基于 OASIS 框架的酶辅助水蒸馏精油提取过程强化：实现预处理集成、水蒸馏残渣资源化及技术经济评价

《Food and Bioprocess Technology》：Enzyme-Assisted Process Intensification of Essential Oil Extraction via Hydrodistillation Using OASIS Framework: Unlocking Pretreatment Integration, Valorisation of Hydrodistilled Residue, and Techno-commercial Evaluation

　　

摘要

通过酶、微波和超声预处理进行工艺强化已成为提高精油（EO）回收率和质量的有效策略。本研究应用OASIS框架系统评估了水蒸气蒸馏（HD）前的单一和联合预处理路线。OASIS框架将所有与精油提取前样品预处理相关的最佳实践（包括预处理时间、定义成功指标、最短预处理时间）整合为一个结构化方法，以确保工艺效率、可持续性和工业可行性。本研究以不同浓度的纤维素酶和果胶酶进行酶预处理作为主要强化策略，并评估其与微波和超声预处理的结合是否具有潜在的协同效应。纤维素酶预处理（400 U/100 g生物质）与水蒸气蒸馏相比，精油产量提高了2.59倍，1,8-桉叶素含量提高了2.64倍，同时将水蒸气蒸馏时间缩短至仅60分钟。果胶酶预处理呈现相似趋势，但强化效果较低。微波预处理（10分钟，510 W）的精油回收率与纤维素酶预处理相当，而超声处理（15分钟）与水蒸气蒸馏相比有中等程度的改善，但相对于酶促路线表现较差。生物质超微结构的改变被认为是加速提取的潜在机制。值得注意的是，将微波或超声预处理与酶预处理相结合并未进一步提高精油产量或1,8-桉叶素的富集。总体而言，选择性酶预处理提供了一种高效且可持续的强化途径，在提高精油回收率的同时，保留了蒸馏后生物质的化学丰富性和结构完整性，为其潜在的下游增值利用提供了条件。

图形摘要