創澳分享:植物精油並非掩蓋劑—天然植物提取液除臭機理的研究

2020-12-20 創澳上海

一提到植物精油除臭劑,大家第一反應是掩蓋劑,其實純天然的植物萃取的精油是具備植物本身的功效的,對環境中的臭氣有著去除的效果,並非像石化香精的那種合成香味。那麼國內外研究人員對天然植物提取液的除臭機理做過哪方面的研究呢?

天然植物提取液除臭機理的研究

研究人員從苦丁茶中提取到咖啡奎尼酸,用咖啡奎尼酸與甲硫醇反應,用氫譜HNMR分析反應物結構的變化。再蘋果、丙酮粉末存在下,咖啡奎尼酸顯示出很強的除硫醇的能力,經HNMR分析,加成反應起主要作用。

從綠茶中提取到EGCG即"表沒食子兒茶素沒食子酸酯",是綠茶茶多酚的主要組成成分,是從茶葉中分離得到的兒茶素類單體,具有抗菌、抗病毒、抗氧化、抗動脈硬化、抗血栓形成、抗血管增生、抗炎以及抗腫瘤作用。用EGCG與甲硫醇反應研究其反應機理,通過氣相色譜、質譜、氫譜HNMR分析,研究人員發現反應產物中EGCG的B環上引入了甲基硫醇基或甲硫基。因此,研究人員認為EGCG與甲硫醇的反應機理是:EGCG先被空氣氧化成鄰二U,然後甲基硫醇基加成到EGCG的B環上,產生硫醇基酯。比較實驗結果證明,即使有氧化酶存在,除臭反應在鹼性條件(PH7.5)下也比在酸性條件(PH5,幾乎不反應)下的效率高很多。這個結果與大部分學者的研究結果相符,即EGCG等多酚混合物在酸性條件下比較穩定,羥基的活性較小。

研究人員還從綠茶中提取出表兒茶素EC,在加上多酚氧化酶(牛蒡的丙酮粉末)製成除臭劑,用其消除甲硫醇等。試驗結果表明,除臭劑中的主要成分綠原酸(CG)可去除絕大部分的甲硫醇。他們通過氫譜HNMR結合紫外光譜分析發現,產物中存在5-甲基硫-綠原酸和2.5-二甲基硫-綠原酸。研究人員認為,表兒茶素EC被氧化酶PPO氧化成鄰二醌,在硫醇等強還原性物質存在時,鄰二醌不能形成醌類聚合物,而是與硫醇快速反應形成上述物質,除去臭味。

除臭反應及檢測技術

研究人員認為,植物提取液的除臭機理主要是以下三種反應的協同作用:

(1)加成反應——多酚物質先被氧化成渣,硫醇加成到醌上,通過加入氧化酶可提高其反應速率;

(2)降解反應——有機二硫化物通過還原酶,在一定的條件下反應生成硫醇,而硫醇又能通過上述加成反應被除去;

(3)物理化學反應——揮發性有機物和植物提取液之間通過氫鍵吸附或通過物理吸附等作用,將惡臭物質轉化為無臭物質。

在植物提取液除臭機理研究方面,更多學者將研究的重點集中在處理硫醇類物質上,但是對於惡臭氣體中佔相當比例的胺類、醚類物質的研究還沒有引起重視,對於混合氣體的研究也較少。目前,在植物提取液除臭研究方面主要應用的分析技術有:高效液相色譜(HPLC)、氣相色譜(GC)質譜(MS)、紫外(UV)、紅外(R)、核磁共振及色譜-波譜聯用技術(LC-MS,LC-NMR,GC-MS,GC-IR,LC-UV等),特別是二維核磁共振技術的飛速發展及三維和四維共振的不斷突破,為植物提取液除臭機理的精確認定提供了可能。

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