平成8年鹿 研究報告 大分県産♯科学技術センター

抽出処理した竹材のカピ抵抗性試験

二宮 信治＊，中原 恵＊・小谷 公人＊＊，古曳 博也寒＊＊材料開発乱＊＊別府産業工芸試験所

Fungal馳sistance Tests of Bamboo Treated by Exもracもion
ShinjiNINOMIYÅ＊，Hegum川Å組弘RÅ＊，KimitoKOTÅNI＊＊．HiroyaKOH‡KI＊＊＊MateriaiDevelopmentDivまsion，＊＊Beppu王ndustrialArtResearchDivision
要旨

竹材生物劣化防止を目的に．その大きな原因と言われている竹材中の養分分析及びその抽出除去を試み．抽出処理した竹材に対してカビ抵抗性試験を行った．マダケ（劫損ね沈弧甑＝加加都府おS eboid et Zuccarini）の熱水抽出液からは遊離糖3種額が確認され この糖分とでんぷんの量にはモウソウチタと同様季節変動が認められた。抽出処理によって糖やでんぷんの量は減少し，それによるカビ抑制効果が認められたが，供試菌全ての発生を完全に抑制することはできなかった．またアルカリ処理により，軟腐朽菌㌫おどね汐ノ凄ま成長が促進されることが確認された．

用が一部行われているが，竹材は木材よりも薬剤の内部

1− 緒言への浸透性が悪く6），また薬剤処理した竹材はその用途

竹は数々の長所を待ったすばらしい天然素材であり，その特性を生かして幅広い分野に用いられている．さらがある程度限られてしまう。に近年その生長の速さが注目され，枯渇が心配される木

竹材が木材に比べ生物劣化を受けやすいのは，内部に材資源の代替材料として，建材などへの応用研究が盛ん

大量の糖などの養分を蓄えているためであると言われてに行われている．しかし．大規模な工業的利用には未だいる7）・8）．そのため虫害については，竜分苗穂の少ない解決すべき問題点も多い．

時期の竹は被害を受けにくく，蓄積の多いものでも煮沸処理などにより被害の程度が軽減されることなども報告

竹を工業的に利用する場合まず問題となるのが．中空されていが）。

で形状㌧大きさの一定しない竹材の規格化である．それに対する一つの回答が，竹質系ランバーi）である。これ

そこで本研究でほ，防虫。防かび剤などを使用せずに，は竹を柾割りにして薄いヒゴ状のストランドを作製し，どのような用途にも安心して使用できる環境に優しい竹それを集成接着して柱状にしたもので，建築構造材料へ材の生物劣化防止技術の開発を日精して．本年度は竹質の応用を目指すものである．また竹チップをボード状に系ランバ叫，ボ∴ドへの適用を念頭に．ヒゴ状。粉状に成形した竹質系ボードの開発も試みられている2）−3）￠4）

加工した竹材を用いて養分の抽出除去によるカビ発生の抑制を試みたので報告する，

これらの手法は端材やおがくずなどの廃棄物がほとんど発生しないため、いわゆる「ゼロ・エミッション」資2．実験方法源として注目されている竹材5）にとって非常に適した加2．1供試竹材工法であるといえる．

供試竹材吼 平成7年3，6，99 呈2月にそれぞれ伐次に問題となるのが菌額や害虫による生物劣化である．
竹材は木材に比べ生物劣化を受けやすく，接着剤を添加採した竹齢4年生の大分県別府市産のマダケで．その中して加熱加圧成形した竹質系ボードでも木質系ボ岬ドに間部位の節問部を以下の3穐類の形状に加工し65℃で乾比べて腐朽菌の害を受けやすい事が報告されている3）

凰 デシケ一夕中で保管して実験に供した．別に水分を加えて，伐採してから成形加工するまでの保管。輸送の測定し．試料重量を補正した．

段階で被害を受ける可能性はさらに高い．

竹粉：供試竹材をチッパ脚で破砕し，1m氾の網目を通竹材の生物劣化防止対策としては防塵い防かび剤の便過した粉末．

一50一

平成8年鹿 研究報告 大分県産業科学技術センター
竹ヒゴ（表皮）：供試竹材の表皮部分を接線方向に薄く・r／∂加5Pロ√ノJJガC／∂do∫押「拍／deざIFO6348

