纯化阿塞邦胡荽油（Pogostemon cablin Benth）残渣的化学特性及其抗菌潜力在地板清洁产品创新中的应用

《South African Journal of Chemical Engineering》：Chemical Characterization and Antimicrobial Potential of Purified Aceh Patchouli Oil ( Pogostemon cablin Benth) Residue for Floor Cleaning Product Innovation

香茅草精油残渣经活性炭吸附去除铁杂质后，保留57.19%的香茅醇等生物活性成分，制备的地板清洁剂符合印尼国家标准（SNI 1842:2019），pH 7.9，泡沫稳定，对金黄色葡萄球菌抑制圈15.89mm（强效），大肠杆菌6.00mm（中等），白色念珠菌10.89mm（中等）。研究证实残渣经纯化后具备显著抗菌活性，为农业废弃物高值化利用提供新方案。

　　在当前的工业和农业活动中，许多生产过程会产生大量副产品，这些副产品往往被视为废弃物而未被有效利用。然而，随着全球对可持续发展和环保理念的日益重视，如何将这些废弃物转化为具有实际应用价值的产品，成为研究的重点方向之一。本文探讨了一种创新的解决方案，即通过科学方法对一种名为“香草油残渣”的副产品进行净化和再利用，最终将其加工成一种具有抗菌和抗真菌功能的地板清洁皂。该研究不仅有助于减少工业废物对环境的影响，还为开发天然、环保的清洁产品提供了新的思路。

香草油残渣是通过真空蒸馏法生产高品质香草油（Hi-Grade Patchouli）过程中产生的副产品。尽管其富含生物活性的倍半萜类化合物，如香草醇（Patchouli Alcohol, PA），但由于生产过程中的金属污染（如铁元素），导致其外观不佳，且存在一定的安全风险。因此，研究者选择使用活性炭进行净化处理，以去除铁含量并改善其物理和化学性质。结果显示，使用5克活性炭处理3小时后，铁含量从10.351 mg/L降至4.062 mg/L，降幅达60.7%。此外，净化后的残渣不仅颜色更加清澈，还去除了潜在的污染物如萘（Naphthalene），从而提升了其作为清洁剂原料的可行性。

通过气相色谱-质谱联用技术（GC-MS）对净化前后的残渣进行化学成分分析，研究发现香草醇是主要成分，其在未净化残渣中的占比高达57.19%，而在净化后仍保持在42.77%左右。这表明即使经过净化处理，香草油残渣仍保留了其丰富的生物活性成分，这为开发具有抗菌和抗真菌功能的产品提供了基础。此外，其他如塞赫尔烯（Seychellene）、α-香草烯（α-Patchoulene）和β-杯烯（β-Cyperone）等成分也具有一定的生物活性，可能在抗菌和抗真菌过程中发挥协同作用。

在抗菌和抗真菌性能测试中，净化后的香草油残渣对金黄色葡萄球菌（Staphylococcus aureus）表现出强效的抑制作用，其抑制区直径为13.28 mm ± 1.38，而对大肠杆菌（Escherichia coli）则呈现中等活性，抑制区直径为7.02 mm ± 0.23。这一差异可能与两种细菌的细胞壁结构有关。金黄色葡萄球菌作为革兰氏阳性菌，其细胞壁较厚，但缺乏外膜，使得它更容易受到具有疏水性的倍半萜类化合物的渗透和破坏。相比之下，大肠杆菌作为革兰氏阴性菌，其外膜提供了额外的屏障，限制了疏水性成分的进入。因此，尽管香草油残渣的抗菌活性在净化后仍然显著，但其对革兰氏阴性菌的活性略有下降。

在抗真菌测试中，净化后的香草油残渣对白色念珠菌（Candida albicans）的抑制效果也非常显著，其抑制区直径达到14.88 mm ± 2.88。这种抗真菌活性不仅高于未净化的残渣，而且与传统的抗真菌药物（如酮康唑）相比也具有一定的竞争力。这说明香草油残渣中的多种生物活性成分，如β- Caryophyllene、α-Guaiene和δ-Guajene，可能通过破坏真菌细胞膜、干扰膜流动性或影响细胞内物质的泄漏而发挥抗真菌作用。这些发现支持了香草油残渣作为天然抗真菌剂的潜力。

为了进一步提升其应用价值，研究者将净化后的香草油残渣与其他常见清洁剂成分结合，开发出一种符合印尼国家标准（SNI 1842:2019）的地板清洁皂。该清洁皂在多个方面均表现出良好的性能，包括pH值（7.9）、粘度（543.52 cP）、密度（1.027 g/mL）和泡沫稳定性（92.40%）。同时，其对金黄色葡萄球菌的抗菌活性优于净化后的残渣，达到15.89 mm ± 0.05，但对大肠杆菌和白色念珠菌的活性略有下降。这种差异可能源于清洁剂配方中表面活性剂的添加，如十二烷基硫酸钠（Sodium Lauryl Sulfate, SLS），这些成分可能对革兰氏阴性菌和真菌的细胞壁产生一定的干扰，从而影响其抗菌效果。

此外，该地板清洁皂的抗真菌活性也优于市面上的普通清洁产品，显示出对白色念珠菌的显著抑制作用。这一特性对于减少家庭环境中常见的真菌污染具有重要意义，尤其是在潮湿或温暖的环境中，真菌容易滋生并引发健康问题。因此，将香草油残渣转化为具有抗真菌功能的清洁产品，不仅有助于提升其附加值，还能够满足消费者对天然、环保清洁产品的日益增长的需求。

从可持续发展的角度来看，本研究为农业工业废弃物的再利用提供了一个可行的范例。通过科学方法对香草油残渣进行净化处理，并将其应用于清洁产品中，不仅减少了废弃物的产生，还提高了资源的利用效率，符合绿色化学和循环经济的核心理念。这一过程展示了如何通过技术创新和环保意识，将原本被忽视的副产品转化为具有实际应用价值的产品，从而实现经济效益与环境效益的双赢。

尽管本研究取得了积极的成果，但仍存在一些局限性。例如，目前的测试仅限于短期稳定性评估，未来需要进行更长时间的储存和使用条件下的稳定性测试。此外，该清洁产品的皮肤安全性和潜在的毒性风险尚未进行评估，因此在推向市场之前，还需进一步进行人体皮肤测试和毒理学研究。同时，清洁性能的测试，如对地板上污垢、油脂或微生物生物膜的去除能力，也是未来研究的重要方向，以确保产品在实际应用中的有效性。

总的来说，本研究不仅验证了香草油残渣作为抗菌和抗真菌成分的潜力，还成功将其转化为一种符合国家标准的环保清洁产品。这一成果不仅为香草油产业的副产品利用提供了新的思路，也为绿色化学和可持续发展实践提供了实际案例。未来的研究可以进一步优化配方，提高其抗菌和抗真菌活性，并确保其在各种使用条件下的稳定性和安全性，以推动该产品的商业化应用。