木醋液综合利用研究进展

张利亚 王留成 刘霞 李伊光

摘 要：随着社会的快速发展，环境及资源问题日趋严重，清洁环保资源的开发利用越来越得到人们的关注。木醋液是经生物化学高新技术提取获得的天然植物素材，具有质量佳、无污染、无残留等优点，可以被广泛地应用在农林业，畜牧业等领域。本文综述了木醋液的国内外最新研究进展。

关键词：木醋液；应用；农林业；进展

中图分类号：S482.9；X705 文献标识码：A 文章编号：1003-5168（2018）07-0129-04

Research Progress on Comprehensive Utilization of Wood Vinegar

ZHANG Liya1 WANG Liucheng2，3 LIU Xia1 LI Yiguang1

（1.Henan Bodun Biotechnology Co.， Ltd，Zhengzhou Henan 450001；2.College of Chemical Engineering and Energy， Zhengzhou University ，Zhengzhou Henan 450001；3.Henan carbon cable new Mstar Technology Ltd，Zhengzhou Henan 450001）

Abstract： With the rapid development of society， the environment and resource problems have become increasingly serious. The development and utilization of clean and environment-friendly resources have drawn more and more attention. Wood vinegar is biodegradable natural plant material obtained by high-tech biochemical， with good quality， no pollution， no residue， etc.， can be widely used in agriculture， forestry， animal husbandry and other fields. In this paper， the latest research progress on wood vinegar at home and abroad was reviewed.

Keywords： pyroligneous；application；agroforestry；progress

农林废弃物等生物质的综合利用是我国经济发展的趋势，其中生物质的热解是其资源化利用的主要手段之一，木醋液是生物质经热解得到的一种酸性红棕色混合物。木醋液的来源分布广泛，易得，成本低，树干、树枝、果核、果壳、玉米芯、木屑等农林业加工废弃物均可用来提取木醋液，且不同种类木醋液的成分有差别，以酸类及酚类为主，还含有量较少、种类复杂的酮类、酯类、醛类和醇类等化合物[1-4]。木醋液具有广阔的应用前景，经简单加工的木醋液可以改良碱性土壤，且可作为植物叶面肥、饲料添加剂和杀菌除臭驱虫剂等，精加工的木醋液也可用作食品添加剂、化妆品添加剂等[5-7]。本文主要介绍了木醋液的精制工艺以及应用领域，为今后的研究奠定一定的理论基础。

1 木醋液的处理

木醋液主要是秸秆、树枝和果实等农林废弃物经热解过程产生的酸性冷却液体，直接得到的粗木醋液表面漂浮有木焦油，还含有易氧化、易聚合、易变色的化学成分及苯酚、甲醛等有毒成分，需要精制后才能利用。常用的精制分离方法有静置分离法、常压或减压蒸馏法、活性炭吸附法等[8-10]。

1.1 静置分离法

粗木醋液经静置出现分层现象，分为上层油状物、中间澄清液体和下层沉淀。Zhai等[11]研究表明，将木醋液静置1a后出现分层现象，中间层为有效的木醋液，上层是一薄层沸点较低的不安定木醋液，约占10%～15%；下层的薄层木醋液含有大量的木焦油和聚合物，占20%～30%。Theapparat等[12] 将5种木材（赤桉树、银合欢、苦楝树、橡胶树和竹子）的原始木醋液静置6a左右，得到澄清木醋液，对其成分测试结果显示：所有样品的酸度及焦油溶解度均达到标准水平，但橡胶树及竹子的比重未达到标准。由此可知：静置时间的长短决定了木醋液的理化性能，时间越长，木醋液的有效成分性能越好。采用静置分离法取得精制的木醋液，操作简便，但精制过程时间较长。

1.2 蒸馏法

由于木醋液中各种成分沸点不同，可以采用蒸馏法对木醋液进行精制。Araújo等[13]人将含羞草及桉树木醋液进行减压蒸馏，最高温度达到105℃，每次蒸馏的木焦油及重油被适当舍弃，以获得精制木醋液，该木醋液有较强的抑菌作用。Isham等[14]人采用多次循环蒸馏粗木醋液，除去其中的甲醇和焦油等低沸点物质，从而获得纯度高的含脂肪酸、酚和内酯的木醋液。Souza等[15]人在蒸馏粗木醋液过程中对其馏分进行成分分析，结果发现，随着蒸馏温度的升高，木醋液的有机成分减少。蒸馏能有效提高木醋液的纯度，但会造成一些有效成分损失。

