一种红松挥发油的提取方法、一种森林空气及其应用
【专利摘要】本申请提供了一种红松挥发油的提取方法，其是将红松针与蒸馏水混合后，蒸馏提取，离心后，吸取上层挥发油；所述蒸馏提取的时间为1～3h，所述红松针与所述蒸馏水的液料比为1：(2.5～4)。本申请通过优化红松挥发油提取过程中的参数，使红松挥发油的产率、颜色、气味与挥发性均较好，将本申请提取的红松挥发油添加至森林空气中，使森林空气具有较好的抑制细菌、清洁烟雾空气与净化空气的作用。
【专利说明】
-种红松挥发油的提取方法、一种森林空气及其应用
技术领域
[0001] 本发明设及精油技术领域，尤其设及一种红松挥发油的提取方法、一种森林空气 及其应用。
【背景技术】
[0002] 精油化ssential oils)也称为挥发油(Volatile oils)，是存在于植物体内的一 类可随水蒸气蒸馈，在常溫下能挥发，且具有一定香味的挥发性油状液体的总称。
[0003] 植物精油中的单祗締、倍半祗締和双祗締等有机化学物质，具有杀菌、抗炎、抗癌 和促进生长激素分泌的性能，对促进支气管和肾脏系统活动、抑制精神焦躁、促进人体新陈 代谢、调节精神、消除疲劳和抗病强身均有一定的作用。精油中的祗締类有机化学物质，还 能促进空气电离而产生丰富的负离子，特别是森林对增加空气负离子浓度有巨大的作用。 空气中的负离子达一定浓度，不仅可W调节人们的屯、情，使人感到空气清新，舒展宜人，偃 情快意；而且对人体7个系统的30多种疾病具有抑制、缓解和辅助治疗作用，尤其对人体的 保健作用更为明显。
[0004] 此外，植物精油还可W调节人的情绪，可W用于芳香治疗。早在古代人们就已经开 发利用了植物挥发物。最早利用香料治疗疾病的是20世纪30年代法国的医学家R M Gattefosse，他无意中发现薰衣草油对火烧伤口不但具有杀菌和冷却效果，而且其特有的 柔和芳香还可起到安神镇定作用。历经十几年的研究，运位医学家将研究成果集结成书，书 名为《芳香疗法》(Aromatherapy)。此后，法国、意大利和英国的科学家就芳香物质对神经系 统和睡眠的作用等方面进行了研究。在日本芳香生理屯、理学已成为一个重要的研究方向。
[0005] 目前，植物精油在香料工业、医疗、农业等方面均得到了应用和发展。植物精油的 杀菌广谱性W及强杀菌活性使其开发成为消毒杀菌药剂。W植物精油为原料的空气消毒剂 可W应用于医院、旅馆、饭店、家庭居室及人群密集的公共场所消毒，其效果与医用紫外线 消毒法、过氧乙酸熏蒸法相当。相比其他消毒方法和消毒剂，植物精油气味芳香，对皮肤和 粘膜刺激性小，具有很好的开发前景。
[0006] 红松的果实、叶子与树干均具有很高的价值，其中红松的果实与叶子均具有一定 的医用价值，由此，
【申请人】提供了一种红松挥发油的提取方法，W期红松挥发油添加至森林 空气中也具有一定的药用价值。
【发明内容】
[0007] 本发明解决的技术问题在于提供一种红松挥发油的提取方法，按照本发明提供的 提取方法提取的红松挥发油添加至森林空气中具有抑制细菌、清洁烟尘空气和净化空气的 作用。
[000引本申请提供了 一种红松挥发油的提取方法，包括：
[0009]将红松针与蒸馈水混合后，蒸馈提取，离屯、后，吸取上层挥发油;所述蒸馈提取的 时间为1~化，所述红松针与所述蒸馈水的液料比为1:(2.5~4)。
[0010] 优选的，所述红松针与蒸馈水混合之前还包括：
[0011] 将所述红松针切段，所述红松针切断后的长度为0.8~1.2cm。
[0012] 优选的，所述红松针切断后的长度为1cm。
[0013] 优选的，所述蒸馈提取的时间为化。
[0014] 优选的，所述液料比为1:2.5。
[0015] 优选的，所述离屯、的转速为10000~1200化pm，所述离屯、的时间为10~15min。
[0016] 本申请还提供了一种森林空气，包括上述方案所述的提取方法提取的红松挥发 油。
[0017] 优选的，所述红松挥发油的含量为20vol %~40vol %。
[0018] 本申请还提供了上述方案所述的森林空气在烟雾空气清洁、细菌抑制与空气净化 中的应用。
[0019] 优选的，所述细菌包括大肠杆菌与金黄色葡萄球菌。
[0020] 本申请提供了一种红松挥发油的提取方法，其是将红松针与蒸馈水混合后，蒸馈 提取，离屯、后，吸取上层挥发油;所述蒸馈提取的时间为1~3h，所述红松针与所述蒸馈水的 液料比为1:(2.5~4)。本申请通过优化红松挥发油提取过程中的参数，使红松挥发油的产 率、颜色、气味与挥发性均较好，将本申请提取的红松挥发油添加至森林空气中，使森林空 气具有较好的抑制细菌、清洁烟雾空气与净化空气的作用。
【附图说明】
[0021] 图1为本发明实施例3中红松挥发油放置Od与20d后的红松挥发油的GC-MS总离子 流图；
[0022] 图2为本发明实施例3中红松挥发油放置30d与150d后的红松挥发油的GC-MS总离 子流图；
