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杉木精油是从杉木(Cunninghamialanceolata(Lamb.)Hook.)根材、心材或杉木屑中提取出的挥发性油状液体,其色泽淡黄透明、有木香香气,是一种宝贵的化工原料。杉木精油主要含有轻组分的蒎烯(α-蒎烯)、萜烯(α-柏木烯)和重组分的萜醇(柏木醇),可以通过减压精馏将轻、重组分分离,分离出的馏分通过冷冻结晶得到高纯度的柏木醇。柏木醇纯品为白色结晶,常来源于柏科植物精油中,可以作为调味剂或佐剂加入到食品和化妆品中。目前柏木精油作为香精产品已经非常成熟,但是柏木生长成林慢、对水土资源的保持有重要意义,因此开发成本较高。杉木精油与柏木精油化学成分相近,主要成分都为柏木醇,研究杉木精油分离柏木醇的工艺以及二者的生物活性,对于日后开发杉木精油和柏木醇产品提供理论依据。本文内容包括:一、文献研究对目前杉木精油的化学成分、杉木精油和柏木醇的药理活性、杉木精油和柏木醇的应用以及生物膜的相关研究进行文献综述,在此基础上,制定本文的研究思路和研究内容。二、杉木精油中柏木醇的高效分离采用减压精馏技术从杉木油中初步分离柏木醇含量较高的馏分,再采用冷冻结晶的方法分离出柏木醇,气/质联用分析馏分中的柏木醇含量,确定最优工艺。通过单因素试验和正交试验确定冷冻结晶的最佳条件。研究减压精馏过程中不同回流比、不同全回流时间的条件,分析收集的馏分中柏木醇的含量。最终确定冷冻结晶的条件为结晶温度5℃、乙醇体积分数90%、料液比1:5 g/mL;减压精馏条件:压力2~3 kPa、全回流时间1h、回流比3~7。最后收集的馏分中柏木醇质量分数最高为97.89%,回收率为87.52%。将收集的馏分用乙醇溶解、冷冻结晶,最终柏木醇纯度达到98.43%,回收率为83.61%。三、杉木精油和柏木醇对金黄色葡萄球菌生物膜抑制的体外研究利用二倍稀释法分别测定了杉木精油和柏木醇对金黄色葡萄球菌浮游细胞和成熟生物膜时的抑菌和杀菌浓度。根据最小抑菌浓度(minimum inhibitory concentration,MIC),制作时间-杀菌曲线来观察杉木精油和柏木醇对金黄色葡萄球菌的抑菌作用。结晶紫染色实验测定杉木精油和柏木醇对菌生物膜的抑制和降解作用,并且研究了杉木精油和柏木醇对与生物膜发育有关的菌自动聚集性、疏水性和胞外聚合物(EPS)的影响。实验结果表明杉木精油和柏木醇对浮游细胞的抑菌效果比对成熟生物膜时的抑菌效果好;样品对菌悬液的抑菌作用有浓度依赖性;杉木精油和柏木醇能够显著抑制金黄色葡萄球菌生物膜的形成(P<0.05),当浓度为MIC~2MIC时,杉木精油和柏木醇对成熟的金黄色葡萄球菌生物膜有显著的降解作用(P<0.05)。杉木精油和柏木醇是通过降低金黄色葡萄球菌的自动聚集性来抑制生物膜的形成,并且能影响胞外聚合物的产生。四、杉木精油和柏木醇对白色念珠菌生物膜抑制的体外研究采用微量液基稀释法测定杉木精油和柏木醇对白色念珠菌的MIC,并进一步测定最小杀菌浓度(minimum bactericidal concentration,MBC)。用 XTT 法测定在 1、2、3 h 杉木精油、柏木醇对白色念珠菌生物膜黏附作用的影响,并测定杉木精油和柏木醇抗白色念珠菌24 h生物膜作用。在光学显微镜下观察生物膜中白色念珠菌形态的变化。实验结果表明杉木精油对白色念珠菌的MIC、MBC分别为3.2 mg/mL、6.4 mg/mL,柏木醇对白色念珠菌的MIC、MFC分别为12.8 mg/mL、25.6 mg/mL。1/4~4MIC浓度的杉木精油和柏木醇在1 h内对白色念珠菌的黏附作用有显著差异,且作用有浓度依赖性。杉木精油浓度为MIC~4MIC、柏木醇浓度为1/2MIC~4MIC时,对白色念珠菌的生物膜有抑制作用。光镜下观察白色念珠菌形态结构,当杉木精油和柏木醇与菌悬液混合,与对照组相比,生物膜结构被破坏,芽管、假菌丝的形成显著减少。五、杉木精油和柏木醇的体外抗氧化活性研究以杉木精油和柏木醇为研究对象,采用DPPH自由基清除能力法、ABTS自由基清除能力法、超氧阴离子自由基清除能力法和还原能力法,对杉木精油和柏木醇的抗氧化活性进行综合评价,并与抗坏血酸(Vc)进行比较。结果发现,杉木精油和柏木醇均有一定的抗氧化能力,其抗氧化能力与浓度有显著的量-效关系。