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1、竹醋液应用研究进展竹醋液应用研究进展方楷杨光耀杨清培(江西农业大学江西省竹子种质资源与利用重点实验室)专论综摘要:竹醋液是生产竹炭的副产物,成分复杂,不同的竹醋液有不同的性质和组成.研究表明,竹醋液可运用到抗茵药物,抗氧化剂,抗病虫农药,植物生长调节剂,土壤改良剂,BV有机液体肥料,鲜切花保鲜剂,污水处理增效剂,咳嗽防治药物,食用茵栽培,食品防腐添加剂,烟熏剂,除臭剂等领域.不同的竹醋液及不同浓度的竹醋液在应用上会得到不同的试验效果.关键词:竹醋液;抗氧化剂;抗病虫农药;植物生长调节剂;土壤改良剂竹子资源分布广,种类繁多,生产周期短,易更新.竹材成为一种不可或缺的可再生资源,有广阔的开发应用前
2、景.长期以来,竹材利用率仅为30%一50%,加工剩余物经密闭热解后的固体是竹炭,热解产生的烟雾冷凝得到的液体为竹醋液,气体是甲烷,一氧化碳等.竹醋液为茶褐色或棕色混合液体,成分复杂不稳定_1.2J.自20世纪90年代以来,日本,韩国等国最先把竹醋液用于食品加工及抗菌杀虫等领域.我国浙江,河北,江西,福建,安徽等地也开始对竹醋液的应用加快开发步伐.竹醋液的开发利用虽然起步较晚,但发展非常迅速.例如,在浙江衢州,竹醋液产业已初见规模,成为新的支柱产业,产生了巨大的经济社会效益.1竹醋液的制备及组成竹醋液,竹炭的生产方法有3种:一是炭窑烧制法,设备成本低,改进后对竹炭,竹醋液的品质和回收率都有所提高
3、;二是干馏釜热解法,分固定式干馏和移动床连续干馏两类,某些炉型及工艺产生的废气可用作燃料,品质和产率都优于前者;三是用特种设备制备法,炉型小,能对各个环节精确控制.通常56t的新鲜原料可得到1t竹炭和300650kg竹醋液,一般竹醋液按照收集温度分成三类:<90oC的低温竹醋液,90120oC的中温竹醋液,>120C的高温竹醋液.初得的竹醋液为棕色,静置后,上层为澄清竹醋液,下层沉淀为竹焦油,再对澄清液分步精制.初步分离常采用静置法,有机溶剂萃取法,进一步精制常用竹炭,活性炭吸附分离,再用蒸收稿日期:2007-08-22修回日期:2007-.-09-17基金项目:江西省科技攻关项目
4、”厚壁毛竹商品林培育与竹材工业化利用研究”(20031B0203900).第一作者简介:方楷(1982一),男,硕士生,研究方向为竹类资源利用.通讯作者:杨光耀,男,教授.俅土秆1_I开|c2007年第2l卷第6期馏,精馏工艺提纯8,93.原液精制后水分含量降低.竹醋液精制前后理化性质的变化见表1.表1竹醋液精制前后理化性质的变化竹醋液是高度复杂的混合物,很多成分不稳定,能相互反应转化,现已鉴定出90300种成分.Yoshihi-kokkakabe等检测了竹醋液中典型气味的易挥发成分,有多达28种旧.不同竹醋液的组成和含量差异很大.一般pH值23.2,密度约1.02g/mL.竹醋液原液的化学成
5、分基本的组成及含量见表2.表2竹醋液的组成成分2竹醋液的应用虽然竹醋液产品开发是刚刚兴起的研究领域,商业开发先于科学研究,但因竹醋液含有多种成分,成分的作用也各不相同,所以竹醋液有极其广泛的用途.大致可分为以下几个应用领域.2.1抗茵药物及药物增效剂竹醋液有抑菌杀菌效用,毒副作用小,可直接代替某些合成药物.用放置6个月的竹醋液原液与市售抗菌药氟康唑,酮康唑进行真菌的敏感性对比试验,结果表明竹醋液与抗菌药对6种致病真菌的MIC/MFC(最低抑菌浓度/最低杀菌浓度),抑菌圈大1专论综皿小等指标接近.O.sulaiman等研究了不同浓度竹醋液对7种致病真菌和3种细菌生长的影响,较高浓度(>50
