Nghiên cứu về tiềm năng của vỏ cây bạch dương từ các đồn điền phục hồi ngắn hạn như là phụ gia thuốc diệt nấm dựa trên sinh học

BioEnergy Research - Tập 14 - Trang 482-491 - 2021
Martina Bremer1, Javane Oktaee2, Daniela Einer2, Steffen Fischer1, André Wagenführ2
1Institute of Plant and Wood Chemistry, TU Dresden, Tharandt, Germany
2Chair of Wood Technology and Fibre Materials Technology, Institute of Natural Materials Technology, Dresden, Germany

Tóm tắt

Vỏ cây trên cây cối bảo vệ thực vật trước những điều kiện môi trường bất lợi cũng như các cuộc tấn công của nấm và côn trùng. Có nhiều chất hóa học khác nhau, chủ yếu ở lớp vỏ ngoài của cây, có khả năng ngăn chặn sự phát triển của nấm. Vỏ cây như một sản phẩm phụ của các đồn điền gỗ có sẵn với số lượng lớn và có thể là nguồn tuyệt vời cho việc sản xuất thuốc diệt nấm sinh thái. Trong bài báo này, vỏ của nhiều giống bạch dương từ hai đồn điền phục hồi ngắn hạn (SRC) ở Ba Lan và Đức đã được kiểm tra để xác định thành phần hóa học, khả năng chiết xuất các hợp chất diệt nấm tiềm năng (terpen, chất thơm và chất phenolic), và ảnh hưởng của các chiết xuất này đến việc làm chậm sự phát triển của nấm mốc. Đã chứng minh rằng hàm lượng các chất diệt nấm phụ thuộc mạnh mẽ vào loại giống. Hai phương pháp chiết xuất - Soxhlet và batch - đã được so sánh để thu được các chiết xuất diệt nấm. Các chất diệt nấm đã được tìm thấy trong các chiết xuất thu được bằng cả hai phương pháp. Triterpen, axit béo, aldehyde và rượu chủ yếu là các chất diệt nấm hoạt động trong các chiết xuất Soxhlet, trong khi các chất phenolic hoạt động như thuốc diệt nấm trong các chiết xuất batch.

Từ khóa

#vỏ cây bạch dương #thuốc diệt nấm sinh thái #chiết xuất Soxhlet #chất phenolic #triterpen #phục hồi ngắn hạn