1.3 活性炭吸附法

活性炭是多孔物質，能吸附相应的有机组分，具有精制的作用。Wei等[16]人研究不同温度炭化核桃壳得到的木醋液，在其澄清液中加入质量分数5%活性炭进行精制，研究精制木醋液抗氧化活性，结果表明：三种木醋液的化学成分相似，每种成分的含量不同，高温条件下得到的木醋液酚类含量最高，显示出最强的抗氧化活性。Ma等[17]人利用炭吸附法研究精制后的核桃木木醋液中有机酸的抗菌活性和酚类的抗氧化活性。结果表明：有机酸表现出较高的抗菌活性，酚在低浓度下表现出抗氧化活性，并有剂量依赖性。

2 木醋液的应用

2.1 土壤改良剂

木醋液来自生物质，不会对土壤造成破坏，在碱性土壤中施用木醋液，可以降低其pH值，抑制有害微生物的生长繁殖，并杀死害虫等，为植物的生长提供良好的生存环境，从而促进植物的生长[18-19]。程虎[20]等研究了不同浓度木醋液对碱性土壤微生物数量及酶活性的影响，考察了浓度对真菌的影响，结果得出：浓度越高，对真菌抑制作用越明显，推测木醋液中的酚类和有机酸类化合物抑制微生物繁殖与活性，但不会破坏酶的活性。Benzon等[21]通过测量叶绿素含量、生物量、养分和金属吸收来评估木醋液对土壤中重金属可利用性和对芥菜生长的影响。结果显示：与木醋液相关的有机物质天然具有可用于螯合的吸附位点，使金属的生物利用度降低，并抑制植物对其吸收，且可以直接提供营养物质，有利芥菜的生长。因此，木醋液可改善重金属污染的土壤用于食品生产。Lashari等[22]人的研究表明，农作物秸秆生物炭与粪肥堆肥和木醋液的联合作用，使土壤盐分显著下降，同时大幅度增加玉米叶面积指数、植株性状和玉米籽粒产量，大大降低叶片电解质渗漏率，玉米叶片汁液氮、磷和钾含量增加，而钠和氯含量降低，与渗透胁迫相关的叶片生物活性显著提高，从而帮助防治玉米的盐分胁迫，提高干旱/半干旱地区盐碱农田的生产力。

2.2 植物生长调节剂

木醋液能促进蔬菜、果树、花卉等植物的生长[23]。将适量的木醋液喷施到种植马铃薯的土壤中或是番茄、香菇、苹果等植株的表面，均能有效改善植株的性状，提高作物产量及品质，增加作物的可溶性蛋白、维生素C、可溶性总糖、黄酮和芦丁等营养成分的含量，并能降低硝酸盐含量；木醋液还能促进帝王花种子的发芽率、幼苗的生根率及幼苗的生长发育[24-26]。Xu等[27]人研究精制木醋液对蘑菇假单胞菌的抑菌活性及其对菌丝生长的影响。结果表明：1.25%、2.50%和5.00%的木醋液能明显抑制蘑菇褐斑病的发生，而且对蘑菇菌丝的生长有较大促进作用。Mustafa等[28]人研究了浓度2%～10%的苹果木醋液对秋葵的生长促进作用。研究表明，当喷施浓度为2%时，秋葵的树叶数和果子的数量最多，当浓度为4%时，秋葵的植株长的最高，果实最重，叶子的直径最大，木醋液对秋葵的影响体现在植株的改变上。潘洁[29]等研究棉秆木醋液对番茄的影响，低用量2.25t/（次·hm2）的番茄植株与对照组相比株高提高了10.53%，产量增加了11.52%，并且番茄可溶性糖含量增加5.27%～10.28%，VC含量增加3.46%～17.15%，硝酸盐含量降低了4.25%～15.33%，有机酸含量变化不大。而高用量7.5t/（次·hm2）则会抑制番茄的生长。由此可见，在植株表面施用适量的木醋液时，可对植株生长起到积极作用。