スライスしたも乳 サイズは50×5×0。5隕m，。捷屋eg∂厨プび厨gね如gび厨王FO6347

竹ヒゴ（柾割）：供試竹材を半径方向に薄くスライスしこれらの供試菌をPDA斜面培地で柑−20日間培葛し，5種類別々にクリ鵬ンベンチ内で胞子を5白金耳採乳たもの．サイズは50×4×i血氾．
2．2 分析方法

0。005％エー∴ロゾルOT水溶液柑氾iに懸濁して胞子懸濁液

2．2．1熱水抽出物・遊離糖分とした．

正確に秤量した竹粉5gに蒸留永250m呈を加え，ホモジ

竹粉は直径3c氾の円盤状にプレス成形し，竹ヒゴは並ナイザ叫で3分間ホモジナイズしぎ 沸騰凍中で3時間加べて． ろ紙を敷いたシヤ州レの中央に置き智 菌5穫額熱した後，ガラス繊維ろ紙でろ過したi

別々に胞子懸濁液を0．5m旦滴下した．
シャーレにふたをして28℃，湿度95％以上で4週間培

熱水抽出物は．魂さを乾燥した後秤量し，抽出前後の毒し，菌の生長を目視で評価した．

重量差より求めたさ遊離糖分は，ろ液を高速液体クロマトグラフィ鵬（H3。結果及び考察PLC）で測定して求めた．
HP互JC装置ほ日本分光製LCSS−905，検出器は日本分

3．1分析桔異

光製示差屈折計830−詫言，カラムとプレカラムはそれぞれ3．l．1熱水抽出液中の遊離糖

昭和■電工製XS−80i．KS−800Pを用いた．

マダケ熱水抽出液のHPLCクロマトグラムをF量g♭‖ニ

部定条件は，カラム温度：闊℃。流量：且mi／離牒‥ 溶示す。
今回の分析条件では，三糖以下の遊離糖のピ岬クはラ解液：承，サンプル注入量：柑がほした。
2．2．2 でんぷん

フイノ岬スの保持時間（RT）である臥3亀宣n．以降に現れる。

でんぷんの定量は．過塩素酸抽出法亘0〉により行った．

RT6．3min．以降の3つのピ脚クはタ それぞれスクロース，正確に秤量した竹粉1郎ニ80％エタノ鵬ル50設呈を加え，グルコース，フルクトースの標準品の毘Tと一致した。

ホモジナイザ鵬で3分間ホモジナイズし，冷却管付き三グルコースタ フルクトースは全ての試料で確認され，

角フラスコで熱凍申で望0分間煮沸した．冷却後，遠心分スタロースは8割以上の試料で確認された．スクロ岬ス

離して上澄み液を取り除き遊離糖分を除去した．

が確認されなかった試料はグルコースやフルクト岬スもエタノールを蒸発させ蓼 残さに適塩素酸（5＋3）射離を加えてガラス乳鉢でほ分間すりつぶしてでんぷんを抽出した後，永を加えて遠心分解して上澄み液を回収した。この操作を3回線り適し，回収した液を合わせ水を加えて約呈25阻旦とした後，沸騰喪中で2時間加熱しでんぷんを加東分解した。

中和後，遊離したグルコwスをHPLCで測定し，グルコ脚ス塵に0．9を乗じてでんぷん塵とした．HPLCの剖■∈条件は2．2．1と同じ．
2．3 抽出処理
試料く竹粉ぼ且g，ヒゴぼ＄一7奉：約旦g）に蒸留凍あるいは0．05％承教化ナトリウム水溶液をiOO駁ほ冒え，30分間煮沸し静饗して上澄み液を除去した．永で3回洗浄した後乾燥し，分析およぴカピ抵抗性試験に供した。
以後永による煮沸抽出を熱水抽軋 Q。05％永酸化ナト
リウム水溶液によるそれをアルカリ抽出と表記する．
2．4 カビ抵抗性試験
封S Z調‖に準拠して行った。
供試菌としで以下の5穫額を用いた．
・．1∫♪ergノブノ〜ノ5〃／geJ・】FO＄3引
・デe乃ノご∴r▲−J七暦ごJ−け力鮎℡げ棋352

