齊文玉，李清蕓，陳孝丑，林金國*，任 凱，劉順治

(1.福建農(nóng)林大學(xué) 材料工程學(xué)院，福建 福州 350002；2.福建省林業(yè)科技試驗(yàn)中心，福建 南靖 363600)

木材由于獨(dú)特的紋理、顏色、氣味以及可降解回收利用的特點(diǎn)，使得市場需求量逐漸增加。對木材進(jìn)行防腐處理可提高木材抑菌性，延長使用年限，是節(jié)約木材資源的重要方式[1-2]。傳統(tǒng)的木材防腐劑雖然能保護(hù)木材，但對人和環(huán)境具有潛在的危害[3]，植物源木材防腐劑因其具有低毒性、低殘留、對環(huán)境影響小的優(yōu)勢逐漸成為研究熱點(diǎn)。不同樹種的天然耐腐性能有所不同，這與木材的生物構(gòu)造及其提取物中所含具有抗菌性的化學(xué)物質(zhì)種類及其含量有關(guān)[4]。植物抽提物是形成于植物體內(nèi)用于保護(hù)自身免受外界侵害的化學(xué)物質(zhì)，對真菌或細(xì)菌具有抑制作用。目前對木材具有天然耐腐性的研究較多圍繞木材提取物展開，測試不同溶劑的木材提取物對細(xì)菌的抑制效果，研究木材中的何種成分對細(xì)菌有抑制作用，對進(jìn)一步揭示木材的防腐機(jī)制具有重要意義。迄今為止，在測試溶劑提取物對木腐菌抑制能力方面的研究涉及到許多不同樹種[4-6]，探究了同一溶劑提取物對木腐菌抑制效果的最佳濃度[5]以及不同溶劑同一樹種提取物對細(xì)菌抑制作用的強(qiáng)弱[7-9]。黃枝潤楠(Machilusversicolora)為樟科(Lauraceae)潤楠屬(Machilus)植物，其材質(zhì)優(yōu)良，是上等建筑、高檔家具等的良材；其樹干挺拔、樹冠濃郁，具有美化及綠化等諸多功效，深受林業(yè)、園林部門的青睞，是福建省闊葉材中經(jīng)濟(jì)價(jià)值最高的樹種之一；該屬多種植物均具有抗菌、消炎、抗感染等作用。目前，對于黃枝潤楠這一樹種的研究主要集中在種子育苗、群落特征、物種多樣性等林學(xué)方面[10-11]，對黃枝潤楠木材包括抑菌性能在內(nèi)的木材特性的研究尚未見報(bào)道，前人研究表明，多種潤楠屬植物的揮發(fā)油表現(xiàn)出抑制細(xì)菌、真菌等的活性[12]，福建居民長期使用黃枝潤楠木材制造的木屋和家具均表現(xiàn)出良好的耐腐性，為此，本研究采用生長速率法測定黃枝潤楠木材5種溶劑提取物對褐腐菌(密黏褶菌)和白腐菌(采絨革蓋菌)的生長抑制率，研究分析黃枝潤楠木材的抑腐能力，探討其抑菌機(jī)制，為黃枝潤楠木材的合理利用提供理論依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 材料

黃枝潤楠試材取自福建省南靖縣和溪鎮(zhèn)聯(lián)橋村高山自然村天然次生林，樹齡為22～28 a，木材風(fēng)干后，取樹干離地1.3 m處以上30 cm長木段(含心邊材)用粉碎機(jī)粉碎并過篩，篩選40～60目的木粉為試驗(yàn)原料。

密黏褶菌(Gloeophyllumtrabeum)由福建農(nóng)林大學(xué)生命科學(xué)學(xué)院提供[9]；采絨革蓋菌(Coriolusversicolor)由中國林業(yè)微生物菌種保藏管理中心提供[9]。培養(yǎng)基采用麥芽糖瓊脂培養(yǎng)基(PDA)[9]，試驗(yàn)儀器設(shè)備見表1。

