挥发性成分根据质谱图再经计算机库（NIST17.L）检索，结合保留指数及相关文献进行人工图谱分析，相似度大于75%的结果经人工定性后，确定绿豆蔻精油的主要化学成分。

所获精油利用GC-MS 联机分析，GC-MS 操作条件 为：Thermo TR-5 MS 毛细管柱（5%苯基聚苯乙烯-硅氧烷，30m×0.25mm，0.25μm），He 载气流速为1.0mL·min-1，进样器温度250℃，进样量0.4μL，分流比40∶1，程序升温控制柱箱温度：50℃升至230℃，升温速度10℃·min-1，然后230℃升至280℃，升温速度20℃·min-1，最后恒温10min；EI 源70eV，MS 扫描范围50～450m/z，溶剂脱附时间1min。正构烷烃被用于测定化合物的保留指数（RI）。

1.2.4 绿豆蔻精油的抑菌活性测定

1.2.4.1 培养基的制备 牛肉膏蛋白胨培养基的配制 将16.50g 的营养琼脂和500 mL 去离子水加热至溶解，用洁净的三角瓶分装，包扎标记，做塞，置于高压蒸汽灭菌锅，121°C 灭菌30min，现配现用。

1.2.4.2 菌种的培养及菌悬液的制备 取洁净的试管放入高压蒸汽灭菌锅，于121℃灭菌30min，称取9.00g 的营养肉汤（NB）和500mL 去离子水加热至溶解。在无菌条件下用移液管各取9mL 待用的营养肉汤于待用的试管中分装，经121℃灭菌30min 后备用。在无菌条件下，分别将各供试菌种移取适量至装有待用营养肉汤的试管中，置于37°C 恒温培养箱中培养24h 活化。

（1）NaCl 浓度对精油提取率的影响 设定液料比为12∶1，时间为2.5h，测定不同NaCl 浓度（2%、3%、4%、5%、6%）对提取率的影响。

Study on the separation and purification of 2–undecanone from CFAD 3 20

2 结果与讨论

2.1 单因素实验

2.1.1 NaCl 浓度对精油提取率的影响

由图3 可见，随着提取时间的增加，精油提取率呈先增加后减小的趋势。提取时间在2.5~3.5h 范围内，提取率随时间增加而增加，3.0h 的提取率最高，但超过3.0h 后，精油的提取率开始下降，这可能是因为精油长时间在高温环境下导致易挥发的精油成分损失，也有可能是精油的挥发速率高于出油率，导致提取率降低，因此，提取时间为3.0h 最有利于绿豆蔻精油的提取。

图1 NaCl 浓度对精油提取率的影响Fig.1 Effect of NaCl concentration on the extraction rate

由图1 可见，NaCl 浓度在2%～5%范围内，精油提取率随着NaCl 浓度的增加相应增加；当NaCl 浓度为5%时，精油提取率为4.3%，达到最高；而当NaCl 浓度超过5% 时，精油提取率开始下降。原因可能是一定浓度的NaCl 可以增大绿豆蔻组织细胞内外的渗透压，促使细胞中油脂类化合物更容易溶出，并随水蒸气一起蒸出；而当NaCl 浓度过高时，精油在水中的溶解度降低，导致随水蒸气蒸馏出的精油量减少，提取率降低。因此，NaCl 浓度在5%左右最有利于精油的提取。

1.2.2 单因素实验

图2 液料比对精油提取率的影响Fig.2 Effect of liquid-solid ratio on the extraction rate

由图2 可见，随着液料比的增加，精油提取率呈先上升后下降的趋势。液料比为8∶1～12∶1（mL∶g）时，提取率随液料比的增加而增加，原因是蒸馏水增加导致水蒸气释放速度加快，增大与原料的接触面积，浸泡更加充分，植物细胞更容易破裂，精油不断渗出；当液料比超过12∶1（mL∶g），精油提取率下降，原因是加蒸馏水的量过多，导致精油在水中溶解度增加，反而降低了提取率，因此，液料比在12∶1（mL∶g）时，精油提取率可达最高为5.6%。

2.1.3 提取时间对精油提取率的影响 固定料液比为12∶1（mL∶g），NaCl 浓度为5%，考察提取时间对绿豆蔻精油提取率的影响，结果见图3。

图3 提取时间对精油提取率的影响Fig.3 Effect of extraction time on the extraction rate

固定液料比为12∶1（mL∶g），时间为2.5h，考察NaCl 浓度对绿豆蔻精油提取率的影响，结果见图1。

STS教育就是在STS思想指导下，为培养了解科学技术、能积极参与科学技术相关社会问题的决策、具有一定科学素养的公民而进行的一种教育，突出科学技术在个人和社会方面的应用以及科学、技术和社会之间的相互作用。

2.2 绿豆蔻精油的化学成分分析

根据1.2.3 实验方法对绿豆蔻精油进行GCMS 分析，图4 为绿豆蔻精油的GC-MS 谱图，由谱图可以确定绿豆蔻精油的主要化学成分，见表1。

表1 绿豆蔻精油的主要化学成分Tab.1 Main chemical constituents of essential oil from cardamom

图4 绿豆蔻精油GC-MS 谱图Fig.4 GC-MS spectrogram of cardamom essential oil

由表1 数据可见，绿豆蔻精油经GC-MS 分析检测出20 种化合物，其中萜类化合物18 种，醇类化合物4 种，酯类化合物4 种。据文献资料可知，由于萜烯类化合物具有抑菌作用，烃类含氧有机化合物起辅助抑菌作用。因此，初步推测绿豆蔻精油中主要化学成分包含烃类含氧有机化合物和萜类化合物，这些物质发挥了协同抑菌作用。

2.3 绿豆蔻精油的抑菌活性测定

根据1.2.4 实验方法，采用滤纸片法测定绿豆蔻精油的抑菌圈直径，结果见表2。

表2 绿豆蔻精油的抑菌圈直径（mm）Tab.2 Diameter of inhibition zone of cardamom essential oil

由表2 可见，绿豆蔻精油对金黄色葡萄球菌、大肠杆菌、枯草芽孢杆菌、沙门氏菌均有良好的抑菌作用，其中对大肠杆菌的抑菌效果最好。

工程从规划、设计、施工到决算的每一步，虽都有专门部门进行材料成本管理，但部门间的横向联系、相互衔接工作做的还不够，未能达到密切配合、相互监督的高度.虽都已认识到成本管理是全员控制和全过程控制的工作，但在具体的工作实践中，还是存在各部门间因横向联系不畅或信息传递不及时，达不到精细化管理要求的情况.

3 结论

本研究利用单因素实验确定了盐析辅助水蒸气蒸馏法提取绿豆蔻精油，较优提取条件为NaCl 浓度为5%、液料比为12∶1（mL∶g）、提取时间为3.0h，精油的提取率最高可达5.6%；通过气相色谱-质谱联用法（GC-MS）对绿豆蔻精油成分进行分析，检测出20 种化合物，其中萜类化合物18 种；进一步采用滤纸片法检测绿豆蔻精油对枯草芽孢杆菌、金黄色葡萄球菌、大肠杆菌、沙门氏菌的抑菌活性，检测结果表明，绿豆蔻精油对这4 种菌种均有良好的抑菌效果，其中对大肠杆菌的抑菌效果最好。