・員セナg押ジ5クr、l′Z3e汀03川05

F三g．iHPLC chromatogram or ho卜▼ater eXtraCtS．

−51−

平成8年度 研究報告 大分県産♯科学技術センタ】
極めて少ないもののみであった．これら以外の，三膀以モウソウチタによる報告日では，糖。でんぷんともに下の遊離療に由来すると思われる明確なピークば確認さ冬から春先（i−3月）に最も多く，夏から秋口に最も少なくれなかった．

なり，糖を除く熱水抽出物は年間とおしてほぼ一定であそこでマダケの熱水抽出液にはグルコー∴ス，フルクった．

トース，スクロ岬スの3種類以外の遊離糖は通常含まれ今回の結果でもほぼこれと同様の季節変動が見られるないものと判断した．これはモウソウチタを用いた善本が，糖。でんぷん量が最大となるのが6月で．モウソウらii）の報告とほぼ一致するものである．

チタより3カ月ほど遅くなっている．
竹繋が浩8でんぷんを蕃諾するのは，最もエネルギ仙以後特に明記しない限り無㌢ 糖分あるいはSuga㌘と表記を必要とするタケノコ発生の時季に備えるためである，した場合は．この3種類の糖を指すものとする。
3．1．2 でんぷんと言われている。モウソウチタのタケノコの時季は3乱

マダケの過塩素酸抽出一加水分解液のHPLCタロマ

マダケのそれは6月と言われているので，糖。でんぷん

トグラムをFig．2に示す。の最大嘗寮時期の違いはタケノコ発生時期の違いに由来

スタロース，フルクト岬スのピMクは消滅しており，しているものと考えられる．

エタノ岬ル洗浄により連離騰がほぼ完全に除去されていることが確認される．そのため．ここで現れているグルコースのピークはでんぷんの加水分解により遊離したグルコースであると考えられる．
また．グルコース以外の単欝のど岬クが見あたらない
グルコ隅ス以外の際を含むヘミセルロースは抽出されていないことが確認された．
3．て℡3 採取季節別の成分変動
季節ごとに採取した竹材中の成分の定量結果を野igb3に0示す．

■hU

言霊宅買−撰丁芯霊挙ム眉ため，過塩素酸による抽出ではでんぷんのみが抽出され

卜占「．

、ul．

S郡．

こ執：．

S聯1南蛮敗那鰊

F料3 Relationship betYeer；eXtraCtS COTlヒent
and sampiing seasGn Or ba如eo．
3．2 抽出試筆秦これまでの分析結果よりf 浩ゆでんぷん含有量の最も多かった平成7年6月採取の竹材を用いで，騰。でんぷんの抽出試験を行った．
サンプルば竹軌 ヒゴ（柾割），ヒゴく表皮）の三種類で，そ㌢もぞれの熱水抽出処理楓 アルカ盲J抽出処理紘 未処

理材の9種類についぞ額せでんぷんを分析した．その結果セFig．右こホす．

竹粉では糖分は99％以上 でんぷんは8￠％程度が抽出された．またヒゴ（柾割）では糖分は約88％，でんぷんは媚w50％が抽出されたが，竹粉￠たゴ（柾割）とも熱凍抽出

Fig．2HP三．C chrt）℡atOgra四Orhyかol）・SateS〇iとアルカリ抽出との問には大きな違いはなかった．

Pe「Cio「i〔aCid extracts．

−52−平成8年度 研究報告 大分県産業科学技術センター
程度含まれていた，ヒゴ（表皮）は多 ヒゴ（柾割）と同一の個体の隣り合う節

竹は外側（表皮側）と内側（内皮側）は構造夢 強度．成分間部から取ったものであるが，未処理の段階ではでんぷに大きな違いがあることが知られており．この結果は，んはほとんど含まれておらず，糖分はヒゴ（柾割）の40％養分が竹材の内皮側により多く蕃寮されていることを示している．
このヒゴ（表皮）中の糖分は，熱水抽出よりアルカリ抽出のほうが抽出率が高かった．
竹の表皮部分には油脂やワックスなどの油性成分が多く含まれている．表皮から油性成分を取り除くことにより乾簸が早まり表皮の美観も向上することから，製竹材よる油性成分溶脱処理が行われている．
ごU︵一軍こ＝上＝こ﹁︶の工程では「油抜き」と称する希アルカリ率での煮沸にヒゴ（表皮）でのみアルカリ抽出の方が抽出率が高かったのは，水溶性成分の溶出を妨げている表皮の油性成分が，アルカリ処理により取り除かれたためであると考えられる．
3．3 カピ抵抗性試験
抽出試験で用いた9種類のサンプルに対して，カピ抵抗性試験を行った．その結果をTablelおよびFig．6に示（1）Å B C（2）A B