2.3 饲料添加剂

木醋液作为饲料添加剂，可以改善家畜的肉质，改善鱼蛋等的品质并提高营养。饲料中适当添加木醋液可降低饲料pH，起到杀菌、消毒作用，同时可增进消化酶活性，促进营养物质吸收利用，提高机体抗病能力，增强免疫力。付海东[30]等研究表明，将木醋液作为添加剂以规定饮食量的0.5%～1%添加到产蛋鸡饲料，饲喂28d后产蛋鸡的产蛋率有了明显提高，并且鸡蛋的产量也明显提高，蛋壳强度增加，鸡蛋胆固醇量降低；以规定饮食量的0.4%～1.0%加入到淘汰蛋鸡的饲料中，饲喂60d，发现鸡肉的饱和脂肪酸和不饱和脂肪酸均有提高，其中对人体健康有益的亚油酸含量提高了22.4%，并且药残量降低，鸡肉品质整体得到提高。另外，将木醋液加入到小猪饲料中，能够提高小猪的肠道消化吸收功能，从而使小猪饮食效率增加，促进小猪的生长发育。王玉峰等[31]研究了红曲米及木醋液作为饲料添加剂对断奶仔猪生长性能及腹泻率的影响。结果表明，断奶仔猪基础日粮中添加0.5%的红曲米与木醋液混合饲料添加剂可以充分发挥仔猪的生长潜能，显著提高日增重，降低料重比及腹泻率。尽管木醋液用于饲料添加剂具有良好效果，但粗木醋液中甲醇、苯酚、甲酚等物质会影响饲料的安全性，醛类、吡啶类含氮化合物具有的特殊气味会影响牲畜的采食性，开发饲料酸味剂应根据木醋液成分组成对粗木醋液进行精制。

2.4 抑菌杀虫剂

木醋液中含有醋酸、酮类、醇类和醛类等有机组分，对部分细菌、霉菌、病菌具有不同程度的抑制作用，能起到防治病虫害的效果[32]。木醋液与农药混合使用，可大大提高农药的效力，溶解农药中的药性成分，降低农药的药残量，木醋液中的有机物小分子也更容易渗透到农作物的叶、根等组织中，更好地发挥防虫作用，减少农药的用量[33]。翟梅枝等[34]研究了玉米芯木醋液、松塔木醋液和核桃枝木醋液的成分，并进行30种抑菌实验。结果表明，木醋液对黄瓜炭疽病原菌、柿子炭疽病原菌、棉花枯萎病原菌等病菌均具有抑制作用，抑菌程度均达到70%以上。Wei等[35]人的研究表明，90～230℃、230～370℃和370～450℃下裂解核桃壳得到的木醋液表现出不同的抑菌活性，高于370℃制备的木醋液的抑菌活性更强，在抑菌剂领域具有更大的潜力，主要是由于化学组分不同。段晓玲[36]等研究了白桦木醋液（静置和活性炭精制）、杂木木醋液（硅藻土过滤后臭氧发酵）、木屑木醋液（静置法）和蒸馏法精制的木屑木醋液的抑菌活性组分。结果表明，木醋液中主要抑菌成分为酚类物质，通过抑制菌类细胞分裂速度，并破坏细胞壁来实现抑菌。Mmojieje等[37]人的研究表明，木醋液可作为抗植物病害的抗菌剂，也可作为杀虫剂。接种10%的木醋酸，在根瘤土壤杆菌和油菜黄单胞菌上观察到抑制区，在接触48h后节肢动物有20%～30%受到影响。张沙沙[38]以苦豆子根提取物和木醋液为主配制的混合物對小麦赤霉病菌、黄瓜白粉病、番茄灰霉病菌和玉米大斑病菌等均有较强的抑制作用。将400～1 000倍稀释木醋液与农药混合，可以溶解农药的药性成分，并能使农药的用量减半。马承慧等[39]人研究了白屈菜、大活的超声波水提物及其木醋液混合物对油松毛虫的防治效果。结果表明，白屈菜提取物加木醋液配制的杀虫剂稀释100倍，杀虫率达到53.33%；大活提取物加木醋液配制的杀虫剂稀释5倍，杀虫率达到86.67%。Ariffin等[40]研究结果表明，棕榈仁壳在最佳条件下（即含有最高总酚含量）产生的木醋液在抗菌和抗菌薄膜应用方面具有较大潜力。

3 结语

我国传统农业内涵丰富，为木醋液生产提供了丰富的原料，木醋液的开发利用在我国具有巨大的潜力。但目前对木醋液的研究应用仍存在不足，关于木醋液有效成分的精制提纯尚没有成型的技术，木醋液的活性物质的作用机理尚不明确，木醋液在实际生产中的应用缺乏实践。随着人们对木醋液的重视，研究方法不断提高，上述问题若得到有效解决，木醋液在农林业、畜牧业方面的应用将会有更加广阔的前景，为我国大量废弃植物资源的充分利用提供新的途径。

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