木醋液是木材干馏过程中得到的黑褐色液体，被广泛用于化工、林业、农业畜牧业、食品加工业与医药卫生业等领域(Ohta et al., 1994；Yoshimura et al., 1995；Yatagai et al., 2002；王海英等，2004；史咏竹等，2003)。木醋液的化学成分及其性质因原料种类、制取、收集以及精制方法的不同而异。用山核桃(Juglans sieboldiana)树、樱桃(Cerasus spp.)树等阔叶材制取的木醋液比杉(Cunninghamia lanceolata)、桧(Sabina spp.)木等针叶材木醋液的有机酸含量低；干馏釜及平炉制取的木醋液通常比土窑烧炭法得到的木醋液密度大、溶解木焦油含量高，pH值较低(钱慧娟，1994)。就化学成分而言，低温(烟温度80~90 ℃)收集的柞木(Xylosma spp.)木醋液主要是醇类，中温(烟温度90~150 ℃)是醇类、酮类和有机酸类，高温(150 ℃以上)是酮类、有机酸类、醇类和酚类(王海英等，2005a)；以柞木为主的木醋液通过简单蒸馏、活性炭吸附、过滤等精制方法，使苯酚含量降到很低的程度，可作为酸性饮料添加剂和畜禽饲料添加剂(朴哲等，2003)；采用分配法得到柞木木醋液中的酚类物质主要是苯酚(3.6%)、2-甲基苯酚(1.2%)、2, 6-二甲基苯酚(34.41%)、1, 2, 3-三甲基苯酚(12.8%)和2-甲基-4, 6-二叔丁基苯酚(35.97) (王海英等，2005b)；相同条件下得到的桦木(Betula spp.)木醋液含8种氨基酸，有机酸含量为2.02%，而柞木木醋液含9种氨基酸，有机酸含量为5.20%(王海英等，2005c)；柞木木醋液经乙醚脱水处理后，可测定出的有机成分由19种增加到46种(徐社阳等，2006)。

杨树生长块、产量高，长期以来作为人造板和造纸的原料；但在杨树采伐和用杨木生产人造板过程中产生的大量枝桠材、边角料未得到充分利用。周雄尊等(1995)曾进行了杨木制取高质量颗粒活性炭的研究，但制取活性炭(或木炭)过程中产生的副产物杨树木醋液，迄今未见有研究报道。本文以毛白杨(Populus tomentosa)枝桠材为原料，采用干馏釜制取，按3个温度段收集，经静置、木炭粉等精制处理，制得了杨树木醋液。研究其基本性质和抑菌效果，并对300~510 ℃部分的化学成分进行分析，以期为杨树木醋液的进一步研究和开发利用奠定基础。

1 材料与方法 1.1 试验材料与仪器

杨树枝桠材取自西北农林科技大学校园内砍伐的干燥木材；乙醚(分析纯)；木炭粉(市售)；各种微生物及庆大霉素药片由西北农林科技大学微生物实验室提供；干馏釜(南京林业大学林产化工学院制造，规格：内径×高130 mm × 270 mm)；气相色谱-质谱(GC-MS)联用仪(美国Finnigan公司，型号：TRACEGC-TRACEDSQ)。

1.2 试验方法 1.2.1 杨树木醋液的制取

将干燥杨树木材切成2 cm ×2 cm × 10 cm的长方条，放入干馏釜中加热(0.42 kg)，当干馏过程中产生的烟的温度达90 ℃时(此时有液体流出)，开始收集直至510 ℃时几乎无液体馏出为止。按3个温度段收集了粗木醋液，分别是90~150℃、150~300℃和300~510℃。

1.2.2 杨树木醋液的精制

将制出的粗木醋液放在一个较深的容器中，静置1个月，木醋液分为3层，上层为少量的清油，中层为澄清液，下层为粘稠的木焦油等杂质。虹吸取中层澄清液，加入5%的木炭粉混合，搅拌10 min，静置48~72 h，待全部沉淀后，取清液过滤得精制木醋液。

精制得率(%)＝木炭粉处理后木醋液质量(g)/处理前木醋液质量(g)×100%。

1.2.3 杨树木醋液的脱水处理

取精制木醋液100 g，每次用30 mL无水乙醚萃取6次，合并乙醚萃取液，减压浓缩回收乙醚，得浓缩木醋液(徐社阳等，2006)。

1.2.4 抑菌试验测定

滤纸片法、固体稀释法(周德庆，1986；许光辉等，1986)。以庆大霉素作为对照，测定木醋液对大肠杆菌(Escherichia coli)、产气杆菌(Enterobacter aerogenes)、变形杆菌(Proteus vulgaris)、巨大芽孢菌(Bacillus megaterium)、金黄色葡萄球菌(Staphylococcus aureus)和北京棒状杆菌(Corynebacterium pekinense)的抑制作用；以苯唑青霉为对照，测定木醋液对黑曲霉(Aspergillus niger)、青霉(Penicillium sp.)、绿木霉(Trichoderma viride)和康氏木霉(Trichoderma koningii)的抑制作用。抑菌效果用抑菌圈直径表示(mm)。

1.2.5 半抑菌浓度(EC₅₀)测定

将300~510℃温度段的木醋液用蒸馏水进行倍半稀释，得到浓度分别为1 000、500、250、125、62.5 μg·mL^-1的木醋液，以溶剂水为对照进行毒力测定。测量抑菌圈直径，求出抑制率。所得数据经Finney机率值分析法用DPS统计软件求出毒力回归方程和EC₅₀值。抑制率按下式计算(陈年春，1990)：

