臺灣博碩士論文加值系統

本研究係將坊間俗稱為檜木類的木材，包含紅檜(Chamaecyparis formosensis)、台灣扁柏(Chamaecyparis obtusa var. formosana)、日本扁柏(Chamaecyparis obtusa)、阿拉斯加扁柏(Callitropsis nootkatensis)、福建柏(Fokienia hodginsii)、澳洲柏木(Callitris glaucophylla)、美西側柏(Thuja plicata)，以化學分類法中的精油與揮發成分進行成分分析，精油與揮發成分分別透過水蒸餾法(Water distillation)及固相微萃取法(Solid-phase microextraction, SPME)萃取後，以氣相層析質譜儀(Gas chromatography–mass spectrometry, GC-MS)鑑定成分。並透過集群分析(Cluster analysis, CA)區分木材間的關係，而市售名為檸檬味檜木則特別與紅檜、台灣扁柏、日本扁柏進行探討。另外，本實驗更進一步評估各材部精油對於格斯特家白蟻(Coptotermes gestroi)之毒殺與忌避活性。
精油成分經集群分析結果顯示扁柏屬的紅檜、台灣扁柏、日本扁柏為一個集群，而北美柏木屬(原扁柏屬)的阿拉斯加扁柏與扁柏屬相似性較高，接續為福建柏、澳洲柏木與美西側柏；揮發成分分析結果同樣顯示扁柏屬樹種為獨立群集，與扁柏屬樹種之揮發成分較相近的則為福建柏，其後依序為阿拉斯加扁柏、澳洲柏木、美西側柏。由於SPME萃取時主要吸附木材中具高揮發性物質，因此集群分析結果會有所差異。另外，檸檬味檜木精油成分之集群分析結果介於紅檜與扁柏之間；揮發成分結果則與日本扁柏較相似，由顯微觀察結果顯示檸檬味檜木之解剖構造介於紅檜與扁柏之間，因此其與紅檜、扁柏間之種間親緣關係值得進一步研究。
抗格斯特家白蟻試驗結果顯示，500 ppm的八種檜木類精油中，紅檜、台灣扁柏、日扁扁柏、檸檬味檜木與澳洲柏木對白蟻具有忌避效果，其餘則無顯著毒殺效果，而1000 ppm精油中則以紅檜與阿拉斯加扁柏對白蟻之毒殺效果最佳。

This research aims to study chemotaxonomy of cypress wood, which including Chamaecyparis formosensis, Chamaecyparis obtusa var. formosana, Chamaecyparis obtusa, Callitropsis nootkatensis, Fokienia hodginsii, Callitris glaucophylla, Thuja plicata. It was based on the composition analysis of essential oils and volatile components. Essential oils and volatile components were extracted by water distillation and solid-phase microextraction (SPME), respectively. After identifng components by gas chromatography - mass spectrometry (GC-MS), then using the cluster analysis (CA) to distinguish the relationship between woods. However, the commercially available name of lemon-scented cypress wood is especially with C. formosensis, C. obtusa var. formosana, C. obtusa to research. In addition, this experiment further evaluated the toxicity and repellent activity of the essential oil against Coptotermes gestroi.
The results of cluster analysis of essential oil components showed that C. formosensis, C. obtusa var. formosana, C. obtusa is a group. However, C. nootkatensis is close to Chamaecyparis spp., and followed by F. hodginsii, C. glaucophylla and T. plicata. Volatile components analysis also showed that Chamaecyparis spp. is an independent group. However, F. hodginsii is close to Chamaecyparis spp., and followed by C. nootkatensis, C. glaucophylla and T. plicata. Due to the high sorption of wood in SPME extraction, the results of cluster analysis will be different. In addition, the cluster analysis results of essential oil from lemon-scented cypress wood is between the C. formosensis and false cypress. The result of the volatile components are similar to false cypress, and the microscopic observation shows that the anatomical structure of the lemon-scented cypress wood is between the C. formosensis and false cypress. Therefore, its relationship with C. formosensis and false cypress worth further study.
The result of anti-Coptotermes gestroi test showed that 500 ppm of eight kinds of cypress wood essential oils had no toxic effect. But C. formosensis, C. obtusa var. formosana, C. obtusa, lemon-scented cypress wood and C. glaucophylla had repellent effect. However, 1000 ppm of C. formosensis and C. nootkatensis essential oils had most effective toxicity activity.

摘要 I
目錄 V
圖目錄 VIII
表目錄 XII
I. 前言 1
II. 文獻回顧 4
(I) 檜木簡介 4
(II) 植物 5
一、 紅檜(Chamaecyparis formosensis) 5
二、 台灣扁柏(Chamaecyparis obtusa var. formosana) 7
三、 日本扁柏(Chamaecyparis obtusa) 9
四、 阿拉斯加扁柏(Callitropsis nootkatensis) 11
五、 福建柏(Fokienia hodginsii) 12
六、 澳洲柏木(Callitris glaucophylla) 13
七、 美西側柏(Thuja plicata) 14
(III) 植物分類(Plant taxonomy) 15
一、 植物分類的定義 15
二、 常見的植物分類方法 15
(IV) 集群分析 17
(V) 固相微萃取(Solid-phase microextraction, SPME) 18
一、 固相微萃取裝置 19
二、 固相微萃取原理 19
三、 固相微萃取法優點 21
(VI) 氣相層析(Gas Chromatography, GC) 22
一、 氣相層析儀之組成 22
二、 氣相層析之原理 25
三、 氣相層析之優點 25
(VII)萜類化合物 26
(VIII)白蟻 28
一、 白蟻簡述 28
二、 白蟻種類及分布 28
三、 白蟻危害 31
四、 柏科具抗白蟻性之成分 32
III. 材料與方法 33
(I) 試驗材料 35
(II) 精油製備 36
(III) 精油成分分析 37
(IV) 固相微萃取與成分分析 38
(V) 集群分析 39
(VI) 木材組織解剖 40
(VII)抗白蟻活性試驗 41
一、 毒殺活性試驗 41
二、 忌避活性試驗 42
IV. 結果與討論 43
(I) 精油收率 43
(II) 精油成分分析 44
(III) 揮發成分分析 57
(IV) 檸檬味檜木探討 67
一、 精油成分分析 67
二、 揮發成分分析 70
三、 木材組織特徵觀察 73
(V) 抗白蟻活性試驗結果 79
一、 毒殺活性試驗 79
二、 忌避活性試驗 83
V. 結論 89
VI. 參考文獻 90 

