农林废弃物木醋液抑菌机理进展

王海英 曹宏颖

摘要 从木醋液的抑菌菌种种类、抑菌效果、抑菌活性成分、抑菌方法角度探讨木醋液的抑菌机理研究。木醋液抑菌活性研究主要侧重木醋液的抑菌效果和抑菌活性成分研究，木醋液抑菌机理研究仅涉及木醋液对菌体孢子萌发、生物干重的抑制研究，今后应加强木醋液对菌体膜机理、酸化机理等方面的木醋液抑菌机理研究。

关键词 木醋液；抑菌活性；机理

中图分类号 S482.2 文献标识码 A 文章编号 0517-6611（2014）03-00741-02

Abstract Antimicrobial mechanism research of wood vinegar was discussed from antimicrobial species， antimicrobial effect， antimicrobial activity components， and antimicrobial methods angle. Antimicrobial activity research of wood vinegar mainly focused on antimicrobial effect and antimicrobial activity components of wood vinegar. Antimicrobial mechanism research of wood vinegar only related to inhibition research of wood vinegar on microbial spore germination and dry weight. Antimicrobial mechanism research of wood vinegar should strengthen on microbial mechanism of cell membrane， acidification， and so on.

Key words Wood vinegar； Antimicrobial activity； Mechanism

木醋液的收集利用起源于17世纪中叶的木材干馏。20世纪60年代中叶，日本开始木醋液的开发利用研究，20世纪90年代我国开始木醋液在农业上的开发利用研究。精制木醋液可以作为抑菌剂、抗氧化剂、杀虫剂、植物生长调节剂等应用于医药、食品、化妆品、农药等领域[1-2]。近年来，木醋液的抑菌活性研究成为木醋液利用研究热点，木醋液抑菌机理研究将为高附加值木醋液产品的研发提供理论依据。

1 木醋液的抑菌菌种种类

根据参考文献[3-12]统计，木醋液抑菌活性实验供试菌种有细菌、真菌两大类，其中细菌12种，真菌23种。木醋液主要抑菌菌种如表1所示。

2 木醋液的抑菌效果

毛巧芝等[3]采用干馏釜分别收集90～170、170～370、370～500 ℃ 3个温度段的苦杏壳木醋液，其中170～370 ℃段苦杏壳木醋液的产量约占收集总量的88.1%，170～370 ℃段苦杏壳木醋液的产量较高。苦杏壳木醋液对供试细菌、真菌（霉菌、植物病原真菌）均有抑制作用，其中170～370 ℃段苦杏壳木醋液抑菌效果较好，抑制细菌作用较强，其次为真菌（植物病原真菌和霉菌）。毛巧芝等[4]采用干馏釜分别收集90～170、170～370、370～450 ℃ 3个温度段的杏树枝木醋液，杏树枝粗木醋液的得率约为55.39%，其中170～370 ℃段杏树枝木醋液的产量约占收集总量的61.46%，170～370 ℃段杏树枝木醋液的产量较高。杏树枝木醋液对供试真菌（植物病原真菌）均有抑制作用，其中170～370 ℃段杏树枝木醋液抑制供试真菌（植物病原真菌）效果较好。尉芹等[5]采用干馏釜分别收集90～150、150～300、300～510 ℃ 3个温度段的杨树木醋液，150～300、300～510 ℃温度段的杨树木醋液对供试细菌和真菌（霉菌）均有抑制作用，尤其对供试细菌的抑制作用较好，300～510 ℃温度段的杨树木醋液对供试细菌的半抑菌浓度（EC50）为92.59～270.27 μg/ml；300～510 ℃温度段的杨树木醋液对供试真菌（霉菌）的抑制作用较好。尉芹等[6]采用干馏釜分别收集100～200、200～310、310～500 ℃ 3个温度段的苹果枝木醋液，苹果枝木醋液对供试细菌、真菌（霉菌、植物病原真菌）均有抑制作用，其中200～310 ℃段苹果枝木醋液抑制效果较好，200～310 ℃温度段的苹果枝木醋液对供试植物病原菌的半抑菌浓度（EC50）为2.43～5.27 mg/ml。试验结果表明，木醋液对供试细菌和真菌（霉菌、酵母菌和植物病原真菌）均具有抑制作用，具有广谱的抑菌效果[7-12]。

