树木提取物在木材防腐方面的应用

张园园，李 甲，高 蕊，王明颖

（济宁市任城区自然资源局，山东 济宁 272099）

自古以来，木材便一直得到应用。结合当前实际情况来看，树木在房屋建设、景观种植、家具加工等方面发挥了重要作用[1]。在经济稳定发展的背景下，大众的生活品质不断提高，在经济实力的支撑下，大众的精神追求逐渐开始兴起，紫檀木、黄花梨等木材的需求量不断加大。在人类的大量应用消耗下，我国木材资源大面积减少。而且木材的主要组成为天然有机材料，在运用时可以将其作用展现，其在运输、存储、加工等过程中，还会受到微生物及昆虫等的侵蚀，长时间下来会出现腐朽状态，此时木材的应用价值便大打折扣[2]。此时木材防腐剂的价值便凸显出来，应用防腐剂可为木材营造良好的保护环境，有效延长木材使用寿命，同时木材防腐剂还可以起到增加木材产品功能、提高木材产品质量的作用[3]。从中可知，木材防腐剂可以根据自身特性避免木材腐蚀，延长木材的使用寿命，发挥一定的作用及优势。

1 当前生活中常用的木材防腐剂种类

现阶段，广泛应用的木材防腐剂主要有3 类，分别是油类防腐剂、油载防腐剂和水载防腐剂。这3 类防腐剂主要组成成分为含有剧毒的化学物质，通过毒性等避免木材受到微生物和昆虫等侵蚀，但这些化学物质也会对环境和人类自身安全造成影响。目前应用范围最广泛的防腐剂是铜铬砷防腐剂，其中的砷元素和铬元素都含有剧毒，对环境有极大的破坏，甚至较为严重的会威胁人类的身体安全[5]。

2 木材防腐的发展趋势

传统的防腐剂对环境和人类自身都存在影响，在使用中会存在难以避免的负面作用伴随出现，因此研究环境友好、安全无害的木材防腐剂成为时代重点方向，当前很多相关专家、学者等都结合相关理论进行研究，以期获得无毒、易降解的木材防腐剂。参照当前的木材类及植物类研究成果和理论，植物源木材防腐剂进入大众视野，这也是当前很多科研人员的研究重点。结合已有研究理论可知，部分树木本身便具有抗生物降解的能力，此种能力便是研究植物源木材防腐剂的理论支撑[6]。

现阶段，科研人员从具有“耐腐性”的木材中提取了多种物质，例如精油、树脂酸及色素等。其中精油类包含紫丁香酚、丁香油、肉桂油、天竺葵等，经过探讨，这些物质都具备一定的木材防腐能力，比如松香季铵盐类衍生物以及其他类型的衍生物在木材防腐中的应用已经得到证实[7]。

3 树木提取物的抑菌机理

植物体内的次生代谢产物相对较为复杂，根据现代植物学家对于植物提取成分的不断深入研究，发现树木体内存在非常多的抑菌、杀菌活性成分，包括萜类、黄酮类、醌类、芪类、酯类、酚类、醛类、醇类、甾类、生物碱类、植物肽类、鞣质、苯丙素、皂苷、有机酸等。根据统计学数据显示，类似于这种活性物质，还有800多种。从提取角度来看，在数目不同部位、采取不同手段所得到化合物的抑菌成分、抑菌效果普遍存在较为明显的区别。最后，将同一种提取物与不同化合物进行重新配置也能够产生全新的效应，从复配后功能角度讲，树木提取物的抑菌效果可以分为加和效应、协同效应、拮抗效应。

树木提取物的抑菌作用主要体现在以下几个方面：降解、损伤细胞壁；破坏细胞质膜改变透性；抑制酶作用；抑制核酸形成等。从现实角度讲，不同树种之间耐腐蚀度的差异性也与其内部化学物质的种类、含量不同存在较为明显的关系。部分树木提取物的抑菌成分中存在酚类、单宁等，低浓度的酚类物质能够使蛋白质变性，高浓度的酚类物质能够使蛋白质沉淀。根据相关学者的研究显示，植物提取物中的多酚类物质能够与蛋白质之间形成某种结合，进而使微生物体内的蛋白质产生凝固效应，最终产生抗病毒、酶抑制效果，同时，这种效果只是针对于微生物产生的，并不会对动植物细胞的生长产生某种程度的不利影响。

