CN110250267A - 一种混合精油及其应用 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种混合精油及其应用，属于抑菌精油技术领域。所述混合精油包括如下体积百分比的组分：肉桂精油50～62％，丁香精油12～20％和百里香精油22～34％。本发明提供的混合精油绿色高效，具有强抗菌性能。将本发明提供的混合精油用于农作物储运，可降低农作物比如稻谷的霉变风险。
Description
技术领域
本发明涉及抑菌精油技术领域，具体涉及一种混合精油及其应用。
背景技术
在水稻的储运过程中，霉菌是直接危害水稻安全的主要微生物类群。霉菌会加速老化变质。由霉菌产生的霉菌毒素甚至严重威胁到消费者的人身安全。
随着合成药物副作用的频繁发生，天然植物提取物的应用对生活和生产的需求日益强烈。一方面，植物提取物的差异化的生理活性是其研究的动力。另一方面，植物提取物的低毒和经济可行性成为消费者和企业可接受的主要因素。近年来，食品工业对植物提取物有越来越多的兴趣，有的直接加入，有的与其他化合物结合，还有的用作食品的活性包装材料。
在植物提取物中，芳香植物和药用植物的精油具有广泛的生物活性，由于其优良的抑菌作用和抗虫性而受到人们的特别关注。Eugénia证明当归精油与商业抗菌剂联合使用，对真菌芽管的生长有极强的抑制作用。2.5μL/mL浓度的溶血率为10％，可用于皮肤念珠菌病的治疗。Brochot用混合精油对14株革兰氏阳性和革兰氏阴性细菌进行体外抗菌试验。结果表明，挥发油的抑菌浓度为0.1％-3％v/v，最重要的是，精油的目标不是DNA聚合酶，避免了病毒细胞产生耐药性的风险。大多数精油具有广泛的抑菌性能。在巴塔的研究中使用了25种不同的细菌和一种真菌物种作为测试生物体。包括了植物病原体，食物中毒和腐败菌，以及腐烂真菌黑曲霉(Aspergillusniger)。挥发油对所有被测生物体表现出明显的抑制作用。气相色谱-质谱分析表明，当挥发油达到气相和液相平衡状态时，挥发油的组成不同。此外，精油的成分在不同的温度下，气相也会发生变化。
迄今为止，大量的实验证明植物精油是萜类、醇类、酯类、醛类和酚类的混合物。
除了提取方法、植物株和植物来源等外源因素外，精油本身的复杂性使人们无法确定其微量成分是否含有协同抑菌作用。但是由于萜类、醇类和醛类物质具有显著的抗菌性能，它们被认为是精油的发挥抗菌作用的主要因素。因此，挥发油具有较强的挥发性和抑菌性，可作为一种特殊的抑菌剂来抑制霉菌的生长。
在工农业生产和科学实验中经常遇到混料问题。混料设计研究的目的不仅仅是开发出更好的或创新的配方，同时也解释了关于独立因素之间的反应和相互作用的一般概念。混料设计的各分量的比例必须是非负的，其总和必须为1，这就决定了混料设计是一个受特殊约束的回归设计问题。在工业试验中，如沥青、混凝土和混合柴油等产品都可以通过混料回归设计来解决。然而，现有研究中很少有通过混料设计来优化植物精油在抑制真菌中的挥发性组分的性能。
发明内容
有鉴于背景技术中存在的技术问题，本发明的目的在于提供一种具有强抗菌性能的混合精油及其应用。
为了实现上述发明目的，本发明提供以下技术方案：
本发明提供了一种混合精油，包括如下体积百分比的组分：肉桂精油50～62％，丁香精油12～20％和百里香精油22～34％。
优选的，所述混合精油包括如下体积百分比的组分：肉桂精油53～59％，丁香精油14～18％和百里香精油25～31％
优选的，所述混合精油包括如下体积百分比的组分：肉桂精油57.9％、丁香精油15.0％和百里香精油27.1％。
本发明提供了上述混合精油在抑制真菌中的应用，所述抑制真菌不包括疾病的治疗方法。
优选的，所述抑制真菌包括：抑制农作物储运过程中的真菌污染。
优选的，所述农作物包括水稻、大豆和玉米中的一种或多种。
优选的，所述真菌包括：Aspergillus tritici，Aspergillus jensenii，Aspergillus versicolor，Penicillium brocae和Aspergillus sydowii中的一种或多种。
优选的，采用熏蒸的方式抑制真菌：每立方米使用34mL～62mL的混合精油熏蒸24～48h。
有益效果：本发明提供了一种混合精油，包括如下体积百分比的组分：肉桂精油50～62％，丁香精油12～20％和百里香精油22～34％。本发明提供的混合精油绿色高效，具有强抗菌性能。将本发明提供的混合精油用于农作物储运，可降低农作物比如稻谷的霉变风险。
附图说明
图1为本发明实施例1所述增强型简单质心混料设计的原理图；
图2为本发明实施例1所述Aspergillus tritici在不同植物精油组合作用下响应的MIC的2D轮廓图；
图3为本发明实施例1所述Aspergillus jensenii在不同植物精油组合作用下响应的MIC的2D轮廓图；
图4为本发明实施例1所述Aspergillus versicolor在不同植物精油组合作用下响应的MIC的2D轮廓图；
图5为本发明实施例1所述Penicillium brocae在不同植物精油组合作用下响应的MIC的2D轮廓图；