6、%)的竹醋液抑制效果明显,而在1%浓度下对个别种微生物也有一定的抑制作用,并表明竹醋液中的抗菌效用成分主要有:甲酸,丙酸,苯丙酸,苯酚,2一甲基苯酚等.4种不同收集温度下得到的竹醋液分馏物,分别处理大肠杆菌,金黄色葡萄球菌,柑桔青霉菌和黑曲霉菌,产生不同直径的抑制圈j.竹醋液对大肠杆菌ATCC8099,金黄色葡萄球菌ATCC6538,白色念珠球菌ATCC10231有十分明显的抑制作用-.罗敏等对10种中草药95%乙醇提取物与竹醋液的昆合液对大肠杆菌,啤酒酵母,番茄灰霉菌和番茄早疫病菌进行了抑菌实验.结果表明,竹醋液,各种药物提取物单独使用时均有抑菌效果,但两者1:1混合后,9种中草药提取物一竹
7、醋液的抑菌效果显着增强,仅竹醋液一大黄提取物昆合液抑菌效果下降.对该结果的原因还需进一步研究.鄢洪德等分别将竹醋液原液,初提液,精制液1:1混合芦荟汁,能有效抑制金黄葡萄球菌,枯草芽孢杆菌,大肠杆菌等生长.竹醋液渗透性强,应用在胃肠药,皮肤药及缓解筋肉酸痛等方面效果较好,对脚气有特效医治作用,对皮炎和糖尿病等疾病也具一定疗效.2.2抗氧化剂常雅宁等用联苯三酚法测定了添加竹醋液原液前后猪油的氧化值的变化,与加入对应量的茶多酚的猪油的氧化值进行比较,发现两种添加剂对猪油的抗氧化性能的作用相当.可用竹醋液代替茶多酚作食品添加剂.同时,作者还对两种竹醋液原液清除超氧阴离子的性能作了比较,指出竹醋液原液
8、经短期放置后抗氧化活性更高.2.3抗病虫农药及增强剂竹醋液能有效抑制病菌和害虫对农作物的侵袭,可用作抗作物病虫害的农药使用.新制竹醋液抑制6种作物果树的8种病原真菌,竹醋液的有效抑制病菌浓度在0.1185%0.8035%(g/l,干重/体积)之间;放置1年后的竹醋液对除苹果霉心病病菌外的7种病菌抑制活性都得到增强.用竹醋液制成复合盐,防治盆栽樱桃番茄的番茄灰霉菌,发现10倍,5倍稀释率的竹醋液复合盐抑制细菌生长,但20倍稀释率的竹醋液复合盐能促进该病菌的生长.通过室内抑菌试验与田间防治试验相结合的方法,发现100倍稀释率的竹醋液可有效地抑制黄瓜霜霉病孢2子的萌发及防治田间黄瓜霜霉病,与600倍
9、稀释率的72%克露化学农药的抑菌防治效果相当.在辣椒卷叶灵中以400倍稀释率添加竹醋液防治辣椒病毒病进行田间试验,能显着提高防治效果,可大面积推广应用27.抗虫性应用方面,李小荣等添加300500倍稀释率的竹醋液后,4种农药(4.5%高效氯氰菊酯乳油等)在1/2推荐计量浓度就能达到推荐计量下的防治效果.在乐果中添加一定量的竹醋液也能有效防治柑桔红蜘蛛,茶树黑刺粉虱等害虫,配合使用微生物制剂,同时能提高果树的抗寒能力.在果树上仅喷洒一次添加竹醋液的代森锰锌等农药,直到收获时也未见蝽害虫侵害的发生j.2.4植物生长调节剂竹醋液能对种子萌发和萌发后根的生长产生影响j.较高浓度的竹醋液原液和精制液对种
10、子萌发和萌发后根的生长有抑制作用,而低浓度的竹醋液原液(包括原液的酸性组分,中性组分和碱性组分分别进行试验)和精制液都有促进作用.另外,在100480C范围内,不同收集温度下可得到不同组成及效用的竹醋液馏分.收集温度在100250C的竹醋液馏分有促进作用(收集温度越高,促进作用越强烈),250480C的馏分则强烈抑制种子萌发和萌发后根的生长,不同温度收集的馏分经不同的稀释处理后,其促进或抑制生长的程度也不同.不同浓度的竹醋液对豫麦一18发根,发叶等生长调节效应也有相似的作用规律.用胡萝b等幼苗试验法和藻类生长测定法,测定竹醋液组分的生长调节作用,发现竹醋液高浓度(20005000mg/L)的除