[0023] 图3为红松针叶提取后挥发油成分的GC-MS总离子流图；
[0024] 图4为140°C、170°C、180°C、186°C、减压蒸馈产物的GC-MS总离子流图；
[0025] 图5为红松挥发油成份在不同溫度下馈出物中含量变化曲线图；
[0026] 图6为森林空气中红松挥发油成分分析的GC-MS分析的总离子流图。
【具体实施方式】
[0027] 为了进一步理解本发明，下面结合实施例对本发明优选实施方案进行描述，但是 应当理解，运些描述只是为进一步说明本发明的特征和优点，而不是对本发明权利要求的 限制。
[0028] 本发明实施例公开了一种红松挥发油的提取方法，包括：
[0029] 将红松针与蒸馈水混合后，蒸馈提取，离屯、后，吸取上层挥发油;所述蒸馈提取的 时间为1~化，所述红松针与所述蒸馈水的液料比为1:(2.5~4)。
[0030] 本申请提供了一种红松挥发油的提取方法，其是采用水蒸气蒸馈法进行的红松挥 发油的提取。
[0031] 在提取红松挥发油的过程中，作为优选方案，本申请首先将所述红松针切段，将其 切至0.8~1.2畑1，更优选为1cm。所述红松针与所述蒸馈水的液料比优选为1:(2.5~4)，更 优选为1:2.5。所述提取的时间优选为1~化，更优选为1~化，示例的，所述提取的时间优选 为比或化，最优选为化。所述离屯、的转速优选为10000~1200化pm，更优选为1200化pm，所述 离屯、的时间优选为10~15min，更优选为lOmin。
[0032] 按照本发明，所述红松挥发油的提取方法具体为：
[0033] 将红松针切段，置于挥发油测定器中，加入蒸馈水，蒸馈提取1~化，放出挥发油部 分，离屯、后吸取上层挥发油，得到红松挥发油。
[0034] 本申请提取的红松挥发油为无色或淡黄色透明液体；不溶于水；易溶于甲醇、乙 醇、丙酬、乙酸乙醋、氯仿、二氯甲烧、石油酸、正己烧、环己烧等;其比重为0.875;粘度:在转 速30巧111时，挥发油粘度为211.5111化-5(水：20〇111?3-8)，在转速12巧111时，挥发油粘度为 535mPa ? S(水:500m化? S);红松挥发油比重比水小，其粘度值接近水，具有较好的分散性 和流动性。
[0035] 本申请提供了一种森林空气，其包括上述方案提取的红松挥发油。所述森林空气 中红松挥发油的含量优选为20vol %~40vol %。
[0036] 本申请所述森林空气除红松挥发油外的其他森林空气部分本申请对其来源没有 特别的限制，为本领域技术人员熟知的森林空气，其可W为市售产品，也可W按照现有的方 法收集的森林空气。
[0037] 本申请还提供了所述森林空气的应用，由于本申请提供的森林空气中含有红松挥 发油，因此，所述森林空气在烟雾空气清洁、细菌抑制与空气净化中具有较好的应用。
[0038] 对于森林空气在烟雾空气清洁中的作用，烟雾空气是指空气中含有对人体有害的 烟尘，如空气中含有6，10，14-S甲基-2-十五烧酬、3-甲基十九烧、3-十六烧醇、9-十八締酸 酷胺、2-戊締酸甲醋和邻苯二甲酸二(2-乙基己）醋中的一种或多种。本申请提供的森林空 气对烟尘空气具有较好的清除效果。
[0039] 对于森林空气的细菌抑制应用，本申请所述细菌优选为大肠杆菌或金黄色葡萄球 困。
[0040] 对于森林空气的空气净化中的应用，本申请所述含有红松挥发油的森林空气对空 气中的PM10、PM2.5，具有较好的去除效果。
[0041] 为了进一步理解本发明，下面结合实施例对本发明提供的红松挥发油的提取方 法、森林空气与森林空气的应用进行详细说明，本发明的保护范围不受W下实施例的限制。
[0042] 实施例1水蒸汽蒸馈法
[0043] 将红松针切段，取200g置挥发油测定器中，加入蒸馈水500ml，蒸馈提取化，放出挥 发油部分，12，00化pm离屯、lOmin，吸取上层挥发油于新管中，称量重量，计算挥发油产率，记 录挥发油颜色及气味等，取加1挥发油滴在定性滤纸上，室溫放置5min，记录其挥发性。
[0044] 对比例1溶剂提取法
[0045] 将红松针切段，取200g置蒸馈烧瓶中，加入石油酸(沸程30-60°C)或乙酸500ml，水 浴回流提取2h，过滤后，减压蒸去溶剂，得到挥发油;称量重量，计算挥发油产率，记录挥发 油颜色及气味等，取加1挥发油滴在定性滤纸上，室溫放置5min，记录其挥发性。表1为实施 例1与对比例1采用不同的提取方法提取的红松挥发油实验结果数据表。
[0046] 表1不同提取方法对红松挥发油的影响数据表
[0047]
[0048] 由表1可知，水蒸汽蒸馈法提取的挥发油产率较低，颜色较浅，有较好的清香味，挥 发后残余物少;而用溶剂提取挥发油虽然产率高，但挥发油颜色深，松油味过于浓重，且挥 发后油斑明显，有较多的残留物。在实际应用中，挥发油应W其挥发性，赋香成份为重点考 虑要素，故建议采用水蒸汽蒸馈法提取红松挥发油。