す．♂言S羞29苫lでは結果の表示は三段階であるが，今伺CÅ B Cは五段階で表示した￠（3）

その結果励 〟甥 ノ観痕め領海∴紛夜間硯 ∠協−♂
Fig．4 Sugar and starch content of bambcLC）treated

膠麺の4種類の薗でほ，抽出処理により生長が抑制されることが分かった。特に抽出処理した竹粉では，糖Or untr2ated by el汀ac＝on．
ドロこes二（1）：PoTder（2）：Fine radia！sp】its（3）：Finetangen亡ia！∂1二ter SP王i：s A：c 〕ri汀ロIB：Hot一分がほぼ完全に除去されているため．／生ク／とノノ／／通吐ノ扮ノ●一
都抑疲は発生が全く確認されず，励ソゐ戒戸主g。6−①〉と偽物挽かなりの生長の抑制がみられた乎三ter 2XtraCtel】⊂：A主ka！iextl・aここed

ナ、．・−・−・、 ：二こ、・；−・・：・∴・・−− ：∴・・、・−
by extraction aデとer28ぬysincubaもion．

ー53−平成8年度 研究報告 大分県産業科学技術センター
しかしヒゴでは，抽出処理後でも糖。でんぷんともかなり残留しているため，隼長ほ抑制されてはいるものの養分の残留量に応じた発生がみられた．特に励ソノ〟▼と乙な励／扱Fig．6−②）による汚染は，依然としてかなり激しいものであった．
また竹粉とヒゴ（柾割）は，熱水抽出とアルカリ柚はで糖・でんぷんの抽出率に大きな差はなかったにもかかわらず，アルカリ抽出の二万が若干生長抑制効果の高い傾向がみられた（Fig．6−①．②）．これは観 でんぷん以外で菌の生長に必要な成分が．熱水よりアルカリでより抽出されやすい形で竹材中に存在していることを示唆しており，おそらくそれは含窒素化合物であろうと推定されるがi現段階では未確認である．
一方㌫おど麺／凄ま他の4樺矩の菌とほ全く逆で 熱水抽出よりもアルカリ鮒〜上iの方でよく生長しており，特にヒゴでは隠凱 表皮ともに未処理材と比較してもアルカ
リ処熱こよって生長が非常に促進されている（Fig．6−③）．
￡おどゐ汐ノー感ま軟腐朽菌と呼ばれる符類の菌で，材木休のセルロースを分解し竜分とする能力を有している．そのため，糖やでんぷんが抽出除去された竹材でも，セルロースを炭素源として生長することができるが，さらにその成長が促進されたのは，竹材中に￡お♂／戊クノ加塗長阻害因子が存在し，それがアルカリ処理により除去されたことによるものと思われる．
竹材中の成分でこの阻害因子としてはナ いわゆる抗菌性成釧こ加えワックス分やリグニンが考えられる．竹材中の抗菌性成分についてはモウソウチタでキノン誘導体が稚告されている12）が，これほ表皮に存在しており，ヒゴ（柾割）の結果のように内皮側までに大きな影響が及ぶことば考えにくい．さらに，多景の抗菌性成分の存在はβおだね冴ノぬ以外の南にも何らかの影響を与えることが考えられるが，今同の結果ではそのような傾向も確認されなかった，以上のことから，仮にマタやヶ中に抗菌性成分が存在したとしても，それが￡おだ∠∠冴ノ元の生長阻害（アルカリ処理材における成長促進）に与えた影響はそれほど大きくないものと思われる。
ワックス分やリグニンはいわゆる抗菌性成分ではなくァ微生物により分解されにくいため，菌糸がセルロト叫スにF皇臥6Photographs oFヂungairesistance tests oぎ

