飞龙掌血叶片抑菌活性成分的提取及其木材防腐功能初探

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木材防腐处理是国内外缓解木材供需矛盾的重要手段,鉴于目前市场上常用木材防腐剂的环保性受到人们质疑,开发环保高效新型的木材防腐剂成为木材保护研究领域的热点。为了探索具有潜力的新型植物源防腐剂,本文首先通过菌丝生长速率法比较了10种植物提取物对4种木腐菌的抑菌活性,确定了飞龙掌血(Toddalia asiatica)叶片具有较好的抑菌效果。然后筛选了适宜飞龙掌血叶片的提取溶剂,并通过单因素设计结合正交试验优化了提取工艺,测定其对木腐菌菌丝生长的毒力作用及EC50值,利用GC/MS分析了抑菌活性成分的化学组成。最后将飞龙掌血叶片提取物配制成不同浓度的防腐剂,真空浸注处理马尾松和毛白杨试材,初步探究其耐腐性能。主要结果如下:(1)在供试浓度为20 mg/m L的条件下,10种植物叶片50%乙醇提取物对白腐菌和褐腐菌均有不同程度的抑制作用。当菌落培养至7 d时,飞龙掌血和香樟(Cinnamomum camphora)对4种木材腐朽菌均有较强的抑制作用,飞龙掌血的总体抑菌效果较香樟好,且抑菌率均高于70%,聚类分析也证实飞龙掌血是一种高效广谱的抑菌植物,由此确定了飞龙掌血叶片为进一步研究对象。(2)利用水、甲醇、70%乙醇、无水乙醇提取飞龙掌血叶片,4种溶剂提取物的提取率、颜色和性状均存在明显差异,提取率大小与溶剂的极性呈正相关。水提物对4种木材腐朽菌均无抑制作用,其他3种提取物对木腐菌的总体抑菌效果大小依次为无水乙醇提取物>甲醇提取物>70%乙醇提取物,以无水乙醇为溶剂提取飞龙掌血叶片活性化合物的抑菌效果最好。(3)以无水乙醇为溶剂,水浴回流提取飞龙掌血抑菌活性成分的最佳工艺参数:液料比为20:1 m L/g,提取时间为110 min,提取温度为60℃,提取率为8.27%。(4)飞龙掌血无水乙醇提取物的毒力回归分析发现,随着提取物浓度的升高,其对4种木材腐朽菌的抑制作用显著增强,4种木材腐朽菌的EC50值由小到大依次为:黄孢原毛平革菌(Phanerochaete chrysosporium)<密粘褶菌(Gloeophyllum trabeum)<云芝(Trametes versicolor)<绵腐卧孔菌(Poria vaporaria),值分别为2.475、2.866、2.953、3.481 mg/m L。(5)飞龙掌血无水乙醇提取物经GC/MC分析鉴定出40种化合物,主要单体化合物及其含量由大到小依次为:东莨菪内酯(37.97%)、6,7-二甲氧基香豆素(11.61%)、维生素E(8.65%)、角鲨烯(4.81%)、环氧前胡醚(4.29%)、α-香树精(4.11%)、独活素(3.86%)、β-植物甾醇(3.20%)、淫羊藿素(2.61%)、β-石竹烯(2.36%)等。其主要抑菌物质可能是东莨菪内酯、6,7-二甲氧基香豆素等香豆素类化合物。(6)处理材在密粘褶菌和绵腐卧孔菌的耐腐实验中显示,当飞龙掌血叶片乙醇提取物浓度为80 mg/m L时,其处理的马尾松(Pinus massoniana)能达到Ⅰ级强耐腐,而毛白杨(Populus tomentosa)边材则在提取物浓度为100 mg/m L时,能达到Ⅰ级强耐腐。综上,本文探索了飞龙掌血叶片抑菌活性成分的提取工艺、毒力作用、化学组成等,并初步探究了其在木材防腐方面的应用潜力,以期为飞龙掌血制备植物源木材防腐剂提供基础数据参考,有望提高飞龙掌血叶片资源的利用率。
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