11、草剂功能类似于2.4-D类激素,低浓度(<500mg/L)的植物生长调节剂的功能类似于GA3,6一BA类激素,并指出中和竹醋液的活性明显高于原竹醋液,不同植物的敏感性有所差异J.田间试验表明竹醋液能提高苹果,柑桔,桑叶,水稻等农林作物的产量,改善果品品质,还能调控果实成熟时间,改善叶片质量,延长叶片寿命等.竹醋液具备植物生长调节剂的综合调节功能.竹醋液促进植物(如:鹅掌楸)生长,提高生长势和叶绿素含量,不同浓度时对不同的植物产生促进或抑制生长的影响,且影响程度也不同.竹醋液还能促进黄瓜等蔬菜生长,提高蔬菜产量和品质弼J.2.5土壤改良剂竹醋液可改变土壤微生物类群的结构及数量,促俅土.1_
12、I开t2007年第21卷第6期进有机物的分解利用,从而改善土壤的团粒结构,通气性和透水性,促进有机物分解利用,以提高肥料利用率,加快作物生长.韦强等用竹醋液处理黄瓜苗期基质,研究基质微生物尤其是根际微生物数量和类群的变化,结果表明:加入竹醋液后,土壤中细菌,放线菌的数量在7d内迅速增加,随后逐渐减少;真菌的数量变化则较为复杂,数量增减时间规律不明显.以0.5%竹醋液灌根有利于黄瓜根际细菌,放线菌及真菌数量的增加,原因可能是该浓度的竹醋液促进了基质中三类微生物的繁殖.在大棚试验中,将竹醋液以一定的比例混合矿物肥料后作为黄瓜育苗时的土壤添加物质,能明显促进苗高和茎粗,提高黄瓜总产量.加j.适宜浓度
13、的竹醋酸可促进猪粪堆肥微生物的活性,堆肥氮素损失可减少10%以上.2.6新型BV(BambooVinegar)有机液体肥料以竹醋液为主要成分,制成新型BV有机液体肥料.该新型肥料高效低毒,有效期较长,可为植物提供较全面的营养,兼有防治病虫害功能.500倍稀释率的竹醋液在小麦(品种:杨麦16)的孕穗期和用1000倍稀释率的竹醋液在灌浆期施肥,可取得最好的增收效果,且小麦中硝酸盐含量降低.还应开展BV有机液体肥料在种子处理和苗期施肥等方面的研究.调整BV有机液体肥料的组成和配方,适用于水稻,草莓,苹果等不同农林作物,取得了良好的效果.2.7鲜切花保鲜剂竹醋液成分极为复杂,它们的共同作用可以起到对离
14、体植物器官及组织的保鲜作用.用不同浓度的竹醋液对玫瑰等鲜切花进行处理,发现500800倍稀释率的竹醋液可以显着改善鲜切花的含水量,增大花茎,延缓”垂头”以保持原有姿态,减缓过氧化氢酶失活速度,显着延长鲜切花的观赏期.竹醋液处理郁金香鲜切花的结果也表明它能有效延缓鲜切花的衰老过程.2.8处理生活污水的强化剂将竹醋液应用到生活污水通气法处理时发现,竹醋液与加入污水体积比低于或等于I:10.时能明显降低COD0(化学需氧量),高于此比例COD反而上升.如I:10时,CODc降低10%,以乙酸量计算,V(zl酸】:V(污水1为1:10时,CODc降低13%.值得注意的是:竹醋液对污水的N,P含量没有影
