龐久寅 閆運開 劉思琪 宋 潔 姜貴全

（北華大學，吉林 131200）

地榆（Sanguisorba officinalis L.）是薔薇科地榆屬多年生草本植物，紡錘形粗壯根，短柄小葉，紫紅色花瓣，果實包藏萼筒內(nèi)。廣布于歐洲以及中國，常生于灌叢中、山坡草地、草原、草甸及疏林。地榆因具有豐富的營養(yǎng)價值、獨特的藥用價值、適應性強等特點，已由人工引種栽培。研究表明，地榆根部含有多種理化成分并具有抗炎消腫、抗菌等作用[1]。植物多酚是一類廣泛存在于植物體內(nèi)的復雜性多元酚類化合物，具有抑菌、清除體內(nèi)自由基、抗氧化等作用，是用于木材防腐的良好原料[2]。Liu 等[3]通過細菌生長抑制試驗，從88 種植物中篩選出包括地榆在內(nèi)的抗菌效果較好的8種植物，再鑒定這些植物中發(fā)揮抑菌作用的成分，結果顯示鞣質(zhì)類成分對細菌有較強的抑制作用。鞣質(zhì)是存在于地榆根體內(nèi)結構比較復雜的多酚類化合物，地榆根中多酚類含量約為17%[4-5]。傳統(tǒng)防腐劑雖然可有效防止微生物侵害木材，但其所含毒性物質(zhì)且抗流失性較差，對人畜和環(huán)境產(chǎn)生諸多不利影響。因此，開發(fā)新的、低毒、高效防腐劑成為必然[6-7]。從具有天然防腐性能的植物中提取有生物活性功能的化學成分，并開發(fā)成為新型木材防腐劑是 21 世紀木材防腐劑發(fā)展的重要特點[8-10]。地榆多酚具有環(huán)保、對環(huán)境無污染、抗菌能力強等特點，并具有一定的木材防腐和防蟲功能。本文以地榆根為原料，在傳統(tǒng)工藝基礎上借助超聲波技術提取地榆多酚，對楊木進行浸漬處理，探究地榆多酚提取物對木材的防腐效果，為開發(fā)新型高效木材防腐劑提供參考。

1 材料與方法

1.1 材料

楊木（Populus L.），河南省森培木業(yè)有限公司；地榆根，甘肅省德生譽藥業(yè)有限公司；彩絨革蓋菌（Basidiomycetes）、密粘褶菌（Gloeophyllum trabeum），阿壩州分部研究所。

1.2 設備

超凈工作臺，HH-2 數(shù)顯恒溫水浴鍋，江蘇省金壇市科技儀器有限公司；FDU-1000 型冷凍干燥機，北京醫(yī)博康實驗儀器有限公司；FA2004A電子分析天平，上海精天電子儀器有限公司；DHG-9140A型電熱恒溫鼓風干燥箱，上海一恒科技有限公司；SHZ-Ⅲ循環(huán)水真空泵，上海亞榮生化儀器廠；LF-23L-E蒸汽高壓滅菌器，寧波市海曙萊富醫(yī)療科技有限公司；SDJ-800L電熱恒溫恒濕培養(yǎng)箱，深圳市宏建重力試驗儀器有限公司；BSC250 型恒溫恒濕箱，上海博訊實業(yè)有限公司；Quanta 200 型環(huán)境掃描電子顯微鏡，美國FEI公司。

1.3 超聲波法提取地榆多酚

將地榆根用粉碎機磨成粉狀,再用細篩過濾后裝入清潔容器中密封備用。稱量地榆粉10 g放入燒杯中，加入體積分數(shù)60%的乙醇并攪拌均勻[11-12]。超聲波提取條件[13]：功率300 W，料液比為1:12 g/mL，時間40 min，乙醇體積分數(shù)為60%，除去濾渣，收集提取液，用旋轉蒸發(fā)儀濃縮提取液，再用真空冷凍干燥機凍干濃縮液，得到黃棕色溶液，該黃棕色溶液即為地榆多酚提取物樣品。