图6为本发明实施例1所述Aspergillus sydowii在不同植物精油组合作用下响应的MIC的2D轮廓图；
图7为本发明实施例1所述混料设计结果。
具体实施方式
本发明提供了一种混合精油，包括肉桂精油，丁香精油和百里香精油。在本发明中，以所述混合精油的体积为100％计，所述肉桂精油的体积百分比为50～62％，优选为53～59％，更优选为57.9％；所述丁香精油的体积百分比为12～20％，优选为14～18％，更优选为15.0％；所述百里香精油的体积百分比为22～34％，优选为25～31％，更优选为27.1％。本发明对上述各精油组分的来源不作特别限定，本领域常规市售产品即可。
本发明以抑菌率为指标，从10种单方精油中筛选了具有强抗菌性能的肉桂精油，丁香精油和百里香精油。然后采用增强单纯质心混料设计方法，建立多项式模型，描述对每种霉菌抑制作用与其比例之间的关系，最终得到上述组分的混合精油。本发明提供的混合精油绿色高效，具有强抗菌性能，对从稻谷中分离的5种真菌(Aspergillus tritici，Aspergillus jensenii，Aspergillus versicolor，Penicillium brocae和Aspergillussydowii)具有较好的防治效果。
本发明还提供了上述混合精油在抑制真菌中的应用，所述抑制真菌不包括疾病的治疗方法。
在本发明中，所述抑制真菌优选包括：抑制农作物储运过程中的真菌污染。所述农作物优选包括水稻、大豆和玉米中的一种或多种；更优选包括水稻。所述真菌优选包括：Aspergillus tritici，Aspergillus jensenii，Aspergillus versicolor，Penicilliumbrocae和Aspergillus sydowii中的一种或多种。将本发明提供的混合精油用于农作物储运，可降低农作物的霉变风险。在本发明更具体的实施方式中，采用熏蒸的方式抑制真菌：每立方米使用34mL～62mL(更优选地，每立方米使用45～55mL)的混合精油熏蒸24～48h(更优选地，熏蒸时间为30～40)。本发明提供的应用方法能在较低的精油用量下达到较好的抑菌效果。
下面结合实施例对本发明提供的技术方案进行详细的说明，但是不能把它们理解为对本发明保护范围的限定。
实施例1
(1)从10种单方精油中筛选出强抗菌性能的精油，10种单方精油分别为：甘草精油、何首乌精油、百里香精油、丁香花精油、青蒿精油、柠檬桉精油、野菊花精油、马齿苋精油、肉桂、苍术(均购买于吉安市青原区荣田天然香料厂)。
参照国标GB 4789.15-2016食品安全国家标准-食品微生物学检验-霉菌和酵母计数的方法，对抑菌率进行测定：
润洗稻谷样品后，选择合适的梯度，倒入孟加拉红培养基。一次性滤器(0.22μm)过滤单方精油，待培养基冷却凝固后，倒置平皿，于皿盖放入一片灭菌滤纸片(d＝3cm)，滴入5μL单方精油，以滴入无菌蒸馏水的平皿为空白实验，同时做3组平行。倒置培养3～5d后，进行霉菌菌落的计数，以抑菌率为指标筛选3种抑菌能力强的单方精油进行下一步试验。
抑菌率公式如下所示。
式中，A1为空白组的菌落数；A2为实验组的菌落数。
实验结果如表1所示。
表1 10种单方精油的抑菌率测定
| 样品(精油) | 组1 | 组2 | 组3 | 平均值 | p值 | 抑菌率 |
| 对照 | 75 | 77 | 74 | 75.33 | ||
| 甘草 | 77 | 68 | 73 | 72.67 | 0.502 | 3.54％ |
| 何首乌 | 58 | 52 | 58 | 56.00 | 0.021 | 25.66％ |
| 百里香 | 38 | 45 | 53 | 46.67 | 0.005 | 38.05％ |
| 丁香花 | 27 | 31 | 20 | 28.00 | 0.002 | 62.83％ |
| 青蒿 | 47 | 48 | 50 | 48.33 | 0.003 | 35.84％ |
| 柠檬桉 | 50 | 46 | 47 | 47.67 | 0.004 | 36.73％ |
| 野菊花 | 61 | 51 | 65 | 59.00 | 0.084 | 21.68％ |
| 马齿苋 | 50 | 58 | 60 | 56.00 | 0.026 | 25.66％ |
| 肉桂 | 4 | 2 | 1 | 2.33 | 0 | 96.90％ |
| 苍术 | 68 | 62 | 57 | 62.33 | 0.051 | 17.26％ |
(2)混料回归设计
为了评估精油的一元、二元、三元混合抑菌效果，使用单纯型增强质心混料设计，每种精油所占混合物的百分比范围为0～1，对设计空间比例无限制。混料实验设计的要点是三角形的3个顶点(1、2、3)(分别对应于3种植物精油)、三边中点(4、5、6)、中心点(重心7)和3个增强点(8、9、10)，由三元组合的二进制设计组成。(增强型简单质心混料设计原理如图1所示)
每种真菌的完整实验设计包括14个实验，其中包含3个顶点和一边的中点的增强设计，本实验以随机顺序进行。
(3)最低抑菌浓度(MIC)的测定
按照混料设计给出的设计方案，将单方精油配制为混合精油。