[0049] 实施例2水蒸汽蒸馈法提取红松挥发油工艺优化
[0050] (1)提取时间优化
[0051] 将红松针切段，取200g置挥发油测定器中，加入蒸馈水500ml，分别提取1、2、化，取 挥发油部分，12,0(K)rpm离屯、lOmin后称量重量，计算挥发油产率，记录挥发油及气味等，取 5ul挥发油滴在定性滤纸上，室溫放置5min，记录其挥发性，实验结果如表2所示。
[0052] 表2提取时间对红松挥发油影响的数据表 [0化3]
[0054] 实验结果表明，提取1、化的红松挥发油几乎无色，在性状、气味上也无明显区别， 但后者产率较高，提取化的挥发油为浅黄色，松油味也较1、化的挥发油更浓重，挥发油产率 与化时相比提高约3%。取不同提取时间的红松挥发油，经GC-MS分析其化学组成差异，结果 表明，提取1、化的红松挥发油化学组成接近，但与提取化相比，前两者低沸点组分较多，而 化的高沸点组分较多，即其难挥发性成份含量较多（具体数据见红松挥发油成份分析部 分）。综合W上结果，确定红松挥发油提取时间化为宜。
[0055] (2)料液比条件的优化
[0056] 将红松针切段，按料液比1:4，1:3，1:2.5，1:2置挥发油测定器中，蒸馈提取化，取 挥发油部分，12，00化pm离屯、lOmin后称量重量，计算挥发油产率，实验结果如表3所示，
[0057] 表3料液比对红松挥发油提取的影响数据表
[0化引
[0059] 实验结果表明，料液比在1:2.5-4之间，红松挥发油产率差别不大，低于1:2.5时产 率下降较明显。1:2.5为适宜的料液比。
[0060] (3)原材料粉碎方法的优化
[0061 ]将红松针切段，按料液比1: 2.5加入蒸馈水，于组织粉碎机中粉碎至无明显切块， 转入挥发油测定器中，蒸馈提取化，同时做红松针切段的挥发油提取试验，提取结束后将挥 发油部分于12, OOOrpm离屯、lOmin，称量挥发油重量，计算产率，记录挥发油及气味等，取加1 挥发油滴在定性滤纸上，室溫放置5min，记录其挥发性，实验结果如表4所示。
[0062] 表4不同原材料处理方法对红松挥发油提取的影响
[0063]
[0064] 实验结果表明，将松针粉碎后其挥发油产量有所增加，颜色加深，气味更为浓重， 带有植物煮熟后的气味;从嗅觉感官上W切段提取的挥发油为好。综上所述，考虑到产率、 性状、气味等因素，确定红松挥发油提取工艺如下：红松挥发油提取采用水蒸汽蒸馈法，要 求松针切段(约1cm)，按料液比1:2.巧日入蒸馈水，蒸馈时间化。
[0065] 实施例3红松挥发油稳定性研究
[0066] 挥发油通常于室溫保存，由于其中多含抑菌成份，一般保存期较长，但其组分间或 与空气长时间接触可能导致成份发生变化。
[0067] 为考查红松挥发油组分的稳定性，将挥发油用无水硫酸钢脱水后，在37°C条件下 放置0d、5d、10(1、20(1、30(1、50(1和150(1后，取挥发油，用6(：-15分析其化学组成。0(1、20(1红松挥 发油GC-MS分析的总离子流图如图1所示，图1中黑色谱线为挥发油于37°C溫育Od的总离子 流图，粉色为溫育20d，下方为部分放大;30d、150d红松挥发油GC-MS分析的总离子流图如图 2所示。图2中黑色谱线为挥发油于37°C溫育30d的总离子流图，粉色为溫育150d，下方为部 分放大。
[0068] GC-MS分析结果表明，红松挥发油在37°C溫育150天，其主要成份与溫育前相比并 未发生明显变化，提示红松挥发油具有极好的稳定性，可W在室溫较长时间保存。
[0069] 实施例4红松挥发油的GC-MS分析
[0070] (1 )GC-MS分析样本处理:GC-MS分析要求样本量很低，挥发油不能直接进样，需要 稀释后才能用于分析;本研究中挥发油样本均经正己烧稀释至10% (V/V)，充分混合，置离 屯、机中，于1200化pm离屯、5min，取上清液化L进样。
[0071] (2)GC-MS 分析条件：
[0072] ①分析仪器：岛津公司气-质联用仪:GCMS-QP2010叫tra，自动进样器:A0C-20i+s;
[0073] ②GC条件：W氮气为载气，Rtx-5MS毛细管色谱柱(30m*0.25皿*0.25mm)，进样口溫 度T = 250°C，进样量1化，分流比100:1，流速1. OmL/min;程序升溫8°C/min至200°C，保持 2min;再 10°C/min 升溫至 280°C，保持 5.5min;
[0074] ③MS条件:离子源溫度T = 200°C，接口溫度T = 250°C，溶剂延长时间3.5min，检测 电压0.2kV，开始时间3.5min，结束时间33min，间隔0.103，扫描速度1000，扫描范围：111八 35-500；
