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二、微波结果与讨论
1、辅助法香辅助条件对香茅草出油率的茅草影响
由表2可以看出,在其他条件都相同的精油情况下,在水蒸气蒸馏前加入NaCl和增加微波辅助能够提高香茅草的取及出油率。可能的抑菌研究原因是,加入NaCl能降低精油在水中的活性溶解度,易于油水分离,微波使植物细胞易于破裂,辅助法香以提高出油率,茅草增加微波辅助,精油可以增强内加热效应,取及细胞壁和细胞膜破碎效果增大,抑菌研究能够释放出更多的活性挥发性成分。
2、微波香茅草不同部位的精油出油率比较
由表3可以看出,在相同的条件下,香茅草不同部位的干燥和鲜样的出油率差异显著(p<0.001),其中,干燥叶样的出油率最高,可达0.513%,因此在选择干燥叶样优化提取工艺,并进行抑菌活性研究。
3、香茅草精油的单因素试验
(1)料液比对香茅草精油出油率的影响
料液比对香茅草精油提取率的影响见图1,随着料液比的增大香茅草精油的提取率也随着增高,当料液比增至1:15时达最高,料液比超过1:15时,出油率迅速下降。因为在共水蒸馏提取香茅草精油的过程中,如果蒸馏水的用量太小,样品没有得到充分浸泡,加热过程中蒸馏水蒸发很快,使油不能完全蒸出,影响出油率。但是随着料液比的增加,出油率下降,同时增加能耗和蒸馏时间,液面厚度一定程度上影响了微波的吸收。因此,香茅草精油提取料液比控制在1:15。
(2)NaCI质量浓度对香茅草精油出油率的影响
NaCl质量浓度对香茅草精油出油率的影响见图2,随着NaCI质量浓度的逐渐增加,出油率也显著增加,当NaCl质量浓度超过1.5g/L时,出油率迅速降低。加入NaCI能够增大细胞内外渗透压差,使挥发性成分能够容易溶出,能降低精油在水中的溶解度,所以NaCI质量浓度控制在1.5g/L左右较合适。
(3)微波功率对香茅草精油出油率的影响
如图3所示,当微波功率200~350W时,香茅草精油出油率急剧增加,微波功率由350~700W时,香茅草精油出油率缓慢降低。这是由于外加电场作用增强,微波引起的极性分子如水的极化作用增强,此时,分子热运动能增大,可以在较短的时间破坏细胞壁,同时萃取出挥发性成分。但随着微波功率继续增大,出油率下降,这是由于挥发性物质也可能容易发生氧化分解。因此,微波功率在350W时精油得率最佳。
(4)微波时间对香茅草精油出油率的影响
如图4所示,随着微波时间的增长(3~5min),香茅草精油的出油率增加,微波时间到达5min时,出油率达到最高,但继续增加微波时间时,出油率又迅速下降,精油提取率上升,当微波时间达到5min时精油提取率达到最大值,5min之后提取率下降。
这可能是因为微波对香茅草的细胞具有破膜作用,微波时间长,破膜速度大,出油率增加,当微波处理时间超过5min时,细胞被破坏强烈,导致精油乳化现象严重,同时由于细胞膜的破坏,导致其他有机杂质也进入到精油中,出油率下降。因此,微波时间在5min时用微波辅助水蒸汽蒸馏法提取香茅草精油的出油率最佳。
4、正交试验优化香茅草精油提取工艺
表4直观分析来看,香茅草精油的最佳提取工艺为:A1B2C2D2,从极差分析结果可知,香茅草精油的最佳提取工艺为:A2B2C2D1,为此,在相同的条件下,对A1B2C2D2和A2B2C2D1分别进行5次重复性验证试验,试验表明,香茅草精油的平均出油率分别为0.517%和0.542%。由此可得香茅草精油的最佳提取工艺为:A2B2C2D1,即液比为1:15g/mL,氯化钠质量浓度为1.5g/L,微波功率为350W,微波时间为4min。
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