嘉南藥理科技大學專題研究計畫成果報告
中草藥化妝品開發子計畫(8)—樹葉部精油開發與抗菌評估
計畫類別:□個別型計畫 ■整合型計畫
計畫編號:CNIC93-01
執行期間:93 年 1 月 1 日至 93 年 12 月 31 日
計畫總主持人:陳榮秀
子計畫主持人:林維炤
共同主持人:
計畫參與人員:林基銘, 蔡玫琳,王翠霜
執行單位:化粧品應用與管理系
中華民國 94 年 02 月 24 日
一、摘要:
本研究以水蒸氣蒸餾法萃取白千層與樟樹樹葉的精油。並且評估精油的 抗菌效果。研究結果顯示,陰乾時間會影響精油的產率,時間越久,精油萃 出率越高。對於五種常見菌的抗菌評估來說,樟樹精油的抗菌性優於白千層,
而對於白色念珠菌的效果最佳。
二、前言:
將草本成分應用於化妝品中已經有數百年的歷史了。近幾年來,由於工業的 過度發展,使得人類生存的環境品質日趨下降。因此,提倡回歸自然的風氣愈來 愈盛。這股風潮也表現在化妝品上(1)。愈來愈多的產品以添加天然的成分為訴 求。而精油系列的化妝品也如雨後春筍般的上市。許多國際知名的大公司也推出 含精油的產品。如 Nu Skin 推出含含薰衣草, 金盞花精油的產品。Singh Also 則 推出含迷迭香, 鼠尾草精油的產品。Aliso Merzer 則是將茶樹,尤佳利樹, 薄荷油 等精油應用於產品上。D”Acry’s 則是在產品中添加尤佳利與薄荷來治療粉刺與 抗發炎。這些產品的主要訴求都在清潔, 抗菌與抗發炎等,部分產品則有保濕與 抗紫外線的功能(2)。而許多的研究的焦點也放在這些產品的應用效果上。如 Santosh 等人以綠茶抽出物添加於化妝品中,可以抗紫外線照射所引起的發炎,
而達到光保護的目的(3)。在這麼多的精油產品中,以茶樹精油的的相關抗菌效 果研究最多(4-7)。研究結果也顯示茶樹精油產品在抗菌與抗發炎的優異性。
本研究的主要目的即在尋找本土所常栽種的植物中,有哪些也具有抗菌的效 果。在本年度的計畫中,先選定白千層與樟樹兩種植物。選定白千層的原因是由 於它和茶樹屬於同一屬的植物。預料在精油中會有類似成分。而選定樟樹的原因 在於台灣早年樟樹的發展十分蓬勃,大部分的生產都是取樹木部位,以水蒸氣法 萃取出樟腦油與樟腦。而且許多地方的行道樹都是樟樹,發展樟樹精油可以落實 本土化產業。
在精油的萃取上,則是取樹葉部位進行水蒸氣法萃取,由於樹葉再生容易,
因此取此部位進行水蒸氣法萃取最具經濟與環保效益。
在精油評估上,以精油的抗菌效果評估為主,採用小抑制濃度 MIC (Minimum Inhibition Concentration)方法測試。與 Triclosan 比較。所供試驗微生物均為 ATCC 標準菌株:有金黃色葡萄球菌(Staphylococcus aureus 6538),為革蘭氏陽性菌代 表;大腸桿菌(Escherichia coli 8739)與綠膿桿菌(Pseudomonas aeruginosa 9027),
為革蘭氏陰性菌代表;白色念珠菌(Candida albicans 10231)與黑黴菌(Aspergillus niger 16404),則分別為酵母菌與絲狀真菌代表菌株。以上這些菌是化妝品製造 廠常用菌;也是造成皮膚生理伺機性感染菌類。
三、材料與方法:
(1) 水蒸氣蒸餾法(Method of Steam Distillation)
在做蒸餾之前,我們會把樟樹做前處理,就是把枝、葉分開,再把新鮮 的葉子分為兩部分,一部分拿去做陰乾處理,另一部分保鮮,而在條件一樣 下,進行萃取。
在進行精油萃取之前,先取樣品測其重量,以水蒸氣蒸餾法進行萃取。
將蒸餾瓶裝滿 2/3 的水,控溫加熱器的溫度設定 100℃,使產生的水蒸氣直接 通過樣品,萃取時間訂為 2 小時,水蒸氣會將精油抽出,經過冷凝管精油會 沿著管壁流下至收集瓶,最後收集瓶內上層的精油拿去秤重,計算精油回收 率。研究中,針對陰乾時間作評估,評估不同陰乾時間對於精油產率的影響。
精油的裝置如圖[1] 所示。
(2) 細菌評估
1.精油之調製:將水蒸氣蒸餾法與超臨界二氧化碳所萃取的樟樹與白千層 精油在分別以含 0.5%甘油或 0.5%tween 80 之培養液,分別調配稀釋成 50%、
25%、10%及 Tricosan 2%各濃度之溶液,另以未添加任何精油之培養液為空 白對照組,作為測試抑菌之用。
2.細菌培養:將裝有菌種之培養液培養至一段時間(6~8hr),每次取 20ul 注入預先做好固態培養基(白色念珠菌的固態培養基是 YM BROTH+Agar,
而金黃色葡萄球菌、大腸桿菌、綠濃桿菌的固態培養基是 TAB+Agar)之培養 皿中,並且均勻塗抹後放入 30℃之培養箱 1hr,以除去多餘水份。