15、响.但作者未对采用生物膜法和活性污泥法处理污水进行研究J.2.9咳嗽防治药物用福建建瓯产的竹醋液为试验材料,在小鼠腹腔俅土.杖开|c2007年第21卷第6期=IL皇I注入酚红指示剂,再用氨水引起小鼠咳嗽,对实验组小鼠每天用竹醋液灌胃,结果实验组小鼠气管粘膜对酚红的分泌量明显增加,证实竹醋液有祛痰功效,对氨水气雾引起的小鼠咳嗽有明显的抑制作用461.2.10食用茵栽培在金针菇,鸡腿菇的液体培养基中添加竹醋液,发现低浓度(0.I%0.0l%)竹醋液促进金针菇菌丝体的生长,高浓度竹醋液抑制金针菇菌丝体的生长,但没有用固体基质培养方法加以验证.在香菇培养基表层覆盖一层竹醋液,7d内有香菇长出,竹醋液浓
16、度为I%时可完全防止感染,0.25%浓度在23d内可抑制繁殖,0.5%浓度在7d内可以抑制繁殖驯.2.11其他应用竹醋液能抑制食品中引起腐败的细菌生长,可作食品辅助性防腐剂J.以一定稀释浓度的精制竹醋液处理湿纸巾,能够满足气味,防腐,色泽等方面的要求.澄清的竹醋液可熏制火腿和香肠,不易生虫,味道更鲜美,其效果和安全性优于烟熏.竹醋液对木材有防腐效果,木材腐朽菌在添加竹醋液的培养皿上不生长,即使竹醋液挥发后,木材腐朽菌的繁殖速度也变慢.此外还可用在家畜粪尿消臭,有机农业的害虫驱除及美容,沐浴剂等方面-53.另外,竹醋液可研制成各种饮料及各种化妆品,沐浴露,护肤霜,洗发乳,牙膏和香皂等日用品.将竹
17、醋液制成千粉便于使用,运输和储存j.3展望我国是竹资源丰富的大国,也是竹炭,竹醋液的生产消费大国,随着竹炭的大规模生产,我国每年有大量的竹醋液产生.但现阶段,基础研究薄弱制约竹醋液的开发应用.首先,竹醋液的成分受多种因素影响,应对竹材原料,生产工艺,精制工艺,储存使用等的各个环节制定出操作标准,使对竹醋液开发应用的深入研究成为可能,也有利于竹醋液的推广应用.其次,应用现代分离技术和分析仪器在不同的时间状态下分析鉴定其组成及含量,发现其物理化学上动态的变化规律.再次,探究竹醋液作用机理,探明竹醋液各组分的含量和存在形式与组分的对应关系.另外,采用混合不同的竹醋液,增减某些成分和调节成分的含量,改
18、变竹醋液的存在状态等的方法对现有的竹醋液进行改进,以提高其应用价值.还应加强资金技术的投入和有效的政策扶持,建立竹醋液的开发应用研究中心,加快科技成果转化,为将来的大规模应用奠定基础.3专论综述参考文献1万晓清,蒋新元.竹加工剩余物的综合利用J.企业技术开发,2006,25(7):7l-73.2张齐生.重视竹材化学利用,开发竹炭应用技术J.竹子研究汇刊,2001,20(3):34-35.3袁亚平,包立根,王利忠,等.中国竹炭竹醋液产业发展与展望J.世界竹藤通讯,2004,2(3):l-3.4胡晓倩.开发竹醋液提高安徽省竹资源利用率J.资源开发与市场,2005.21(5):455457.5张文标
19、,包立根.高纯度竹醋液的生产技术J.世界竹子研究汇刊,2004,2(3):l-3.6胡福昌.我国竹炭竹醋液烧制技术的改进与发展J.竹子研究汇刊,2004,23(8):l4.7胡福昌,陈顺伟.竹炭竹醋液连续化烧制技术J.世界竹藤通讯,2005,3(2):37-39.8翁益明,王伟龙,张文标,等.用竹炭精制竹醋液的研究J.竹子研究汇刊,2005,24(2):4447.9柏明娥,陈顺伟,庄晓伟.不同精制工艺对竹醋液理化性质的影响J.林产化工通讯,2005,39(2):25-27.10Yoshihikokkakabe,Yukatarnura,Sootiwamoto,eta1.VolatileOrgan
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