測定地榆根中多酚的產(chǎn)率，將樣品分別用適量的離子水稀釋成1%、3%、5%質(zhì)量分數(shù)的地榆多酚提取物防腐液，顏色呈淡黃色。

1.4 防腐試件制備

將楊木板材鋸割成20 mm×20 mm×20 mm的小試件放入烘箱中，105 ℃下烘至絕干，分別稱量并記錄。常溫常壓下，將絕干小木塊分別放入質(zhì)量分數(shù)為1%、3%、5%的地榆多酚提取物防腐液中,浸泡24 h取出，并在105 ℃下烘至絕干，稱量并記錄質(zhì)量，每組6塊，另外6 塊不做處理，作為對照。

1.5 培養(yǎng)基制備與菌種接種培養(yǎng)

1.5.1 河沙木屑培養(yǎng)基制備

1）麥芽糖液制備。取新鮮土豆120 g，去皮切塊，放入燒杯中，加水煮沸30 min。過濾掉土豆塊，加入12 g葡萄糖，充分溶解所得溶液為麥芽糖液。

2）河沙木屑培養(yǎng)基。準備500 mL的錐形瓶，向每個瓶中分別放入1 g紅糖、7.5 g玉米粉、15 g楊木屑（40目）、150 g洗凈的河沙（40 目），重量比為1: 7.5:15:150。攪拌均勻鋪平整后，向每個錐形瓶中放入6 塊20 mm×20 mm×10 mm的毛白楊飼木塊，向瓶中倒入100 mL麥芽糖液，瓶口塞上脫脂棉并用牛皮紙包裹，在立式蒸汽滅菌器（121 ℃）滅菌30 min。

1.5.2 菌種的接種與培養(yǎng)

培養(yǎng)基滅菌后冷卻，進行彩絨革蓋菌和密粘褶菌的接種。在超凈臺內(nèi)打開錐形瓶，先用酒精燈灼燒錐形瓶瓶口部位、彩絨革蓋菌試管部位以及接種環(huán)。然后用接種環(huán)在彩絨革蓋菌中取出一小塊，放入河沙木屑培養(yǎng)基中，塞上脫脂棉包上牛皮紙，放入細菌培養(yǎng)箱中培養(yǎng)15 d；重復上述操作進行密粘褶菌的接種。15 d后，彩絨革蓋菌和密粘褶菌長滿錐形瓶，用紫外光燈對超凈工作臺滅菌10 min，打開臺風，用75%酒精將錐形瓶擦洗消毒后，將防腐測試木塊放入，每瓶中放入6 塊后，依舊在細菌培養(yǎng)箱中培養(yǎng)4 周。

1.6 木材防腐試驗

按照LY/T 1283—2011《木材防腐劑對腐朽菌毒性試驗室試驗方法》進行木材防腐試驗[14-15]，將不同濃度的防腐劑分別通過真空浸漬處理工藝注入尺寸為 20 mm×20 mm×10 mm 的毛白楊試樣內(nèi)，一部分放入 BSC250 型恒溫恒濕箱，調(diào)節(jié)溫度、濕度，培養(yǎng)周期為12 周。

1.7 失重率計算

待試件被兩種菌侵蝕3 個月后，取出并剝?nèi)ケ砻婢z，105 ℃烘至絕干，稱重記錄，計算質(zhì)量損失率，判斷防腐性能[16-18]。

（3）病因治療 肝衰竭病因對指導治療及判斷預后具有重要價值，包括發(fā)病原因及誘因兩類。對其尚不明確者應積極尋找病因以期達到正確處理的目的[14]。

試件失重率計算公式：

式中：WLR ——試樣質(zhì)量損失率，%；

W1——試樣腐朽前的絕干質(zhì)量，g；

W2——試樣腐朽后的絕干質(zhì)量，g。

1.8 SEM 分析

將腐朽后的試件在40 ℃下鼓風干燥后，沿弦向切成薄片，再進行鍍金處理，最后將試件置入SEM，選擇不同的放大倍數(shù)拍照[19]。

2 結果與分析

2.1 失重率分析

表1 試件失重率（彩絨革蓋菌）Tab. 1 Weight loss rate of specimens(Basidiomycetes)

表2 試件失重率（密粘褶菌）Tab.2 Weight loss rate of specimens(Gloeophyllum trabeum)