3 濾紙測試:將圓型濾紙(直徑 0.8cm)置於培養皿,並將各種不同稀釋的 精油滴其圓型濾紙上,且再放回 30℃之培養箱,經放置一夜,於次日進行觀 察抑菌圈之大小,連續觀察 1-2 天。
四、結果
(1)不同陰乾時間對於產率的影響
不同陰乾時間對於產率的影響如如圖【2】所示,而產出的精油外觀無色,
且白千層精油帶有辛辣的新涼味、樟樹精油則有青草的芳香味,經葉子所產 的精油比樹枝來得多,而陰乾的葉子產量比保鮮的葉子產量多,且其產率,
隨著陰乾的天數成正比。這可能是因為陰乾後,葉子表面的水分蒸發。使得 內部的精油容易被萃取出來。
(2)抑菌效果評估
1.以效果顯注差異較大的50%各精油對單一菌種做比較,結果發現樟樹 +Twee80 這組的抑菌圈比較好。圖【3】所示。
2.由上一個結果,故再針對樟樹+twee80 這組對各菌種做抑菌圈的比較,結 果明顯地2天後,發現樟樹+twee80 對白色念珠菌的抑菌效果較大。圖【4】
所示。
3.白千層精油雖然沒有像樟樹精油對大腸桿菌效果一樣,但白千層精油其它 菌種的效果也是相當平均。表【1】所示。
經由抑菌試驗的結果,發現到同一種精油只是換不同的溶劑,抑菌圈的 結果卻不相同,是因為不管是白千層或樟樹的精油(油相)與培養基(水相)
的溶解,可靠 tween 80 來均勻的互溶,原因在於 tween 80 是一個好的界面活 性劑,同時具有親水端,另一邊是親油端,讓油、水互溶的非常好。而甘油 是非界面活性劑,無法讓精油均勻的擴散分怖,以致於影響到抑菌圈的大小 不一。
五、討論:
由實驗結果可知陰乾的時間與產率有相當的關係,這可能是因為精油藏 於植物組織內部而外部的水份形成保護膜的效果。因此陰乾的時間越長,表 面的水分揮發越多,因此效果越佳。
就精油的抗菌效果部分,許多的研究發現,單萜烯扮演了重要的角色。
因此進一步的研究,需要對於兩種精油的成分鑑定。以瞭解成分與抗菌效果 的關係。
圖 1: 實驗中所使用的水蒸氣蒸餾裝置。
(a) 樟樹
0 1 2 3 4 5
0 2 11
陰乾時間(天)
精油產率(%)
(2) 白千層
0 0.5 1 1.5 2 2.5 3 3.5 4
0 5 8
陰乾時間(天)
產率(%)
圖 2: 不同陰乾時間對於回收率的影響
0 0.5 1 1.5 2 2.5 3
樟樹+Tween 80 樟樹+甘油 白千層+Tween 80 白千層+甘油
抑菌圈(cm)
圖 3 : 不同精油在 50% 濃度時對大腸桿菌的抑制圈
0 0.5 1 1.5 2 2.5 3 3.5
大腸 桿菌
金黃色葡 萄球菌
白色念珠菌
綠濃桿菌
抑菌圈(cm)
圖 4 50% 樟樹精油對不同菌的抑制圈大小
表【1】各組精油對各菌類的影響程度
大腸桿菌 金黃色葡萄球 菌
白色念珠菌 綠濃桿菌 抑菌
圈(cm)
精油濃 度(50
﹪) 第一
天
第二 天
第一 天
第二天 第一 天
第二天 第一 天
第二 天
樟樹 +Tween
80
2.4±
0.4
1.4±
0.2
1.0±
0.1
1 太大 無法 測量
3.2±0.1 1.2±
0.1
1
樟樹+
甘油
1.0±
0.1
1 1.2±
0.3
1.2±0.2 1.2±
0.1
1.2±0.1 1 0
白千層 +Tween
80
1.4±
0.6
1.2±
0.4
1.0±
0.1
1 1.4±
0.2
1 1 0
白千層 +甘油
1.1±
0.1
1 1.1±
0.1
1.0±0.1 1.4±
0.0
1 1 1
六、參考文獻:
(1) Robert J, Soap, Perfume & Cosmetics, 36, 2002.
(2) Anita S., Soap & Cosmetics, 34, 75, 1999.
(3) Santosh K, Cosmetics& Toiletries magazine, 69, 116, 2001
(4) Mantle D; Gok A; Lennard T.W., Adverse Drug Reactions and Toxicological Reviews, 89, 20, 2001
(5) Satchell A.C.; Saurajen A; Bell C, The Australasian Journal of Dermatology, 175, 43, 2002
(6) Carson C.F.; Riley T.V.; Cookson B.D., The Journal of Hospital Infection, 175, 40,1999.
(7) Nenoff P; Haustein U.F.; Brandt W., Skin Pharmacology: the Offical Journal of the Skin Pharmacology. 388, 9, 1996.