銀杏外種皮提取物對木材霉變菌抑制效果的研究

莊曉偉，董凌宇，潘 炘，陳順偉，王 進，蔣應梯

（1. 浙江省林業(yè)科學研究院 浙江省森林資源生物與化學利用重點實驗室，浙江 杭州 310023；2. 云和縣綠林工藝品有限公司，浙江 云和 323600）

銀杏外種皮提取物對木材霉變菌抑制效果的研究

莊曉偉1，董凌宇2，潘 炘1，陳順偉1，王 進1，蔣應梯1

（1. 浙江省林業(yè)科學研究院 浙江省森林資源生物與化學利用重點實驗室，浙江 杭州 310023；2. 云和縣綠林工藝品有限公司，浙江 云和 323600）

以銀杏（Ginkgo biloba）外種皮提取物（提取物）不同濃度溶液作為木材防霉防腐劑，對木材上常見的 8種霉變菌進行培養(yǎng)基抑菌試驗，并對楓香樹（Liquidambar formosana）木材的防腐效果進行了測定。結(jié)果表明，0.5 g/L濃度的提取物對8種霉菌均有不同程度的抑制效果，其中對雜色曲霉、綿皮臥孔菌、黑曲霉、黃曲霉、彩絨革蓋菌的抑制效果與硼酸相當，對可可球二孢抑制效果優(yōu)于硼酸；提取物濃度1.0 g/L時，對鮮綠青霉的抑制效果與硼酸相當；提取物濃度2.0 g/L時，對綠色木霉的抑制效果與硼酸相當；當提取物浸漬液濃度1.0 g/L以上、吸藥量0.23 g/m2以上時，提取物溶液冷浸處理的楓木防腐等級可達I級。

銀杏外種皮；霉菌；抑制

木材中富含微生物生長所需的糖和淀粉等各類營養(yǎng)物質(zhì)，而木材抽提物中又缺少殺菌物質(zhì)抑制微生物的生長，微生物的生長易導致木材霉變和色變，降低木材等級和使用價值，不利于后續(xù)加工利用，因此木材的防霉防腐處理技術(shù)一直備受關(guān)注[1~4]。國內(nèi)外學者對木材防霉防腐進行了大量的研究，早期開發(fā)的硼酚合劑主要成分為毒性較大的五氯酚鈉，已被歐美國家禁用。后來工業(yè)上合成了一些低毒型工業(yè)殺菌劑，如百菌清、二癸基二甲基氯化銨類和氨基甲酸酯類有機混合防霉劑等多種防霉防腐劑。近年來，開發(fā)了低毒高效的戊唑醇、丙環(huán)唑和有機碘化物等有機化學試劑防霉防腐劑[5~6]。但現(xiàn)有防霉防腐劑以化學合成有機物為主都存在一定的毒性、對人體產(chǎn)生危害，因此利用天然植物和海洋生物提取物制備天然防霉劑替代目前市場上使用的化學合成防霉劑產(chǎn)品，對提高木材制品的安全環(huán)保性能、保護人居環(huán)境、提高人類健康水平具有十分重要的意義。

銀杏（Ginkgo biloba）為銀杏科（Ginkgoaceae）銀杏屬（Ginkgo）落葉喬木，近年對于銀杏葉和果的研究取得了豐富的研究成果，但對銀杏外種皮在生物防霉防腐方面研究較少，本研究將銀杏外種皮提取物用于木材防霉防腐試驗，為新型天然木材防霉劑的開發(fā)提供依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 材料

1.1.1 供試菌株 綠色木霉（Trichoderma viride）、黃曲霉（Aspergillus flavus）、雜色曲霉（A. versicolor）、黑曲霉（A. niger）、鮮綠青霉（Penicillium visidicatum）采購自中國普通微生物菌種保藏管理中心?？煽汕蚨撸↙asiodiplodia theobromae）、綿皮臥孔菌（Postia placenta）、彩絨革蓋菌（Trametes versicolor）采購自中國林業(yè)微生物菌種保藏管理中心。