3 木醋液的抑菌活性成分

毛巧芝等[3]研究结果初步分析确定170～370 ℃段苦杏壳木醋液抑菌活性成分组成为酚类、乙酸和糠醛。毛巧芝等[4]研究结果初步分析确定170～370 ℃段杏树枝木醋液抑菌活性成分主要为酚类。尉芹等[5]研究结果初步分析确定300～510 ℃段杨树木醋液抑菌活性成分主要为酚类。尉芹等[6]研究结果初步分析确定200～310 ℃段苹果枝木醋液抑菌活性成分主要为酸类。李太元等[7]试验结果表明木醋液对细菌和真菌的抑菌作用，是多种成分共同作用的结果。

4 木醋液的抑菌方法

毛巧芝等[3-4]采用抑菌圈测定方法，菌丝生长速率抑制法测定植物病原真菌的菌落直径。琼脂平板扩散法（贴片培养法）测定细菌和真菌（霉菌）的抑菌圈直径。尉芹等[5]采用抑菌圈測定方法，抑制细菌活性试验以庆大霉素为对照，抑制真菌（霉菌）活性试验以苯唑青霉为对照。李太元等[7]实验采用抑菌圈测定方法，药敏试纸氨卞青霉素（AMP）、卡那霉素（KAV）、青霉素（P-G）为对照（表1）。

5 木醋液的抑菌机理研究展望

木醋液含有多种活性成分，木醋液具有抑菌作用是多种成分共同作用的结果，其中以酸类化合物和酚类化合物为代表[13-14]。近年来，木醋液作为植物生长调节剂、抑菌剂的研究成为木醋液的研究热点[15-23]。木醋液抑菌活性实验表明，木醋液具有广谱的抑菌作用，尤其对细菌的抑制效果较好。有关木醋液抑菌机理研究很少，主要涉及木醋液对桃黑根霉孢子萌发、生物干重的抑制研究[9]。细菌悬液电导率的增加表明菌体内有电解质渗漏，菌体内含物的渗漏，引起菌体细胞膜透性的变化；还原糖含量的增加表明菌体细胞膜受到破坏，足以让分子体积较大的还原糖类物质渗出；可溶性蛋白质含量的降低可抑制细菌蛋白质合成速率[24]。木醋液的抑菌机理研究，应加强以下方面的研究：①木醋液对菌体如细菌悬液电导率、还原糖含量、蛋白质含量的影响；②扫描电子显微镜观察木醋液对菌体超微结构的影响；③木醋液对菌体如细菌胞内外pH值梯度的影响；④木醋液对菌体如植物病原菌保护酶（超氧化物歧化酶SOD、过氧化氢酶CAT、过氧化物酶POD、多酚氧化酶PPO等）活性的影响；⑤木醋液对菌体如霉菌糖代谢酶（己糖激酶HK、丙酮酸激酶PK、乳酸脱氢酶LDH）、三羧酸循环（TCA）有氧分解代谢酶（琥珀酸脱氢酶SDH、苹果酸脱氢酶MDH）、能量代谢酶（三磷酸腺苷酶ATP）等活性的影响；⑥通过电泳法试验测定木醋液对指示菌胞内外泄蛋白、核酸（DNA）的种类及其相对分子量的影响等。

参考文献

[1]鲍甫成，江泽慧.中国主要人工林树种木材性质[M].北京：中国林业出版社，1998：1-557.

[2] 杨国亭，王海英.木醋液对植物生长调节机理研究[M].哈尔滨：东北林业大学出版社，2005：1-167.

[3] 毛巧芝，赵忠，马希汉，等.苦杏壳木醋液抑菌活性和化学成分分析[J].农业机械学报，2010，41（2）：164-170.

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[5] 尉芹，马希汉，徐明霞.杨树木醋液的化学成分分析及抑菌试验[J].林业科学，2008，44（10）：98-102.

[6] 尉芹，马希汉，朱卫红，等.不同温度段苹果枝木醋液化学组成、抑菌及抗氧化活性比较[J].林业科学，2009，45（12）：16-21.

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[8] 高海霞，苏印泉，张强，等.杜仲叶林枝木醋液化学成分及抑菌活性研究[J].西北植物学报，2011，31（10）：2106-2112.

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