抑制率(%)＝(木醋液处理抑菌圈直径－溶剂对照处理直径)/木醋液处理直径×100%。

1.2.6 测定方法

pH值用PHS-3C型pH计测定; 有机酸含量用酸碱滴定法(0.1 mol·L^-1 NaOH), 并折算成醋酸百分含量；密度值用比重瓶法测定；用直接进样法对木醋液成分进行GC-MS分析。气相色谱条件：DB-WAX毛细管柱(30 m×0.25 mm×0.25 μm)，进样口温度220 ℃，柱温60 ℃，恒温2 min后，以6.0 ℃·min^-1速率升温至240 ℃，恒温8 min。分流进样80:1。载气流速1.0 mL·min^-1。质谱条件：EI源，电子能量70 eV，离子源温度250 ℃，质量扫描范围35~400 amu。质谱标准库：NIST库。

2 结果与分析 2.1 不同温度段杨树木醋液的基本性质

对按1.2.1和1.2.2所述方法得到的木醋液，根据行业标准测定了密度、pH值和有机酸含量。结果显示(表 1)，所得木醋液的pH值、密度、有机酸含量，均与一般木醋液的相关指标接近(张文标等，2003)。

精制处理后木醋液的量减少，各温度段木醋液的得率随干馏温度的增加而降低。这是由于干馏温度越高，馏出的木醋液中木焦油含量越高，经过精制以后，木焦油被除去，故得率降低。此外，木醋液的密度随干馏温度增加而增加，pH值随温度升高呈降低趋势，有机酸含量则呈增加趋势。精制后各温度段木醋液密度不同, 说明各类化学成分种类和含量上存在差异。

2.2 不同温度段杨树木醋液抑菌试验效果 2.2.1 对细菌抑制效果

以庆大霉素作对照，将90~150 ℃、150~300℃、300~510 ℃等3个温度段的杨树木醋液直接进行抑菌试验，结果见表 2。

可以看出，90~150℃温度段木醋液除对大肠杆菌和金黄色葡萄球菌有一定作用外，对其他测试细菌无抑制作用；150~300℃温度段木醋液除对大肠杆菌抑制效果差于对照庆大霉素外，对其他细菌的抑制作用均强于抗菌素；300~510 ℃温度段木醋液抑菌效果均好于对照，说明高温度段的杨木木醋液具有很强的抑菌作用，可与抗菌素媲美。因此，杨树木醋液作为天然抗菌素, 具有在环保、食品、医药等方面进一步开发利用的价值。

选用对细菌抑制效果最好的300~510℃温度段木醋液进一步进行毒力测定。得到毒力回归方程和半抑制浓度EC₅₀，以EC₅₀作为衡量杨树木醋液对细菌抑制活性大小的指标，结果见表 3。

表 3显示，EC₅₀值均很小，说明300~510℃温度段木醋液对所有测试菌的抑制作用均很强。此外，从毒力回归方程和r值可以看出，300~510℃温度段不同浓度的木醋液对各测试菌的抑制活性差异极显著，且与浓度呈正相关性，即高温度段的杨树木醋液对细菌的毒力随浓度的增加而增强。

2.2.2 对霉菌抑制效果

对霉菌的抑制效果见表 4。结果显示，90~150 ℃温度段的木醋液无抑菌作用，150~300℃温度段的木醋液有一定的抑菌作用，尤其对青霉的效果较好；300~510 ℃温度段木醋液抑菌效果最好，对各种霉菌的作用大小顺序为康氏木霉＞青霉＞绿木霉＞黑曲霉，特别是对康氏木霉和青霉的效果非常显著。因此，将其开发为一种天然的植物源杀菌剂，用于大棚蔬菜的病害防治，无疑具有很大的发展潜力。

2.3 杨树木醋液GC-MS分析结果

将经1.2.3方法处理、抑菌作用最强的300~510 ℃温度段的木醋液按照1.2.6所给条件进行了GC-MS分析，所得质谱图经计算机检索和人工解析，共检出41种成分，占出峰面积的90%，分析结果如表 5所示。

由表 5可以看出，300~510 ℃温度段木醋液的乙醚提取物中，含量最多的是酚类化合物，总含量为37.25%，其中苯酚含量占11.36%；其次是有机酸，总含量为21.96%，其中乙酸占17.10%；酮类化合物占18.79%；呋喃类衍生物占8.88%；此外，还含有少量的醇类、酯类和醛类。酚类、有机酸和酮类含量达到78.17%，是杨树木醋液中的主要物质。除乙酸外，酚类物质一般具有较强的抗菌活性，最简单的酚类化合物石炭酸，就是人们熟知的一种常用杀菌剂。杨树木醋液中酚类物质含量较高，因此，可以认为杨树木醋液中抑菌活性的主要成分为酚类化合物。

3 结论

采用干馏釜制取、分温度段(90~150 ℃、150~300 ℃、300~510 ℃)收集可得不同理化性质的木醋液。

较高温度段(150~300 ℃、300~510 ℃)收集的杨树木醋液对测试菌均有抑制作用，尤其是对细菌的抑制效果最好，且高于对照庆大霉素；300~510 ℃温度段木醋液对霉菌抑制效果较好。对细菌的抑制效果随木醋液浓度降低而减弱，EC₅₀值为92.59~270.27 μg·mL^-1。

300~510 ℃温度段木醋液约含有41种化学成分，其中主要成分为酸类、酚类、酮类，还有少量的醇类、酯类和醛类。在所有化合物中，乙酸含量最高，占总量的17.10%，其次即为苯酚，含量为11.36%。初步分析确定其抑菌的活性成分为酚类物质。