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研究生:吳昇原
研究生(外文):Sheng-Yuan Wu
論文名稱:牛樟抽出物對樟芝生長影響之探討
論文名稱(外文):Effects of the Extracts from Cinnamomum kanehirae on the Mycelial Growth of Antrodia camphorata
指導教授:張上鎮張上鎮引用關係
指導教授(外文):Shang- Tzen Chang
學位類別:碩士
校院名稱:國立臺灣大學
系所名稱:森林學研究所
學門:農業科學學門
學類:林業學類
論文種類:學術論文
論文出版年:2002
畢業學年度:90
語文別:中文
論文頁數:61
中文關鍵詞:牛樟抽出物樟芝褐腐菌
外文關鍵詞:Cinnamomum kanehiraeExtractsAntrodia camphorataBrown rot fungus
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牛樟 (Cinnamomum kanehirae Hay.) 為台灣本土特有樹種。天然林牛樟樹幹大都中空腐朽,而造成牛樟腐朽之菌種實為一種褐腐菌,亦即是樟芝 (Antrodia camphorata)。樟芝是上好的解毒劑及保肝聖品,且目前尚無法於人工栽培之條件下出菇,故為了採取樟芝子實體出售便盜伐牛樟,此等濫伐造成牛樟瀕臨滅絕。為了保育本土珍貴樹種,本試驗乃探討牛樟木材抽出成分對樟芝生長之影響,分別以70 % 乙醇抽出物及其正己烷分離部、乙酸乙酯分離部、丁醇分離部及水分離部進行對樟芝生長影響的試驗,希望尋得適當的有效成分,促進樟芝菌絲之生長。
試驗結果顯示,牛樟之所以具有極佳的耐腐朽能力,主要是因為牛樟木材中含有抑制腐朽菌生長的抽出成分,然而,牛樟抽出成分卻有促進樟芝生長的效果,此外,樟芝亦能分泌抗生物質,抑制其他腐朽菌的生長,故除了樟芝以外,他種腐朽菌皆無法生長於牛樟上。
而牛樟經樟芝腐朽後,抽出成分含量明顯增加,而全酚類抽出物含量減少,且木材的pH值降低。進一步將抽出成分進行初步分離後得知,增加的抽出成分主要是在乙酸乙酯可溶部抽出物中,且推測乙酸乙酯可溶部內某些酚類化合物受降解而轉變成為酸性物質。
比較正己烷、乙酸乙酯、丁醇及水四種可溶部抽出成分對樟芝生長的影響,由菌絲生長速度之結果得知,牛樟抽出成分中含有若干促進樟芝生長的有效成分,其中,與樟芝生長最密切的抽出成分存在於正己烷可溶部中,其次是乙酸乙酯可溶部,而這些成分互相混和後對於樟芝之生長促進具有加成的效果。此外,又牛樟精油成分中之α-Terpineol、Geraniol、Citronellol、l-Linalool、Eugenol與d-Camphor,對於樟芝菌絲有促進生長的效果。
Cinnamomum kanehirae is an endemic broadleaf tree species in Taiwan. Heartwood of C. kanehirae in natural forest was decayed by one brown rot fungus, which is Chang-chih (Antrodia camphorata). However, Chang-chih is a precious fungus species that has been used for traditional medical purpose as an antidote and hepatic medicine in Taiwan. Unfortunately, any attempt to reproduce the fruiting body of Chang-chih by artificial cultivation was unsuccessful, therefore it has to be collected from natural forest by damaging the C. kanehirae tree. In order to protect this unique endemic species, this study is to determine the effects of the extracts of C. kanehirae on the mycelial growth of A. camphorata. Hopefully, it is expected to find the active constituents which might promote the mycelial growth, and generate the fruiting body of A. camphorata.
Results revealed that, due to its specific extracts, C. kanehirae inhibited the growth of several rot fungi (Laetiporus sulphureus, Gloeophyllum trabeum, Lenzites betulina and Trametes versicolor), whereas promoted A. camphorata to grow better on MEA medium plate. Besides, A. camphorata was proven to excrete some antibiotics which inhibit the growth of fungi based on the results from dual culture. These results demonstrated clearly that A. camphorata is the only kind fungus on C. kanehirae.
Results obtained from the chemical analyses of C. kanehirae decayed by A. camphorata revealed that the amounts of its extracts increased, whereas the contents of total phenolics decreased and a significant reduction of pH-value was also observed. Comparing the variations in ethyl acetate soluble fraction of extracts between sound wood and decayed wood, it is obvious that changes in the contents of total phenolics and pH-value were due to the degradation of ethyl acetate soluble extract caused by A. camphorata.