[00巧]④数据解析：质谱结果在GCMS-QP2010叫化a质谱数据库NIST11中检索，最后经人 工校正对石油降解产物中各组分所对应的化合物进行鉴定。
[0076] (3)红松挥发油成份
[0077] 用水蒸汽蒸馈法提取红松松针段化，所得到挥发油的GC-MS结果如表5所示;成份 分析结果表明，红松挥发油中含有50种左右化合物，其中包含众多赋香成份，如罗勒締、0- 羡締、e-月桂締、D-巧締、松油締-4-醇、a-祗品醇、乙酸松油醋、衣兰締、石竹締、西松締等， 还有一些是松属植物特有香气成份，如:曹締、松油締、异松油締、乙酸松油醋、长叶羡締等。 某些组分还有独特的作用，如水芹締有杀虫作用;D-巧締具有抗癌作用，有可能抑制胆固醇 合成等作用;蛇麻締具有抗炎功效，有抑制感冒、肺炎等呼吸道疾病病毒作用;a-没药醇具 有抗炎，抗菌，抑制消化酶作用等。
[0078] 表5红松挥发油GC-MS分析结果数据表
[0079]
[00811
[0082] 实施例5不同提取时间红松挥发油的GC-MS组分对比分析
[0083] 红松针叶经水蒸汽蒸馈法提取化、2h和化，挥发油成份的GC-MS总离子流图如图3 所示。由图可知，提取1、化挥发油成份极相近，提取化的主成份发生明显变化，可能是其颜 色较深，气味浓重的原因。不同提取时间的挥发油主要组分见表6,成份分析结果与总离子 流图结果相吻合，提取l、2h所得挥发油成份极相近，提取3h的挥发油低沸点组分相对含量 明显低于短时间提取的挥发油，其主成份异蒲勒醇是在短时间提取物中未出现的新组分， 另一主要成份邻伞花控含量明显高于短时间提取物。另外，长时间提取的挥发油中还有松 香芹酬、桃金娘締醒等在短时间提取挥发油所不具备的组分。总之，长时间提取过程中红松 挥发油组分发生明显变化，在实际挥发油制备过程中应加 W注意。
[0084] 表6不同提取时间红松挥发油组分分析数据表
[00861
[0087] 实施例6红松挥发油分级蒸馈产物的GC-MS分析
[0088] 提取的红松挥发油若用于森林空气相关产品，要求挥发油具有较好的分散性和挥 发性。而红松中含有的一些高沸点组分一方面不易挥发，另一方面可能导致挥发油粘度增 加，不利于挥发油在空气中的挥发和均匀扩散。本项目采用精馈法，将红松挥发油组分按其 沸点不同加 W分离，通过对不同溫度区段蒸馈产物的组分分析，确定适宜的红松挥发油精 制品，使之有更宜人气味，更有利于添加到森林空气产品中。
[0089] 取水蒸汽蒸馈法提取的红松挥发油约50ml，置100ml蒸馈装置中，在蒸馈头转弯处 放置溫度计，油浴加热至产生挥发油蒸汽，收集馈出物，并记录溫度计溫度，升高油浴溫度， 使不同沸点组分依次馈出，最后用减压蒸馈将残余挥发性组分蒸出。将各溫度段馈出物用 正己烧稀释10倍后，取lul进行GC-MS分析。样品处理及分析条件同实施例4。
[0090] 140°C、170°C、180°C、186°C、减压蒸馈产物的GC-MS总离子流图如图4所示，图4中 黑色、粉色、蓝色、栋色、绿色谱线分别为140°c、17(rc、18(rc、186°c、减压蒸馈出的红松挥 发油，图(A)~图化)为总离子流图中不同保留时间的放大。结果表明，低溫时馈出物中W保 留时间短的产物为主，如在140°C条件下，组分主要集中于5-8min之间，保留时间大于1 Omin 的产物极少;而在高溫条件下，如186°C条件下，组分保留时间主要集中于10-17min，保留时 间短的组分较少，且多种高沸点组分在低溫时检测不到。
[0091 ] 140°C、170°C、180°C、186°C、减压蒸馈红松挥发油组分的部分鉴定结果如表7所 示。组分分析结果表明，在低溫蒸馈时低沸点组分先被馈出，运些馈分中W-些不饱和带环 的烧控为主，如3-亚甲基-二环[4.3.0]壬烧（19.68% )、S环[5.3.0.0(4,8)]癸烧 (12.56% )、7,7-二甲基-2-甲締基-二环[2.2.1]庚烧(7.71 % )、1-甲基-3-(1-甲基乙締基） 环己烧（18.20%)等，也有一些芳香类组分，如水芹締（1.75%)曹締（1.35%)、邻伞花控 (0.75 % )、丫-祗品締(7.63 % )等，沸点较高的组分只有泊乙酸冰片醋（2.17 % )。当溫度升 高到170°C左右时，一些沸点较高的芳香成份开始馈出，如间薄荷-4,8-二締(9.60% )、茨酬 (1.00%)、异冰片（2.04%)、a-祗品締(0.74%)、石竹締(3.03%)等。当溫度升高至180°C， 低沸点组分基本无残留，更多的高沸点芳香组分馈出，如a-孽澄茄苦素（1.22%)、巧王己締 (2.26% )、e-衣兰締（2.83%)、别香澄締（0.8%)、丫-衣兰油締（4.46%)、T-杜松醇 (1.66% )、a-杜松醇(0.96%)等。因为不能通过提高溫度的方法得到更多的馈分，我们采取 减压蒸馈的方式将挥发油残余的挥发性组分进一步蒸馈出来，运部分馈分中，保留时间在 lOminW下的组分含量更少，高沸点组分明显增多（保留时间13minW上），还有一些通过加 热不能馈出的组分，如薄草締（1.15%)、愈创木締（6.43%)、0-化1:山6]16]16(13.〇3%)、孽澄 茄油締醇(0.41%)等。