（續(xù)表2）

表3 試件失重率（素材）Tab.3 Weight loss rate of untreated specimens

表4 木材耐腐等級Tab.4 Wood Corrosion Rating

從表1 可見，隨著地榆多酚提取物溶液質(zhì)量分數(shù)的增加，彩絨革蓋菌侵蝕試件的失重率降低，但是經(jīng)不同濃度地榆多酚提取液處理的試件木材損耗程度相差不大，隨著地榆多酚的濃度增加，試件的失重率保持在1.3～7.5，3 組楊木試件平均失重率為4.49%，屬于I強耐腐等級，處理材抗菌性強，耐腐性明顯提高。

從表3 可以看出，素材在白腐菌（彩絨革蓋菌）侵蝕后的平均失重率在 21.38%，屬于II耐腐等級，素材在褐腐菌（密粘褶菌）侵蝕后的平均失重率在41.62%，為III稍耐腐等級。與彩絨革蓋菌相比較來說，素材對于密粘褶菌的侵蝕很敏感。

地榆中的多酚含量較高，地榆多酚具有良好的抑菌效果[21-26]，上述試驗結果表明：經(jīng)過地榆多酚提取液處理的木材試件防腐性能明顯提高，地榆多酚對木材具有良好的防腐效果。

2.2 SEM 分析

圖1 彩絨革蓋菌侵蝕木材（弦切面）的SEM圖Fig.1 Scanning electron microscope image of Basidiomycetes eroding wood (string section)

圖1 為彩絨革蓋菌侵蝕木材的SEM 微觀圖像（試樣室環(huán)境條件：溫度10 ℃、732 Pa），圖1a中，木材素材內(nèi)部的菌絲數(shù)量多紋孔結構，管胞和纖維結構大部分被破壞。而經(jīng)過地榆多酚提取物溶液處理后的木材紋孔結構較之完整，在其表面可以看見菌絲減少明顯。對比可知，地榆多酚對彩絨革蓋菌有抑菌性，可對木材起到保護作用。

圖2 為密粘褶菌侵蝕試件的掃描電鏡微觀圖（試樣室環(huán)境條件：溫度10 ℃、732 Pa）。由圖2 可見，密粘褶菌對木材腐蝕性較強，素材的紋孔結構已裂開，導管和木射線中布滿菌絲, 損壞嚴重，紋理結構已經(jīng)完全喪失。而經(jīng)過地榆多酚提取物溶液處理后的木材紋孔破壞程度有所減弱，木材防腐性得到明顯提高，可以觀察到紋孔結構保存較完整，菌絲數(shù)量明顯減少。通過對比1%、3%和5%的地榆多酚提取物溶液處理的木材圖像，可看出地榆多酚濃度的差異對防腐效果的影響明顯。

圖2 密粘褶菌侵蝕木材（弦切面）的SEM圖Fig.2 Scanning electron microscope image of Gloeophyllum trabeum eroding wood (string section)

3 結論

以地榆根為試驗材料，在傳統(tǒng)工藝基礎上借助超聲波技術提取地榆多酚，對楊木進行浸漬處理，用白腐菌（彩絨革蓋菌）和褐腐菌（密粘褶菌）接種浸漬后木塊12周后，對腐朽材進行失重率檢測分析與SEM表征，得出如下結論：

1）經(jīng)防腐處理的白腐菌（彩絨革蓋菌）和褐腐菌（密粘褶菌）楊木試件，平均失重率分別為4.49%和9.93%，而素材白腐菌試件平均失重率為 21.38%，褐腐菌試件平均失重率為41.62%。試驗結果表明：地榆多酚的提取物對木材具有較明顯的防腐效果，對木腐菌有較強的抑菌活性。

2) 地榆多酚對木材真菌的防治效力與其質(zhì)量分數(shù)成正比。隨著地榆多酚質(zhì)量分數(shù)的不斷增加，試件質(zhì)量損失率呈現(xiàn)下降趨勢，在地榆多酚質(zhì)量分數(shù)為3%時，可達到強耐腐效果。其中5%地榆多酚提取液處理的試件失重率最低，防腐效果最好。失重率分析與SEM表征均表明：當?shù)赜芏喾犹崛∥锓栏簼舛葹?%時,對木材具有良好的防腐效果。

3)地榆多酚綠色無毒、環(huán)境友好,應用范圍廣,可以作為一種天然抑菌劑，用于低毒、高效木材防腐劑的研發(fā)。