接近するのを妨げることでその生長を阻害する．ただしワックス分はリグニンに比べ景的に極めて少なく】3）表皮bamboo（①：po晋der，②e③：F亘門e radiaispliもS）部分に偏って分布しているため，㌶短どヂ戊グ／泌）生長阻害

atacked by①：舶βerg∫ノブ打方ガ∫ger，②：Cノ屋ゴロ一に大きく寄与しているとは考えにくい．

郎野木膠抗癌ね郷Ⅳわ拍毎．③識鯨油胤憮＝雨一

一方リグニンはセルロース繊維の問を埋めるように

如gび必ぎ0「28ぬys。

存在しており盲 量的にも20％以上含まれている亘3）。軟腐Note：（a）Conも㌢・01．（b）Hot一晋aもer Exもractedず（c）Åikal皇朽菌のリグニン分解能は低いため，針葉樹では，脱リグExtracted．

ー54−平成8年度 研究錨告 大分県産業科学技術センター
ニン処理により軟腐朽菌の腐朽が急速に促進されると言9）酋曳博軋 阿部擾，二宮借乳 小谷公人，寒竹慎一
平成7年度大分県産業科学技術センター研究報告，われている】4）

今回行ったアルカリ処理条件ではリグニンの大量の溶脱は考えられないが．肋♂〆∂汐ノお菌糸がセルロ叫スの存（1996），7臥iO）作物分析法委員会編：巣篭診断のための栽培植物分析

在する細胞壁内部に侵入する際に．リグニンが一部でも除去されていればその侵入 生長が極めて容易になるこ測定法．（i983）．333。巻賢堂．
呈1）善本知者 森田慎一：東京大学農学部付属演習林報告．とが想像される。

74（i閑5）．9．

以上の三とから、竹材における撤どゐ汐／毎の生長阻害

i2）仁科浮良ニFoods＆Food王ng㌃ed亘enもsJou㍗n昆旦oF

はリグニンによるところが大きく．アルカリ処理によるJapan」70（1996）．53．

リグニンの部分的溶脱により，肋♂ゐ汐／毎の生長が促進

13）内田伸彦：木材化学基礎編．（i959），139産業図琶綿軌

されたものと推定される．

i4）木材工業ハンドブック編集委員会腐：改訂3版木材工業ハンドブック．（呈982）。7毒烏丸善（株）
・エ 稗貫
マダケ中の養分を分析し，その抽出除去によりカビ発生の抑制を試みた．得られた結果をまとめると以下のとおりである．
①マダケからはでんぷんおよび遊離韓としてスクロトー
ス．グルコース，フルクト叫スが確認され，その畳は季節的に変動した．
②熱水 希アルカリによる煮沸抽出処理で竹粉中の糖分はほぼ完全に除去されたが，竹粉中のでんぷん及びヒゴ中の済・でんぷんは完全には抽出除去されなかった．

③㍍お♂ね汐／毎以外の4種類の菌は，抽出処理によりその生長が抑制されたが，￡鮎どね汐ノ壱感ではアルカリ処理により逆に生長が促進された．
④この戊彪兎凱麺の生長促進の主な原因は，アルカリ処理による部分的なリグニン洒脱であると推定される。
参考文献
呈）大内成司，中原隠 二宮信治：第尋7回日本木材学会大会研究発表要旨集を（且997）曹622．
2）馬霊矧 黒木廣艶ト￠ウワイト‡ユセヒ中音，永嘗垂軌 川井秀一．
佐々木光：木材学会誌9嶺2一旦（呈996）℡3尋．
3）張駄 弁川秀一，スレイマン・エスフ，今村祐酪 佐々木光：木材学会誌．凌3−4く！997〉タ3亘乱
射藤元素乳 中島晴嵐 叉木義鳳 久門垂禽：第椚層闇承木材学会大会研究発表要旨集，くi99？〉−5凛4。
5）中野善浩：Ba腿boo Vo盲ce，ま（王997）．7，
6）小谷公人 古曳博軋 二宮信治：平成7年慶大分県産
業科学技術をンタ鵬研究報告，く旦996），旦06。
7）衛藤武一，片山信兎 安藤準之敵 中原意：大分県別府産業工芸試験所昭和5毎年度技術開発研究費補助事業

成果普及講習会用テ車スト参（旦980），22．
8）森田慎一：βÅ粥BOOJO日記紺軋，3（呈985），77．

￣ 〇○ ￣