[0092] 同时注意到一些组分在各阶段都存在，如邻伞花控，相对含量在0.7-1.4%之间， 乙酸冰片醋相对含量在2-9%之间，4-曹締在0.4-1.9%之间等。部分红松挥发油成份在不 同溫度下馈出物中含量变化情况体现在图5中图5中?曲线为3-亚甲基-二环[4.3.0]壬烧 的含量变化曲线，曲线为a-水芹締的含量变化曲线，▲曲线为4-曹締的含量变化曲线，□ 曲线为乙酸冰片醋的含量变化曲线图，?为石竹締的含量变化曲线，?为a-杜松醇的含量 变化曲线图。保留时间短的组分3-亚甲基-二环[4.3.0]壬烧、a-水芹締、4-曹締等的趋势是 逐渐降低，在高溫部分完全消失;保留时间长的组分在低溫条件下不能馈出，随着溫度升高 馈出量增加，如杜松醇。处于中间的部分，则呈现先升高后降低的趋势，如乙酸冰片醋和石 竹等。
[0093] 综上所述，红松挥发油经过分级分馈，可将低沸点和高沸点组分大致分开，从而获 得低沸点组分或高沸点组分集中的馈分，为后续红松挥发油的精制及特色产品的研发提供 一条良好途径。
[0094] 表7不同蒸馈溫度红松挥发油组分分析数据表
[0096]
[0097] 实施例7森林空气产品中红松挥发油成份分析
[0098] 将经水蒸汽蒸馈法提取的红松挥发油添加到森林空气产品中，静置30天后，释放 森林空气，经正己烧吸收，应用GC-MS法分析其中挥发性成分。GC-MS分析的总离子流图如图 6所示，从图中可W看出，红松挥发油加到森林空气并再次释放后，失去了大多数高沸点组 分，仅易挥发的低沸点组分可通过释放，使森林空气具备松树的清香。
[0099] 森林空气释放的挥发油成份分析结果见表8,实验结果表明，红松挥发油加入森林 空气并再次释放后，其中挥发性成份主要为a-羡締(48.62%)，其次为茨締（10.82%)、D-巧 締(9%)、e-羡締(8.78%)、e-月桂締(7.76%)等。
[0100] 表8红松挥发油在森林空气中释放的GC-MS分析数据表
[01011
[0102] 实施例8森林空气对烟雾空气清洁效果的GC-MS分析
[0103] 森林空气中含有的负离子等对烟尘有较强的去除作用。为考察含有红松挥发油的 森林空气释放后的除烟效果，对比分析了有无森林空气释放吸烟室的挥发性成份。具体方 法如下：
[0104] 设置2个面积约10m2、结构、内饰物等相同的房间，W相同速度燃烧2支香烟，一个 房间W20L/min速度释放森林空气，另一个房间W相同速度释放正常空气。20min后，两个房 间同时启动空气过滤吸附正己烧为吸收溶剂），吸收时间20min。取吸收后的正己烧溶 液，定容至10ml，取化1进行GC-MS分析，仪器及分析条件同实施例4。
[0105] GC-MS分析结果见表9,分析结果表明，未加正常空气组的空气中含有大量对人体 有害或有刺激性成份，如6，10，14-S甲基-2-十五烧酬、3-甲基十九烧、3-十六烧醇、9-十八 締酸酷胺、2-戊締酸甲醋、邻苯二甲酸二(2-乙基己）醋等，而森林空气释放组未能检测出该 类物质，说明森林空气的释放可W有效清除空气中有害烟尘等，具有优良的空气清洁作用。
[0106] 表9森林空气对空气中烟尘清除效果的GC-MS分析数据表
[0107]
[0108] 实施例9红松精油对空气中常见细菌抑制作用研究
[0109] 红松精油提取选择不同方法提取的红松精油用于抑菌实验，分别为:直接购买的 红松精油、经粉碎后提取的红松精油、未经粉碎提取的红松精油3类。
[0110] 细菌种类细菌种类大肠杆菌（Escherichia coli)、金黄色葡萄球菌 (Staphylococcus aureus)、枯草杆菌（Bacillus subtilis)是空气中最为常见的细菌种 类，其中金黄色葡萄球菌在自然界中无处不在，空气、水、灰尘及人和动物的排泄物中都可 找到，美国疾病控制中屯、报告，由金黄色葡萄球菌(革兰氏阳性菌典型代表）引起的感染占 第二位，仅次于大肠杆菌(革兰氏阴性菌典型代表）。此外，从实验耐受性上比较，枯草的耐 受力大于金葡，金葡大于大肠，故选择此巧巾细菌作为本研究的供试菌种。
[0111] 菌悬液配置将3种供试细菌固体斜面培养基进行活化后，再转移到营养肉汤液体 培养基中进一步培养，然后利用平面培养基将各菌液浓度调到5X105CFU备用。
[0112] 抑菌作用测定红松精油用Tween-80稀释，经0.22皿微孔过滤器过滤，吸取稀释液， 在营养肉汤中配置不同浓度，分别为：1化/ml、扣L/ml、10化/ml、20化1/ml、50化/ml。将制备 好的各菌种菌悬液分别取5ml加到试管中，37°C下恒溫振荡培养，24h进行观察记录。每个浓 度梯度设置3个重复和1个空白对照。空白对照中不加任何精油类产品。