According to the results of agar plate test, the decreasing order of growth index of four subfractions that was partitioned from extract of sound wood was Hex. sol.> EA sol.> BuOH sol.= H2O sol.. Therefore, hexane soluble fraction was identified to be the most significant one to promote the mycelial growth of A. camphorata. Furthermore, some constituents of essential oil from C. kanehirae, such as α-Terpineol, Geraniol, Citronellol, l-Linalool, d-Camphor and Eugenol, were proven to promote effectively the mycelial growth of A. camphorata.
表目次 ……………………………………………………………… Ⅳ
圖目次 ……………………………………………………………… Ⅴ
摘要 ………………………………………………………………… Ⅶ
Summary ……………………………………………………………… Ⅸ
壹、緒言 …………………………………………………………… 1
貳、文獻回顧 ……………………………………………………… 3
一、樟芝 …………………………………………………………… 3
(一) 樟芝在分類學上的背景 ……………………………………… 3 (二) 樟芝的型態 …………………………………………………… 4
(三) 樟芝的生理特性 ……………………………………………… 4
(四) 樟芝之醫藥功效 ……………………………………………… 4
1. 樟芝子實體及菌絲體之成分及活性 …………………………… 5
2. 樟芝成分之安全性評估 ………………………………………… 9
(五) 樟芝之生長條件與栽培技術 ……………………………… 10
二、牛樟之抽出成分 ……………………………………………… 11
三、牛樟之耐腐朽性 ……………………………………………… 13 四、抽出物對真菌生長的之促進作用 …………………………… 16
參、材料與方法 …………………………………………………… 18
一、試驗材料 ……………………………………………………… 18
(一) 牛樟 ………………………………………………………… 18
(二) 樟芝菌種 …………………………………………………… 18
(三) 其他試驗菌種 ……………………………………………… 18
(四) 培養基 ……………………………………………………… 19
(五) 化合物 ……………………………………………………… 19
二、試驗方法 ……………………………………………………… 19
(一) 精油之萃取 …………………………………………………… 19
(二) 抽出物之萃取與分離 ………………………………………… 20
(三) 正己烷可溶部成分之分離 …………………………………… 21
(四) 牛樟抽出成分之抗腐朽菌活性評估 ………………………… 21
(五) 木塊腐朽試驗 ………………………………………………… 22
(六) 對峙培養試驗 ………………………………………………… 22
(七) 抽出成分對樟芝生長影響之評估 …………………………… 23
(八) 光對樟芝菌絲體生長之影響 ………………………………… 23
三、性質分析 ……………………………………………………… 23
(一) pH值測量 ……………………………………………………… 23
(二) 試材顏色測定 ………………………………………………… 24
(三) 牛樟材全纖維素定量 ………………………………………… 24
(四) 牛樟材木質素定量 …………………………………………… 24
(五) 全酚量之定量 ………………………………………………… 25
(六) 紅外線光譜分析 …………………………………………… 25
肆、結果與討論 …………………………………………………… 27
一、牛樟抽出成分之抗腐朽菌活性 ……………………………… 27
(一) 木塊腐朽試驗 ……………………………………………… 27
(二) 固態平板試驗 ……………………………………………… 29
二、樟芝對真菌的拮抗作用 ……………………………………… 31
三、牛樟與樟芝生長之關係 ……………………………………… 34
(一) 牛樟健全材與腐朽試材比較 ……………………………… 34
(二) 牛樟材部抽出成分之含量 ………………………………… 35
(三) 牛樟材部抽出成分各分離部之含量 …………………………36
(四) 牛樟木粉對樟芝生長之影響 …………………………………38
(五) 樟芝對牛樟木塊之腐朽試驗 ……………………………… 40
(六) 抽出成分對樟芝生長之影響 ……………………………… 42
(七) 各分離部對樟芝菌絲生長之影響 ………………………… 45
(八) 正己烷可溶部之分離部成分對樟芝生長之影響 ………… 47
(九) 牛樟精油成分對樟芝生長之影響 ……………………………48
伍、結 論 ……………………………………………………………52
陸、參考文獻 ……………………………………………………… 54
表目次
表1. 牛樟材之精油成分
Table 1. Wood essential oils of Cinnamomum kanehirae …… 13
表2. 與牛樟精油組成分有關化合物之生物活性
Table 2. Bioactivity of compounds related to the compositions of wood essential oils from C. kanehirae …………………… 14
表3. 牛樟經腐朽菌L.s.、G.t.、L.b. 及T.v. 腐朽試驗12週後
之重量損失率
Table 3. Weight loss of C. kanehirae after 12 weeks of
decay resistance test by L.s., G.t., L.b. and T.v. ……… 28
表4. 牛樟試材纖維素與木質素含量及顏色參數值
Table 3. Holocellulose and lignin contents and color parameters of C. kanehirae wood …………………………… 34