1.2 試驗(yàn)方法

1.2.1 提取物的制備 采用熱回流方法在恒溫水浴鍋中進(jìn)行提取，甲醇、乙酸乙酯、丙酮、三氯甲烷、蒸餾水均低于其自沸點(diǎn)2～3℃，使溶液微沸，溫度分別為：62、75、54、59、97℃。將100 g的黃枝潤楠木粉裝入圓底燒瓶中，用5種溶劑分別對木粉進(jìn)行抽提。抽提分2次進(jìn)行，第1次料液比為1∶10(g·mL-1)，5 h后再過濾，第2次料液比為1∶5(g·mL-1)，3 h后再過濾。合并2次濾液，經(jīng)旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)器回收溶劑，得到5種膏狀物質(zhì)，鼓風(fēng)干燥箱中恒重后稱量，保存在4℃冰箱內(nèi)，用于下步試驗(yàn)。

表1 試驗(yàn)主要儀器設(shè)備Table 1 Main apparatus and equipments used in the experiments

1.2.2 提取物抑菌活性測定 分別以2、4、6、8、10 g·mL-15個(gè)濃度梯度作為試驗(yàn)研究選取對木腐菌抑菌性能最低的抑菌濃度[13]。白腐菌的最小抑菌濃度：甲醇、乙酸乙酯為2 g·mL-1，丙酮、三氯甲烷為4 g·mL-1，蒸餾水為10 g·mL-1；褐腐菌的最小抑菌濃度：甲醇、乙酸乙酯、丙酮為4 g·mL-1，三氯甲烷、蒸餾水為10 g·mL-1。

采用生長速率法測定5種溶劑的黃枝潤楠木材提取物對2種木腐菌的生長抑制率。分別將不同溶劑提取物用相應(yīng)的提取溶劑從最小抑菌濃度起配制5種不同質(zhì)量分?jǐn)?shù)，同時(shí)設(shè)溶劑和空白對照。如抑制白腐菌的甲醇含藥培養(yǎng)基質(zhì)量濃度分別為2、1、0.5、0.25、0.125 g·mL-1；抑制褐腐菌的甲醇含藥培養(yǎng)基質(zhì)量濃度分別為4、2、1、0.5、0.25 g·mL-1。設(shè)置重復(fù)試驗(yàn)3次，在恒溫恒濕培養(yǎng)箱(28℃)中培養(yǎng)菌餅[9]。等到空白組中的菌絲長到培養(yǎng)皿的3/4左右時(shí)，用十字交叉法測量菌落的直徑[14]，然后算出其平均值，按公式(1)算出抑菌率，并作毒力回歸分析，最終計(jì)算出EC50值[15]，其值越小說明藥劑的抑菌效果越好。

(1)

2 結(jié)果與分析

2.1 黃枝潤楠木材各提取物的得率及膏狀物顏色

由表2可以得出，不同極性的溶劑提取物得率與顏色各不相同，總得率為32.4%，黃枝潤楠木材提取物溶劑極性與得率呈正相關(guān)，從大到小順序?yàn)檎麴s水、甲醇、丙酮、三氯甲烷、乙酸乙酯，顏色相對較深，偏棕色，呈膏狀固體。

表2 黃枝潤楠木材提取物得率及膏狀物顏色Table 2 Yield and colour of the extracts of M.versicolora wood

2.2 黃枝潤楠木材提取物對木腐菌生物活性測定

由圖1可見，黃枝潤楠木材5種不同溶劑提取物中，除了蒸餾水提取物對采絨革蓋菌沒有抑制效果外，甲醇、丙酮、三氯甲烷、乙酸乙酯提取物對采絨革蓋菌均產(chǎn)生不同程度的抑制效果，并隨著含藥濃度的增加，抑制作用增強(qiáng)，甲醇、乙酸乙酯、丙酮、三氯甲烷提取物對采絨革蓋菌的抑菌率在濃度最高時(shí)達(dá)到最大，分別為52.41%、65.86% 、72.24%和73.22%。其中丙酮和三氯甲烷提取物對采絨革蓋菌的抑制率均>70%，在抑制采絨革蓋菌活性方面，最適提取溶劑為三氯甲烷。

圖1 黃枝潤楠木材不同提取物對采絨革蓋菌的抑制活性Fig.1 Antifungal activity of different solvent extracts of M.versicolora wood against C.versicolor