Tài liệu tham khảo

Reinprecht L (2010) Fungicides for Wood Protection - World Viewpoint and Evaluation/Testing in Slovakia. In: Carisse O (ed) Fungicides. IntechOpen. https://doi.org/10.5772/13233 González-Laredo RF, Rosales-Castro M, Rocha-Guzmán NE, Gallegos-Infante JA, Moreno-Jiménez MR, Karchesy JJ (2015) Wood preservation using natural products. Madera Bosques 21:63–76 Fernández-Costas C, Palanti S, Charpentier J-P, Sanromán MA, Moldes D (2017) A Sustainable Treatment for Wood Preservation: Enzymatic Grafting of Wood Extractives. ACS Sustain Chem Eng 5:7557–7567 Binbuga N, Ruhs C, Hasty JK, Henry WP, Schultz TP (2008) Developing environmentally benign and effective organic wood preservatives by understanding the biocidal and non-biocidal properties of extractives in naturally durable heartwood. Holzforschung 62(1-4):264–269 Markoff I (2016) Short Rotation Coppices in Germany. Report of Short Term Scientific Mission (STSM) Dickmann DI, Kuzovkina J (2014) Poplars and Willows of the world, with wmphasis on silviculturally important species. In: Isebrands JG, Richardson J (eds) Poplars and willows: trees for society and the environment. CABI, Wallingford, pp 634–641 Rayner AMD, Boddy L (1988) Fungal decomposition of wood. Its biology and ecology. Wiley, Chichester Cowan MM (1999) Plant products as antimicrobial agents. Clin Microbiol Rev 12(4):564–582 Carmona D, Lajeunesse MJ, Johnson MTJ (2011) Plant traits that predict resistance to herbivores. Funct Ecol 25:358–367 Oßwald WF, Elstner EF (1987) Investigations on spruce decline in the Bavarian forest. Free Radic Res Commun 3(1-5):185–192 Tascioglu C, Yalçin M, Şen S, Akcay C (2013) Antifungal properties of some plant extracts used as wood preservatives. Int Biodeterior Biodegradation 85:23–28 Bernhoft A (2010) A brief review on bioactive compounds in plants. In: Bernhoft A (ed) Bioactive compounds in plants – benefits and risks for man and animal. Proceedings from a symposium held at the Norwegian Academy of Science and Letters, Oslo, 13–14 Nov 2008, Novus forlag, Oslo Royer M, Houde R, Stevanovic T (2013) Non-wood forest products based on extractives-a new opportunity for Canadian forest industry part 2-softwood forest species. J Food Res 2(5):164–189 Dorado J, van Beek TA, Claassen FW, Sierra-Alvarez R (2001) Degradation of lipophilic wood extractive constituents in Pinus sylvestris by the white-rot fungi Bjerkandera sp. and Trametes versicolor. Wood Sci Technol 35(1/2):117–125 Heldt H-W, Pichulla B (2011) Plant biochemistry, 4th edn. Academic, San Diego Breitmaier E (2006) Terpenes. Wiley-VCH, Weinheim Machado GO, Cookson LJ, Christoforo AL, Polito WL, Silva MR, Calil C Jr, Lahr FAR (2013) Wood preservation based on neem oil: evaluation of fungicidal and termiticidal effectiveness. For Prod J 63(5/6):202–206 Singh T, Singh AP (2012) A review on natural products as wood protectant. Wood Sci Technol 46:851–870 DIN (1997) Plastics - Evaluation of the Action of Mikroorganisms vol ISO 846:1997, EN 130 846. Deutsches Institut für Normung e.V. Tiwari P, Kumar B, Kaur M, Kaur G (2011) Phytochemical screening and extraction: a review. Int Pharm Sci 1(1):98–106 Vermerris W, Nicholson R (2006) Chapter 4: Isolation and identification of phenolic compounds. In: Vermerris W, Nicholson R (eds) Phenolic compound biochemistry. Springer, Dordrecht, pp 151–196 Kis B, Avram S, Pavel IZ, Lombrea A, Buda V, Dehelean CA, Soica C, Yerer MB, Bojin F, Folescu R, Danciu C (2020) Recent advances regarding the phytochemical and therapeutic uses of Populus nigra L. buds. Plants 9:1464–1480 Nassima B, Nassima B, Riadh K (2019) Antimicrobial and antibiofilm activities of phenolic compounds extracted from Populus nigra and Populus alba buds (Algeria). Braz J Pharm Sci 55:e18114 Tyśiewsicz K, Konkol M, Kowalski R, Rój E, Warmiński K, Krzyżaniak M, Gil Ł, Stolarski MJ (2019) Characterization of bioactive compounds in the biomass of black locust, poplar and willow. Trees 33(5):1235–1263 Kuś P, Jerković I, Jakovljević M, Jokić S (2018) Extraction of bioactive phenolics from black poplar (Populus nigra L.) buds by supercritical CO2 and its optimization by response surface methodology. J Pharm Biomed Anal 152:128–136 Wu Y-W, Sun S-Q, Zhao J, Li Y, Zhou Q (2008) Rapid discrimination of extracts of Chinese propolis and poplar buds by FT-IR and 2D IR correlation spectroscopy. J Mol Struct 883-884:48–54 Popova MP, Bankova VS, Bogdanov S, Tsvetkova I, Naydenski C, Marcazzan GL, Sabatini AG (2007) Chemical characteristics of poplar type propolis of different geographic origin. Apidologie 38:306–311 Pearl IA, Darling SF (1971) Studies of the hot water extractives of the bark and leaves of Populus deltoides bart. Can J Chem 49:49–55 Devappa RK, Rakshit SK, Dekker RFH (2015) Potential of poplar bark phytochemicals as value-added Co-products from the wood and cellulosic bioethanol industry. BioEnergy Res 8:1235–1251 Zhang XF, Hung TM, Phuong PT, Ngoc TM, Min B-S, Song K-S, Seong YH, Bae KH (2006) Anti-inflammatory activity of flavonoids from Populus davidiana. Arch Pharm Res 29:1102–1108 Baiocchi C, Marengo E, Roggero MA, Giacosa D, Vietto L, Toccori S (1994) A chromatographic and chemometric study of the bark phenolic compounds of two poplar clones with different resistance to Discosporium populeum. Chromatogrph 39(7/8):481–489 Todaro L, Russo D, Cetera P, Milella L (2017) Effects of thermo-vacuum treatment on secondary metabolite content and antioxidant activity of poplar (Populus nigra L.) wood extracts. Ind Crop Prod 109:984–390 Gähler K (2015) Untersuchungen zu systematischen und zufälligen Fehlern der nasschemischen Methoden zur Bestimmung der Pflanzenbestandteile Cellulose, Hemicellulose, Lignin sowie Extraktstoffe. Master Thesis, TU Dresden Amborabé B-E, Fleurat-Lessard P, Chollet J-F, Roblin G (2002) Antifungal effects of salicylic acid and other benzoic acid derivatives towards Eutypa lata: structure–activity relationship. Plant Physiol Biochem 40(12):1051–1060 Vio-Michaelis S, Apablaza-Hidalgo G, Gómez M, Peña-Vera R, Montenegro G (2012) Antifungal activity of three Chilean plant extracts on Botrytis cinerea. Bot Sci 90(2):179–183 Steanovic T, Diouf PN, Garcia-Perez ME (2009) Bioactive polyphenols from healthy diets and forest biomass. Curr Nutr Food Sci 5:264–295 Walters D, Raynor L, Mitchell A, Walker R, Walker K (2004) Antifungal activities of four fatty acids against plant pathogenic fungi. Mycopathologia 157:87–90 Kaur R, Kaushal S, Sharma P (2018) Antimicrobial and antioxidant potential of pomegranate (Punica granatum L.) peel. Int J Chem Stud 6(5):3441–3449 Einer D, Bremer M, Oktaee J, Fischer S, Wagenführ A (2019) Identification of fungicidal components in poplar bark from short rotation plantations. Holztechnologie 60:5–17