[0113] W抑菌率为测定指标。
[0114]
[0115] 培养结束后明显浑浊的试管说明有菌生长，对于透明的试管、空白对照管进行营 养平板的涂抹培养计数，每个营养平板滴加1(K)化待试样品进行培养观察，每个待试样品重 复3次。
[0116] 红松精油的定性抑菌实验结果如表10所示，由表10表明，3类红松精油对大肠杆 菌、金黄色葡萄球菌均有明显抑菌性，对枯草杆菌无抑制作用。
[0117] 表10红松精油对细菌抑制作用数据表 [011 引
[0120] 分析表10可知，购买的红松精油在化1/ml浓度下开始显示对大肠杆菌的抑制作 用，随着精油浓度的增加，抑菌率逐渐增加，在50iil/ml浓度下，可完全抑制大肠杆菌生长。 浓度的红松精油对金黄色葡萄球菌未显示抑制作用，但当精油浓度高于lOiil/ml 时，抑菌率达到100 %。
[0121] 经粉碎后提取的红松精油在1-10山/ml浓度范围内未显示出对大肠杆菌的抑制作 用，随着精油浓度的增加，抑制作用增强，20iil/ml精油浓度对大肠杆菌的抑菌率达到 40.80%，5化1/ml精油浓度对大肠杆菌的抑菌率达到76.32%。1-5山/ml浓度的红松精油对 金黄色葡萄球菌未显示抑制作用，但当精油浓度10山/ml时，抑菌率达到71.63%，且随着精 油浓度的增加，抑菌率增强。
[0122] 未经粉碎提取的红松精油在1-化1/ml浓度对大肠杆菌未显示出抑制作用，在10- 50山/ml浓度范围内抑菌率随药剂浓度增加而增强，精油浓度50iil/ml时抑菌率为84.21 %。 精油在1-lOiil/ml浓度范围内对金黄色葡萄球菌未显示抑制作用，但当精油浓度20iil/ml 时，抑菌率达到71.63%，精油浓度50iil/ml时抑菌率为91.82%，标明随着精油浓度的增加 抑菌率增强。
[0123] 因此，在实验设定的精油浓度范围内，3类红松精油对大肠杆菌、金黄色葡萄球菌 的抑制能力均随着精油浓度的增加抑菌率增强。
[0124] 实施例10含精油森林空气对细菌数量抑制作用研究
[0125] 取直径9cm的培养皿，在超净工作台上注入营养琼脂培养基，冷凝后使用。在取样 房间中屯、及四角方向各放置营养琼脂培养皿5个，打开平皿，暴露于空气中lOmin，然后将培 养皿至于37°C恒溫培养箱培养，24h后观察计数。释放森林空气(含有红松挥发油），30min后 再次取样。根据奥式公式计算每立方米所含细菌数。
[0126] 在取样房间充分燃烧香烟，形成烟雾环境，参照W上方法在房间内取样。取样后释 放森林空气，30min后再次取样。根据奥式公式计算每立方米所含细菌数。
[0127] 细菌数/m3 (CFU/V) = 50000N/AT;
[0128] A:平板面积(cm2) ;T:平板暴露时间(min) ;N:平均菌落数(CRJ)
[0129]
[0130] 结果如表11所示，由表11可知，释放含有红松精油的森林空气前后，空气中细菌数 量发生显著变化。在无烟雾环境中，含精油森林空气作用30min，抑菌率可达31.92%;有烟 雾环境下，抑菌率可达23.30 %。
[0131] 比较两种环境中含精油森林空气对细菌的抑菌率发现，在烟雾环境下，杀菌能力 降低;产生此种结果的原因可能是在烟雾环境中含精油气体与空气中细菌不能充分接触，
[0132] 表11不同环境中森林空气对细菌数量的抑制作用比较数据表 「nm1
[0134]由此可知，在森林空气产品中添加红松精油，可有效减少空气中细菌数量。精油类 产品为纯天然植物挥发油，小剂量释放即具有一定的杀菌效果，使用方便，刺激性气味小， 且含有很多单祗締、倍半祗締和双祗締等物质，在发挥杀菌、抗炎作用的同时还具有调节精 神、消除疲劳、抗病强身等功效。
[0135] 实施例11森林空气压缩释放中空气质量监测
[0136] 采样环境空气监测中的采样点、采样环境、采样高度及采样频率的要求，按《环境 监测技术规范》(大气部分)执行。
[0137] 分析方法各项污染物分析方法，见表12。
[0138] 表12各项污染物分析方法数据表
[0139]
[0140] 实验方法选取2个面积约10m2、结构、内饰物等相同的房间，W相同速度燃烧2支香 烟后取样测定，监测因子选取備2、5〇2、〇3、?11日、？12.日。采样完成后一个房间^2化/111111速度释 放森林空气，另一个房间W相同速度释放正常空气，20min后，两个房间同时启动大气采样 器，取样分析上述因子，采样时间20min。
[0141] ①二氧化氮(N02)
[0142] NO为无色、无味、微溶于水，在大气中易被氧化为N02，N02为栋红色，具有强烈刺激 性气体。