表5. 牛樟健全材及腐朽材抽出成分的含量與全酚量的比較
Table 4. Contents and total phenolics of extracts from
C. kanehirae ……………………………………………………… 36
表6. 牛樟抽出成分之各分離部含量與全酚量的比較
Table 5. Contents and total phenolics of fractions from C. kanehirae extracts ……………………………………………… 38
表7. 牛樟經樟芝腐朽試驗後之重量損失率
Table 6. Weight loss of C. kanehirae of decay resistance test by A. camphorata ..………………………………………… 41
表8. 不同牛樟抽出成分對樟芝生長之影響 (4週)
Table 7. Effects of different extracts from C. kanehirae on the mycelial growth of A. camphorata (4 weeks) ……………… 44
圖目次
圖1. Zhankuic acid A、Zhankuic acid B、Anticin C與
Compound B之結構式
Fig. 1. Structures of Zhankuic acid A, Zhankuic acid B, Anticin C, and Compound B …………………………………………………… 6
圖2. 牛樟材部乙醇抽出物之劃分
Fig. 2. Separation of the ethanol extractives of C. kanehirae …………………………………………………………………………… 20
圖3. 經木塊腐朽試驗後的牛樟試材 (12 週)
Fig. 3. Specimens after 12 weeks of decay resistance test by wood-rotting fungi ………………………………………………… 28
圖4. 精油對腐朽菌的抗菌指數
Fig. 4. Antifungal index of essential oil from C. kanehirae …………………………………………………………………………… 30
圖5. 抽出成分對腐朽菌的抗菌指數
Fig. 5. Antifungal index of extracts from C. kanehirae … 31
圖6. 樟芝與8種真菌在MEA培養基上的對峙培養試驗
Fig. 6. Dual culture of A. camphorata and eight fungi on MEA medium plate …………………………………………………… 33
圖7. 樟芝菌絲在含有不同比例牛樟木粉之MEA上生長的差異
Fig. 7. Effects of C. kanehirae wood powders on the mycelial growth of A. camphorata on the MEA ……………………… 39
圖8. 樟芝菌絲在含有不同比例牛樟木粉之MEA上生長的情形
Fig. 8. Mycelial growth of A. camphorata on the MEA containing with different concentrations of C. kanehirae wood powders .……………………………………………………………………… 39
圖9. 木塊經樟芝腐朽試驗24週後的紅外線光譜圖
Fig. 9. Changes in infrared spectra of C. kanehirae after 24 weeks of decay resistance test by A. camphorata …… 42
圖10. 不同濃度牛樟抽出成分對樟芝菌絲在MEA培養基上生長之影響
Fig. 10. Effects of the concentration of extracts obtained from C. kanehirae on the mycelial growth of A. camphorata on the MEA ……………………………………………………………………… 43
圖11. 光對樟芝菌絲生長之影響
Fig. 11. Effect of light on the mycelial growth of A. camphorata …………………………………………………… 45
圖12. 健全材抽出成分及各分離部對樟芝菌絲生長之影響 (相對於對照組)
Fig. 12. Effects of the extracts from sound wood on the mycelial growth of A. camphorata (vs. control) …………………………………………………………………… 46
圖13. 腐朽材抽出成分及各分離部對樟芝菌絲生長之影響 (相對於對照組)
Fig. 13. Effects of the extracts from decayed wood on the mycelial growth of A. camphorata (vs. control)…………………………………………………………………… 47
圖14. 正己烷可溶部之分離部成分對樟芝生長之影響
Fig. 14. Growth index of H1-H13 fractions from hexane solution of A. camphorata ……………………………………………… 48
圖15. 各成分對樟芝生長之影響
Fig. 15. Effects of components on the mycelial growth of A. camphorata ………………………………………………………… 50
圖16. 化合物 α-Terpineol、Geraniol、p-Cymene、Citronellol、l-Linalool、4-Terpinenol、Eugenol、Safrole、d-Camphor及1,8 -Cineole 的結構
Fig. 16. Structures of α-Terpineol, Geraniol, p-Cymene, Citronellol, l-Linalool, 4-Terpinenol, Eugenol, Safrole, d-Camphor and 1,8-Cineole …………………………………………………………………… 51
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