由圖2可見，黃枝潤楠木材5種不同溶劑提取物中，除了蒸餾水提取物對密黏褶菌沒有抑制作用外，甲醇、乙酸乙酯、丙酮、三氯甲烷提取物對密黏褶菌均有不同程度的抑制效果，且隨著含藥濃度的增加，抑制效果增強(qiáng)。甲醇、乙酸乙酯、丙酮、三氯甲烷提取物對密黏褶菌的抑菌率在濃度最高時(shí)達(dá)到最大，分別為96.93%、61.53% 、82.23%和25.83%。其中三氯甲烷提取物對密黏褶菌的抑制作用相對較弱，甲醇提取物對密黏褶菌的抑制作用強(qiáng)，明顯高于同劑量乙酸乙酯、丙酮、三氯甲烷提取物的抑制率，在抑制密黏褶菌活性方面，最適提取溶劑為甲醇。

圖2 黃枝潤楠木材不同提取物對密黏褶菌的抑制活性Fig.2 Antifungal activity of different solvent extracts of M.versicolora wood against G.trabeum

2.3 黃枝潤楠木材提取物對木腐菌的毒力效果

黃枝潤楠木材不同溶劑提取物的毒力回歸方程及EC50值見表3。由表3可知，毒力回歸方程的相關(guān)系數(shù)均>0.9，說明黃枝潤楠木材4種溶劑提取物的濃度與抑菌作用均呈正相關(guān)，即隨著黃枝潤楠木提取物濃度的增加，對木腐菌的抑制作用逐漸增強(qiáng)，這與抑菌活性的結(jié)果相一致。黃枝潤楠木材4種溶劑提取物對白腐菌的EC50值為1.480 1～2.281 9 g·mL-1；由EC50值可知，4種溶劑提取物的抑制作用強(qiáng)弱順序依次為三氯甲烷、乙酸乙酯、甲醇以及丙酮提取物。黃枝潤楠木材4種溶劑提取物對褐腐菌的EC50值為0.475 2～87.353 0 g·mL-1；由EC50值可知，4種溶劑提取物的抑制作用強(qiáng)弱順序依次為甲醇、丙酮、乙酸乙酯以及三氯甲烷提取物。

表3 黃枝潤楠木材不同溶劑提取物對采絨革蓋菌和密粘褶菌的毒力Table 3 Toxicity of extractives from M. versicolora wood on C.versicolor and G. trabeum

注：a為3次重復(fù)的平均值。

3 結(jié)論與討論

黃枝潤楠木材5種不同溶劑提取物中除蒸餾水提取物對木腐菌無抑制效果外，其余4種溶劑提取物對木腐菌的抑制作用與濃度呈正相關(guān)。黃枝潤楠木材4種溶劑提取物對白腐菌的抑制效果強(qiáng)弱順序依次為三氯甲烷、乙酸乙酯、甲醇以及丙酮提取物，對褐腐菌的抑制效果強(qiáng)弱順序依次為甲醇、丙酮、乙酸乙酯以及三氯甲烷提取物。在抑制采絨革蓋菌和密黏褶菌活性方面，最適提取的有機(jī)溶劑分別是三氯甲烷和甲醇。

目前對潤楠屬化學(xué)特性的研究多集中在化學(xué)成分對醫(yī)學(xué)領(lǐng)域生物活性的影響，對其在木材防腐劑方面前景尚處于研究階段。已報(bào)道的潤楠屬化合成分類別主要有丁內(nèi)酯類、木脂素類、生物堿類、三萜類、黃酮類等。經(jīng)測定，目前有將近600種植物抽提物能夠起到抑菌作用，甲醇提取液中具有抑菌活性的化學(xué)成分主要是萜類、酮類、酚類和酯類；三氯甲烷提取液中具有抑菌活性的化學(xué)成分主要是三嗪類、酰胺類、酚類、醛類、有機(jī)酸類及酯類化合物，成分種類相對較為復(fù)雜；迄今為止，溶劑提取物對木腐菌的抑制效果方面的研究涉及到許多不同樹種，均得出三氯甲烷提取物對褐腐菌有較好的抑制效果、甲醇提取物則對白腐菌有較好的抑制效果的結(jié)論，說明許多木材含抑菌效果的化學(xué)成分一般溶于三氯甲烷和甲醇，也是這些木材具有良好抑菌效果的原因。通過對這些有效成分進(jìn)行交叉分析，找出真正影響木材天然耐腐性的化學(xué)物質(zhì)，對進(jìn)一步推動(dòng)植物源防腐劑的研究進(jìn)程具有重大意義，能夠更加深入了解木材防腐機(jī)制，為木材的合理利用提供基礎(chǔ)依據(jù)。

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