1.1.2 試劑 硼酸，分析純，天津試劑廠。PDA培養(yǎng)基，泉港化工廠。酵母浸膏，杭州微生物試劑有限公司。

1.1.3 銀杏外種皮提取物 新鮮銀杏果實去果核得外種皮，在65℃真空干燥烘箱內(nèi)烘干，粉碎，以70%乙醇為浸提液按料液比（料重/液體重）1：10浸提3 h。浸提過程超聲處理3次，每次20 min。將浸提液經(jīng)濾紙過濾后得到濾液，濾液經(jīng)65℃旋蒸后得銀杏外種皮提取物。

1.2 試驗方法

1.2.1 銀杏提取物抑菌試驗 分別配制馬鈴薯、Cz瓊脂、酵母培養(yǎng)基。同時在不同培養(yǎng)基中分別配制未加防霉劑的空白對照，加入0.5 g/L硼酸陽性對照，加入0.5 g/L銀杏提取物的試驗組。分別將不同培養(yǎng)基倒入9 cm培養(yǎng)皿，并分別接種不同菌株直徑為5 mm的圓形的菌種塊，在25℃條件培養(yǎng)10 d，取出測量菌落在培養(yǎng)基上的大小。每個試驗組重復6次取平均值。

1.2.2 木材防腐試驗 試驗方法參照國標GB/T13942.1-2009[7]。試驗樣木為楓香樹（Liquidambar formosana）木材，處理采用冷浸注法[8]，浸泡時間3 min，每個處理12塊，浸注液為銀杏提取物水溶液。

2 結(jié)果與分析

2.1 銀杏外種皮提取物抑菌效果

銀杏外種皮提取物（以下簡稱提取物）對綠色木霉等菌種的抑菌效果如表1所示。從表1可知，提取物對8種菌種均有不同程度的抑制效果，其中對雜色曲霉、綿皮臥孔菌、黑曲霉、黃曲霉、彩絨革蓋菌抑制效果與硼酸相當，對可可球二孢抑制效果優(yōu)于硼酸，而對于綠色木霉、鮮綠青霉提取物抑菌效果要弱于硼酸。綜合來看，提取物對木材霉菌的抑制效能與硼酸相當，是十分理想的天然木材防霉劑。

表1 銀杏外種皮提取物對不同菌株的抑菌效果Table 1 Inhibiting effect of extract from episperm of Ginkgo Biloba against different bacterial strains

另選用提取物抑制效果較弱的綠色木霉、鮮綠青霉，進行濃度為0.5、1.0、2.0、5.0、10.0 g/L的提取物抑制效果的試驗。結(jié)果如圖1所示，隨提取物溶液濃度的增加，提取物對綠色木霉、鮮綠青霉抑制效果呈增強趨勢。但提取物濃度與抑菌效果間并不完全呈線性關(guān)系，濃度≤2.0 g/L時，抑菌效果隨提取物濃度的增加而提升效果非常明顯；隨著提取物濃度的繼續(xù)增加，抑菌效果的提升逐漸趨于平緩，在10.0 g/L濃度時基本抑制住綠色木霉、鮮綠青霉在培養(yǎng)基上的生長。從菌落大小的數(shù)值來看，提取物濃度為1.0 g/L時，鮮綠青霉的抑制效果與硼酸相當；提取物濃度為2.0 g/L時，綠色木霉的抑制效果與硼酸相當。

圖1 不同劑量GBE對綠色木霉和鮮綠青霉抑制效果Figure 1 Inhibiting effect of different doses of extract from episperm of Ginkgo Biloba agaist P. visidicatum and T. viride