[0143] 1)原理：用冰乙酸、对双氨基苯横酸和盐酸乙二胺配成吸收液，大气中N02被氧化 成HN03和HN02。在冰乙酸存在的条件下，亚硝酸与对氨基苯横酸发生重氮化反应，然后再与 吸收液偶合，生成玫瑰红色偶氮化合物，其颜色深浅与样品中的含量成正比，然后用分光光 度法测定。
[0144] 2)标准曲线的绘制：配置标准系列，各加等量吸收液显色，定容制成标准曲线色 列，于540nm处分别测定其吸光度，根据数据值绘制标准曲线，测定样品溶液的吸光度：
[0145]
[0146] 式中:A-试样溶液的吸光度
[0147] Ao-试剂空白溶液的吸光度
[014引b-标准曲线性回归方程的斜率，吸光度? mlAig;
[0149] a-标准曲线性回归方程的截距；
[0150] V-采样用吸收液体积，mL
[0151] Vq-换算为标准状态(273K、101.3Wa)下的体积，L;
[0152] D-样品的稀释倍数；
[0153] f-saltzman试验系数，0.88(当空气中二氧化氮浓度高于0.720mg/m3时，f值为 0.77)。
[0154] 3)仪器:吸收瓶、便携式采样器、分光光度计、硅胶管等。
[0K5] 4)试剂:N-(l-糞基）乙二胺盐酸盐储备液、吸收原液、采样吸收液、=氧化铭、亚硝 酸钢、亚硝酸标准储备液、亚硝酸钢标准液。
[0156] 5)测定步骤：
[0157] 标准曲线的绘制:取6支10ml具塞比色管，按表13配制标准系列。
[0158] 表13亚硝酸钢标准系列表 rm.Roi
[0160] ~样品的测定:采样后，放置20min(气溫低适应适当延长显色时间。如室溫15°C时， 显色40minW上），用洗手液将采样瓶中洗手液的体积补至标线，混匀。将采样溶液移入1cm 比色皿中，采用标准曲线的方法测定试液空白液和样品溶液的吸收光度。若样品溶液的吸 光度超过标准曲线的测定上限，可用稀释液稀释再测定吸收光度。计算结果应乘W稀释倍 数。
[0161] ②二氧化硫(S〇2)
[0162] 1)原理:气样中的S〇2四氯隶钟吸收，生成稳定的二氯亚硫酸盐络合物，该络合物 再与甲醒和副玫瑰苯胺反应，生成紫色的络合物。其颜色深浅与S〇2浓度成正比，用分光光 度法测定，反应式如下：
[0163] HgCl2+2KCl=K2 阳 g(Cl)4]
[0164] [HgCl4]2-+S〇2+H2〇=[HgCl2S03]2*+2H++2Cr
[01化][HgC 12 S03 ] +肥册+2H=HgC 1 +册C肥S03H (径基甲基硫酸）
[0166] 2)标准曲线:先用亚硫酸钢标准溶液被指标准色列，在最大吸收波长处W蒸馈水 为参比测定的吸收光度，用空白试剂修正吸光度含量绘制标准光度，然后用同样的方法测 定显色后的样品溶液，经空白液修正后，按下列公式计算样品气中S〇2的含量：
[0167]
[016引式中:A-样品溶液的吸光度；
[0169] Ao-试剂空白溶液的吸光度；
[0170] Bs-校正因子l/b，l〇-3mgS〇2/(吸光度? 12mL);
[0171] b-回归方程的斜率；
[0172] Vt-样品溶液总体积，血；
[01 7引 Va-巧憶时所取样品体积，血；
[0174] Vn-标准情况下的采样体积，L;
[0175] 3)仪器：
[0176] a、吸收管:多孔波板吸收管，小型冲击是吸收管或大型气泡吸收管，用于30分钟到 一小时采样；125毫升多孔波板吸收瓶或125毫升洗气瓶，用于24小时采样。
[0177] b、大气采样:流量范围0-1升/分。
[0178] C、分光光度计
[0179] 4)试剂:所用水为除去氧化剂的重蒸馈水。
[0180] 0.04M四氯隶钟（TCM)吸收管：称取10.9克氯化隶化旨(：12)，6.0克氯化钟化(：1)和 0.06克乙二胺四乙酸二钢盐(化2-EDTA)溶于水中，稀释至1升。此溶液抑值约为4,在酸度计 上用0.01N氨氧化钢溶液调节pH值至5.2左右，此试剂可W稳定六个月；0.6 %氨基横酸胺溶 液;0.2 %甲醒溶液;0.1N舰胆备液;0.01师典溶液;淀粉指示剂;0.1000N舰酸钟标准溶液； 0.1N硫代硫酸钢胆备液；0.01N硫代硫酸钢溶液；二氧化硫标准溶液；盐酸付玫瑰苯胺； 0.016 %对品红使用液;1N盐酸溶液;3M憐酸溶液;1M醋酸-醋酸钢缓冲溶液。
[0181] 5)样品测定:将吸收液移入25毫升容量瓶中，用约5毫升水冲洗吸收管。测定24小 时平均浓度时，用吸收液将样品体积调整至75或100毫升标线，吸收10.00毫升样品溶液于 25毫升容量瓶。样品放置20分钟，W便臭氧分解。随每一批样品应测定试剂空白液和控制样 品，W检测试剂的可靠性和操作的准确性。配置方法:吸收10.00毫升四氯隶钟溶液于25毫 升容量瓶，配成试剂空白液;吸收2.00毫升二氯化硫溶液(2.0微克/毫升)于25毫升容量瓶 中，加入8.00毫升四氯隶钟溶液，配成控制样品。在试剂空白液、控制样品及全部样品中，分 别加入1.00毫升0.6%氨基横酸锭溶液，摇匀，放置十分钟W去除氮氧化物的干扰，W下步 骤同标准曲线的绘制。