4 树木提取物在木材防腐方面应用的研究现状

最近，越来越多学者就树木提取物在木材防腐方面应用做了不少的研究。张玲[8]以银杏心材和树皮为原料展开研究，并通过融入乙醚，以试验探究的方式探究银杏心材氯仿提取物是否可以对白腐菌和褐腐菌起到抑制效果。Sen-Sung Cheng 等[9]证明100μg/mL 的肉桂醛对白腐菌和褐腐菌的抑菌指数达100%。Chun-Ya Lin 等[10]以肉桂醛处理Crytomeria japonica 边材，经褐腐和白腐腐朽三个月后，失重还不到3.2%。通过研究提取物对木材腐朽菌的抑菌性能，发现通过对木材腐朽菌的提取可以将其自身特性展现。

木材天然提取物在木材防腐方面的应用虽然不会对动植物产生较为明显的影响，但木材普遍是需要进行加工为人们所使用的，因此，相关人员也要充分考虑到防腐剂本身对于所处理产品各项物理力学性能的影响。研究结果显示，浸泡过某种树木提取物防腐成分的刨花板在抗弯强度、抗弯弹性、内结合强度等机械性能指标方面出现了较为明显的降低，而在防腐能力、吸水厚度膨胀率等方面产生了性能上的提升。根据相关学者的进一步研究显示，浸泡防腐剂浓度为1%的刨花板，在机械性能方面的下降比较有限，能够满足我国政府规定的相关木材使用的硬性要求。

5 树木提取物防腐能力增效

由于树木提取物自身的物理、化学性质，单独使用一种树木提取物存在易挥发、水溶性差或者是不稳定，因此很多国内外的学者在多种树木提取物混合使用、树木提取物与化学试剂复配、加入其他水溶性、抑菌性化学官能团等方面进行了研究。

Scalbert 等[11]用单宁与锌、铜、铝等金属盐按一定比例复配后处理木材，结果表明单宁与金属盐的复配能显著增强被处理木材的耐腐性能。杨冬梅等[12]通过滤纸法考察了肉桂醛及其3 种行生物对木材的防腐和防霉作用，实验结果表明肉桂醛对4 种供试菌种均表现出最强的抑菌性能。李双月[13]以松香为原料合成了几种松香衍生物，实验结果表明松香基酰胺、双N-（3-松香酰氧基-2-羟）丙基-N，N-二甲胺，对四种木材腐朽菌发现对4 种木腐菌均有较好的抑制效果。

6 展望

虽然现阶段我国的树木提取物木材防腐剂的研究已经取得了些许成就，但仍处于探索阶段，很多内容仍待研究。为了促进天然木材防腐剂在实践中的应用，结合当前研究成果进行思考分析。

（1）与其他化学试剂合用达到增效作用。单纯依靠树木提取物或者传统防腐剂劣势较为明显，可尝试将两者混用，在保证防腐效果的同时，保护环境及人类自身安全。可在探究新型天然木材防腐剂的同时，研究树木提取物和传统防腐剂之间发挥最佳效能的混合比例，从而达到混用增效的效果。

（2）改善树木活性成分提取技艺。加强对树木成分的提取方法和相关设备的研究，传统的提取方法受到技术限制，存在很多不足，极大地制约了植物源木材防腐剂开发及其应用的进程。因此未来应加强对提取方法及工艺的探索，通过多种举措保证探究性实验的顺利进行，遵循实验标准，在植物中提取高抑菌性的活性成分。

（3）加强活性成分合成研究力度。树木提取物研究需要大量的数据支持，这导致为了获得成果，大量的树木被采伐，若不够重视协调控制工作，则会对生态环境造成较为严重的影响，不利于保证人类与环境和谐发展。因此为了人类的长远发展，应从活性物质化学结构入手，研究清楚化合物结构与防腐效果之间的关系，从而以活性物质合成物为基础开展研究。