2.2 銀杏外種皮提取物防腐效果

提取物對楓香木材防腐效果如表 2所示，其試驗接種菌為采絨革蓋菌，毛白楊（Populus tomentosa）木材為對照試驗組，如果對照試驗組質(zhì)量損失率 < 45，則試驗需重新進行。從表2可，提取物處理可以明顯提升楓香木材的防腐等級，原楓香木材防腐等級僅為III級，以0.5 g/L水溶液冷浸處理后楓香木材防腐等級提升為II級，當濃度大于等于1.0 g/L處理時，楓香木材防腐等級可達I級。且隨著提取物濃度的增大，其質(zhì)量損失率越小，表明提取物可有效增加木材的防腐性能，綜合經(jīng)濟因素，較優(yōu)的提取物濃度范圍為1.0 ~ 2.0 g/L。

表2 不同劑量銀杏提取物對楓香木材防腐效果Table 2 Preservative effect of different doses of extract from episperm of Ginkgo biloba against Trametes versicolor on L. formosana wood

3 結(jié)論與討論

銀杏外種皮作為銀杏果生產(chǎn)的副產(chǎn)品，長期得不到有效利用，有研究表明銀杏外種皮中黃酮含量與銀杏葉內(nèi)含量相當[9]，但由于銀杏外種皮中含有銀杏酸和酚等物質(zhì)，因此從銀杏外種皮中提取銀杏黃酮遠沒有從銀杏葉中來得簡單，因此極大限制了銀杏外種皮作為藥用成分提取物料的應用[10]。但本研究利用銀杏外種皮中銀杏酸和酚等物質(zhì)的抑菌效能，將其用于木材防霉防腐。

研究結(jié)果表明，針對木材中引起霉變和腐變的8種菌株，0.5 g/L濃度的銀杏外種皮提取物均有抑制作用，其中對雜色曲霉、綿皮臥孔菌、黑曲霉、黃曲霉、彩絨革蓋菌抑制效果與硼酸相當，對可可球二孢抑制效果優(yōu)于硼酸，而對于綠色木霉、鮮綠青霉提取物抑菌效果要弱于硼酸；提取物濃度1.0 g/L時，鮮綠青霉的抑制效果與硼酸相當；提取物濃度2.0 g/L時，綠色木霉的抑制效果與硼酸相當。表明銀杏外種皮提取物具有良好的木材防霉效能。通過楓香木材的耐腐試驗，也進一步表明銀杏外種皮提取物可以有效提升木材的防腐等級；當銀杏外種皮提取物浸漬液濃度1.0 g/L以上、施藥量0.23 g/m2以上時，楓香木材防腐等級可達I級。

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Inhibiting Effect of Extracts from Episperm of Ginkgo biloba against Mold on Wood

ZHUANG Xiao-wei1，DONG Ling-yu2，PAN Xin1，CHEN Shun-wei1，WANG Jin1，JIANG Ying-Ti1
（1. Key Laboratory of Forest Resources Utilization of Zhejiang, Zhejiang Forestry Academy, Hangzhou 310023, China; 2. Yunhe Lulin Handicrafts Co.,Ltd. of Zhejiang, Yunhe 323600, China）

Experiments were conducted on inhibiting effect of solution with different concentration of extracts from episperm of Ginkgo biloba against 8 common mould strains on culture media, and determination was made on preservative effect of Liquidambar formosana wood. The result showed that solution with 0.5g/L extracts had inhibition effect against tested strains, and similar effect of H3BO4against Aspergillus versicolor, Postia placenta, A. niger, A flavus and Trametes versicolor, and even better effect against Lasiodiplodia theobromae compared with H3BO4. Solution with 1g/L and 2g/L extracts had same effect of H3BO4against Trichoderma viride and Penicillium visidicatum. L. formosana wood treated by cold maceration in solution with 1g/L extracts with retention of 0.23 g/m2.of wood got mildew-proof grade I.

episperm of Ginkgo biloba; mould; inhibition

S781.72

B

1001-3776（2015）05-0073-03

2015-01-07；

2015-06-20

浙江省重大科技專項（2012C12006-2）；浙江省科技廳公益項目（2014C32113）；林化產(chǎn)品制造產(chǎn)業(yè)團隊（2013TD17）

莊曉偉（1979-），男，浙江瑞安人，副研究員，博士，從事林產(chǎn)化學和竹木材加工研究。