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树皮化学成分

/chemical composition of bark/
条目作者曹石林

曹石林

最后更新 2023-05-23
浏览 289
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树皮中所有化学物质的种类及其所占比例。

英文名称
chemical composition of bark
所属学科
林业

树皮中的化学物质主要包括抽提物、软木脂、木质素纤维素半纤维素、聚酚酸类物质和灰分等几类化学物质。各类化学物质所占比例一般以质量百分浓度表示。

包裹在树木的干、枝、根次生木质部外侧的全部组织统称为树皮,包括外树皮和内树皮(韧皮),约占全树体积的7%~20%。树皮中的抽提物、软木脂、木质素、纤维素、半纤维素、灰分等化学物质,随着树木种类、树龄、立地条件的不同而具有较大的差别。通常树皮中的纤维素含量低,但枸树、青檀、桑树等树皮中的纤维素含量高,可作为造纸、人造板和纺织原料。树皮是林产化工的主要资源之一,在森林采伐和木材加工过程中都有大量树皮产生。不少树种的树皮含有宝贵的化学成分,有些甚至是自然界稀有的或者难以化学合成的化学产品。

树皮抽提物是用水、稀碱和乙醚、丙酮、苯等有机溶剂作为抽提剂从树皮中抽提得到的各种化学物质,包括蜡质、高级脂肪酸、醇类、萜类、甾类、生物碱和蛋白质等含氮化合物,以及黄酮类、单宁和聚酚酸类、糖及糖苷类等。树皮抽提物占树皮质量的30%~40%,含量比木材抽提物更高,其化学成分也比木材抽提物更复杂。不同树种树皮化学组分差异较大,同一树种的内皮和外皮的化学组成也不同。通常内皮含有较多的提取物、糖醛酸、聚戊糖及少量的聚酚酸和木质素,且不含软木脂。

又称栓皮脂,主要由彼此以酯键连接的羟基-一元酸组成,此外含有α,ω-二元羧酸、阿魏酸和芥子酸。软木脂单体链烷酸的链长通常含有16~18个碳原子,通过分子中的羟基和双键形成酯键和醚键连接。通常以游离态形式包裹在木栓细胞的外层,为木栓细胞壁的组成部分。各类树皮软木脂含量变化相当大,如杉、松、杨和栎树皮含2.6%~8.3%,各种桦树皮含19.7%~50%,欧洲栓皮栎、白桦和疣皮桦含40%~45%。软木脂具有使树皮不透气、不透水、高弹性和抗酸性等作用。

树皮中的木质素、纤维素和半纤维素的结构和组成与木材类似。树皮中的木质素含量在30%~50%。针叶材树皮木质素含有更多的对-羟基苯基丙烷结构单元,阔叶材树皮木质素含有更多的愈创木基丙烷结构单元;树皮中纤维素含量、聚合度和结晶度较低。树皮中的半纤维素含量通常较低,糖基比和聚合度与木质部不同,从树皮中还可分离出一些木质部中没有的半纤维素。

聚酚酸类物质是一类仅能用1%氢氧化钠溶液在100℃时才能全部抽提出的物质,相对分子质量较高,其结构特点是含有1%~4%脂肪族羟基和低于2%的甲氧基。聚酚酸类物质存在于薄壁细胞和栓皮中,在树木生长中具有使树皮组织可防御细菌侵害的作用。

树皮中的灰分含量通常高于10%,比木材中的灰分含量高10倍以上。树皮中的灰分主要元素为钙,约占50%~60%,其次还含有钾、钠、镁、锰、锌、磷、铝和硅等元素。树皮中的灰分可作为树木生长养分。

由于树皮具有较复杂或特殊的化学成分,因此有较高的经济价值。如树皮可作为燃料、过滤材料、建筑材料、发酵介质、堆肥、土壤改良剂、吸油剂和合成树脂填充剂等。树皮经化学加工可制栲胶、蜡、黏合剂、减水剂、分散剂、表面活性剂、杀虫剂、饲料添加剂、桦皮漆、软木砖和软木纸、树皮炭和引火炭等。某些树皮如杜仲、黄檗、肉桂、厚朴、苦楝、金鸡纳树等,还具有药用价值。

  • 中野準三.木材化学.北京:中国林业出版社,1989.
  • HOLLOWAY P J.Some variations in the composition of the suberin from the cork layers of higher plants.Phytochemistry,1983,22(2):495-502.

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