[0182] 表14标准系列表
[0183]
[0184] 如果测定样品时的溫度和绘制标准曲线时的溫度相差不超过2°C，则二者试剂的 空白吸光度相差不应超过0.03。如超过此值，应重新绘制标准曲线。如样品的吸光度在1.0 ~2.0之间，可用试剂空白液稀释，在数分钟内再测定吸光度，使测得的吸光度值在0.03~ 1.0之间，氮稀释倍数不要大于6倍。
[01化]③可吸收颗粒浓度的测定PMio
[0186] 原理:使一定体积的空气，通过带有切割器的大流量采样器，小于的 可吸入颗粒物随气流经分离器的出口被截留在已恒重的滤膜上，根据采样前后滤膜的质量 及采样体积，即可计算出可吸入颗粒物浓度，用mg/m3表示。
[0187] (2)PMi谏样器:具有切割器的大流量采样器。
[018引收集效率为50%时的粒子空气动力学直径化0=(10±l)l(r3mm。切割曲线的几何 标准差^《（1.5±0.1)，在有风条件下(风速小于8111/3)切割器入口应具有各向同性效应。
[0189]监测结果及分析:森林空气释放前后空气质量测定结果见表14,〇3释放前后浓度 较为稳定，保持在12yg/m3,而N02、S02释放后略有降低，但总体S者浓度较为稳定。颗粒物中 PMio稍有降低，由97iig/m3降低为8 liig/m3，PM2.5由79iig/m3变为64iig/m3，可能的原因有:森林 空气(含有红松挥发油)含有较高浓度的负离子，改变了空气颗粒物荷电属性，破坏了气溶 胶的稳定性，使得部分颗粒物附着在室内固体表面，表现为空气中PMio、PM2.5浓度得W降低； 另外，气体采集仪的滤膜截留了部分颗粒物，使得空气颗粒物浓度总体数量减少。
[0190] 表15空气污染物测定结果数据表
[0191] ____
[0192] 由表15可知，空气中化、M)2、S化释放前后浓度较为稳定，〇3保持在12iig/m3，而N02、 S化释放后略有降低，但总体S者浓度变化不大;颗粒物PMio稍有降低，由97iig/m3降低为8化 g/m3，PM2.5 由 7化g/m3 变为 64]ig/m3。
[0193] W上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核屯、思想。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W对本发明进行 若干改进和修饰，运些改进和修饰也落入本发明权利要求的保护范围内。
[0194] 对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。 对运些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的 一般原理可W在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明 将不会被限制于本文所示的运些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一 致的最宽的范围。
【主权项】
1. 一种红松挥发油的提取方法，包括： 将红松针与蒸馏水混合后，蒸馏提取，离心后，吸取上层挥发油;所述蒸馏提取的时间 为1~3h，所述红松针与所述蒸馏水的液料比为1: (2.5~4)。2. 根据权利要求1所述的提取方法，其特征在于，所述红松针与蒸馏水混合之前还包 括： 将所述红松针切段，所述红松针切断后的长度为〇. 8~1.2cm。3. 根据权利要求1所述的提取方法，其特征在于，所述红松针切断后的长度为lcm。4. 根据权利要求1所述的提取方法，其特征在于，所述蒸馏提取的时间为2h。5. 根据权利要求1所述的提取方法，其特征在于，所述液料比为1:2.5。6. 根据权利要求1所述的提取方法，其特征在于，所述离心的转速为10000~12000rpm， 所述离心的时间为10~15min。7. -种森林空气，包括权利要求1~6任一项所述的提取方法提取的红松挥发油。8. 根据权利要求7所述的森林空气，其特征在于，所述红松挥发油的含量为20vol %~ 40vol% 〇9. 权利要求8~9任一项所述的森林空气在烟雾空气清洁、细菌抑制与空气净化中的应 用。10. 根据权利要求9所述的应用，其特征在于，所述细菌包括大肠杆菌与金黄色葡萄球 菌。
【文档编号】A01N65/06GK106047499SQ201610325637
【公开日】2016年10月26日
【申请日】2016年5月16日
【发明人】葛宏锋, 王作臣, 尹德斌, 潘旭辉, 雷明明
【申请人】吉林森工集团泉阳泉饮品有限公司