圖目錄
圖1 紅檜 5
圖2 台灣扁柏 7
圖3 日本扁柏 9
圖4 阿拉斯加扁柏 11
圖5 福建柏 12
圖6 澳洲柏木 13
圖7 美西側柏 14
圖8 Supelco公司研發之固相微萃取裝置圖 18
圖9 氣相層析儀之示意圖 22
圖10 台灣常見五種白蟻之兵蟻(上圖)、工蟻(下圖)之外觀型態。 30
圖11 本研究之實驗流程圖 34
圖12 精油萃取裝置 36
圖13 氣相層析質譜儀 37
圖14 揮發成分萃取之SPME實驗裝置 38
圖15 滑走式切片機(Microm HM400) 40
圖16 格斯特家白蟻(A：兵蟻；B：工蟻) 41
圖17 白蟻毒殺裝置 41
圖18 白蟻忌避實驗裝置 42
圖19 紅檜材部精油之氣相層析圖 50
圖20 台灣扁柏材部精油之氣相層析圖 50
圖21 日本扁柏材部精油之氣相層析圖 51
圖22 阿拉斯加扁柏材部精油之氣相層析圖 51
圖23 福建柏材部精油之氣相層析圖 52
圖24澳洲柏木材部精油之氣相層析圖 52
圖25 美西側柏材部精油之氣相層析圖 53
圖26 檜木類木材精油成分之樹狀圖 56
圖27 紅檜材部揮發成分之氣相層析圖 61
圖28 台灣扁柏材部揮發成分之氣相層析圖 61
圖29 日本扁柏材部揮發成分之氣相層析圖 62
圖30 阿拉斯加扁柏材部揮發成分之氣相層析圖 62
圖31 福建柏材部揮發成分之氣相層析圖 63
圖32 澳洲柏木材部揮發成分之氣相層析圖 63
圖33 美西側柏材部揮發成分之氣相層析圖 64
圖35 檸檬味檜木材部精油之氣相層析圖 68
圖37 檸檬味檜木材部揮發成分之氣相層析圖 70
圖38 檸檬味檜木與其他扁柏屬木材揮發成分之樹狀圖(A：本研究；B：吳雅菁(2014)之研究) 72
圖39 紅檜之顯微橫切面 75
圖40 紅檜之顯微徑切面 75
圖41 紅檜之顯微弦切面 75
圖42 台灣扁柏之顯微橫切面 76
圖43 台灣扁柏之顯微徑切面 76
圖44 台灣扁柏之顯微弦切面 76
圖45 日本扁柏之顯微橫切面 77
圖46 日本扁柏之顯微徑切面 77
圖47 日本扁柏之顯微弦切面 77
圖48 檸檬味檜木之顯微橫切面 78
圖49 檸檬味檜木之顯微徑切面 78
圖50 檸檬味檜木之顯微弦切面 78
圖51 八種檜木類材部精油(500 ppm)於7天內對格斯特家白蟻之毒殺活性 80
圖52 八種檜木類材部精油(1000 ppm)於7天內對格斯特家白蟻之毒殺活性 80
圖53 紅檜材部精油之氣相層析圖(A：原精油成分，B：殘留於濾紙上之精油成分) 81
圖54 台灣扁柏材部精油之氣相層析圖(A：原精油成分，B：殘留於濾紙上之精油成分) 82
圖55 紅檜、台灣扁柏、日本扁柏、檸檬味檜木、阿拉斯加扁柏、福建柏、澳洲柏木與美西側柏500 ppm材部精油於6 hr內對格斯特家白蟻之忌避活性 86
圖 56 日本扁柏材部揮發性成分之氣相層析圖(A：原揮發性成分，B：殘留於濾紙上之揮發性成分) 87
圖 57 阿拉斯加扁柏材部揮發性成分之氣相層析圖(A：原揮發性成分，B：殘留於濾紙上之揮發性成分) 88
 
表目錄
表1 紅檜精油主成分之相關文獻 6
表2 紅檜香味主要成分之相關文獻 6
表3台灣扁柏精油主成分之相關文獻 8
表4台灣扁柏香味主要成分之相關文獻 8
表5日本扁柏精油主成分之相關文獻 10
表6日本扁柏香味主成分之相關文獻 10
表7 適用於GC之固相微萃取纖維 20
表8 氣相管柱之偵測器種類 24
表9 萜類化合物之功效 27
表10 柏科之抗白蟻抽出成分 32
表11 本研究分析之檜木類的木材 35
表12 八種檜木類植物材部精油收率 43
表13 七種檜木類精油主成分及其相對含量 49
表14 七種檜木類精油成分經Jcaccard公式計算之相似性係數矩陣表 56
表15 七種檜木類香味主成分及其相對含量 60
表16 七種檜木類香味成分經Jcaccard公式計算之相似性係數矩陣表 66
表17 檸檬味檜木與其他扁柏屬植物精油之相關性係數矩陣表 69
表18 檸檬味檜木與其他扁柏屬植物香味之相關性係數矩陣表 71

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