通过采用微量稀释法测定每种菌株的MIC：
以0.05％吐温-80将精油的浓度稀释为50μL/mL、25μL/mL、12.5μL/mL、6.25μL/mL、3.125μL/mL，封上封口膜待用。按顺序在1.5mL离心管中加入PBD培养基780μL、200μL菌液(浓度为1×108个/mL)、20μL MTT(浓度为0.5mg/mL)，以快速混匀器将溶液混匀。将滤纸片卡入离心管盖内，滴入10μL混合精油，使离心管中精油气相浓度最终为1μL/mL、0.5μL/mL、0.25μL/mL、0.125μL/mL、0.0625μL/mL，于27℃避光培养24h～48h，以最终蓝色絮状结晶长满空白组的培养基为观察时间点。通过观察评估精油抑制该菌的最低抑制浓度(MIC)。
在本实施例中，测试用霉菌菌种均在实验室条件下从稻谷中分离：Aspergillustritici(KP987088)，Aspergillusjensenii(MH725588)，Aspergillus versicolor(KJ527011)，Penicillium brocae(MH475444)，Aspergillus sydowii(MG991624)。
不同菌株MIC测定的混料设计矩阵和实验响应值如表2所示。
表2 不同菌株MIC测定的混料设计矩阵和实验响应值
不同菌株在混合精油处理下的响应模型方差分析如表3所示。
表3 不同菌株在混合精油处理下的响应模型方差分析
注：R2为确定系数；R2adj为调整系数；P为差异显著性。R2和R2adj越接近1说明模型越好。P值小于0.05代表模型显著，且越小越好
根据表3的优选方案建立模型，不同植物精油组合作用下响应的MIC的2D、3D轮廓图如图2～6所示。其中，图2为Aspergillus tritici的轮廓图；图3为Aspergillusjensenii的轮廓图；图4为Aspergillus versicolor的轮廓图；图5为Penicillium brocae的轮廓图；图6为Aspergillus sydowii的轮廓图。
混料设计结果如图7所示。经过混料设计，最终确定精油配方为59.7％(肉桂精油)、15.0％(丁香精油)和27.1％(百里香精油)，总体满意度为93.5％。
实施例2
本发明所述混合精油(59.7％肉桂精油、15.0％丁香精油和27.1％百里香精油)实际应用效果评价。
取500g稻谷置于2L烧杯中，再取混合精油68μL-124μL于50mL小烧杯中，最后将小烧杯平置于稻谷上进行熏蒸。分别于0h、24h、48h、72h、96h取25g稻谷样品，测定霉菌菌落总数(GB 4789.15-2016食品安全国家标准食品微生物学检验霉菌和酵母计数)。同时进行3组平行实验，结果如表4所示。
表4 效果评价实验结果
| 时间/h | 菌落总数cfu/g |
| 0 | 2527±27<sup>a</sup> |
| 24 | 1990±21<sup>b</sup> |
| 48 | 1607±30<sup>c</sup> |
| 72 | 1299±44<sup>d</sup> |
| 96 | 1218±34<sup>d</sup> |
由表4可知，本发明提供的混合精油在0～72h内均有显著的抑菌性能。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。
Claims (8)
1.一种混合精油，其特征在于，包括如下体积百分比的组分：肉桂精油50～62％，丁香精油12～20％和百里香精油22～34％。
2.根据权利要求1所述的混合精油，其特征在于，包括如下体积百分比的组分：肉桂精油53～59％，丁香精油14～18％和百里香精油25～31％。
3.根据权利要求1所述的混合精油，其特征在于，包括如下体积百分比的组分：肉桂精油57.9％、丁香精油15.0％和百里香精油27.1％。
4.权利要求1～3任意一项所述混合精油在抑制真菌中的应用，所述抑制真菌不包括疾病的治疗方法。
5.根据权利要求4所述的应用，其特征在于，所述抑制真菌包括：抑制农作物储运过程中的真菌污染。
6.根据权利要求5所述的应用，其特征在于，所述农作物包括水稻、大豆和玉米中的一种或多种。
7.根据权利要求5所述的应用，其特征在于，所述真菌包括：Aspergillus tritici，Aspergillus jensenii，Aspergillus versicolor，Penicillium brocae和Aspergillussydowii中的一种或多种。
8.根据权利要求5所述的应用，其特征在于，采用熏蒸的方式抑制真菌：每立方米使用34mL～62mL的混合精油熏蒸24～48h。
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2019
- 2019-07-25 CN CN201910676078.8A patent/CN110250267A/zh active Pending
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