鳥大農研報 (Bull.Fac.Agric.,TOttOri Univ.)33 65∼ 69(1981)
木材の化学的識別 に関す る研究
(Ⅱ
)タ ンニ ン類 の
IR吸
収 につ いて
岸 本
潤
*・福 田高 史
*・作 野 友康
半
.古
ナ
￨1郁夫
*昭和 55年 7月31日受付
Studies On the Chemical ldentificatiOn of W00d(Ⅱ
)On the IR AbsorptiOn Spectra of Tannins
」
un KIsHIMOTO , Takashi FuKUTA , TOmOyasu SAKUNO
and lkuo FuRUKAllrA*
Tannins within wOOd were extracted by ordinary chemical procedures as lvell as measuring their IR spectra. The IR spectra obtained were classified on a base Of the presence of characteristic bands and the difference of relative intensities of bands. COnsequently, 33 sapwood materials 、vere divided int0 1o groups, and 22 heartwOOd materials were divided int。 13 grOups.
4 species of gymnosperms did not cOntain hydrolyzable tannins, but some of the angiosperms cOntained such tannins. This tendency agreed with the bark
tannins.
In case the chemical identification of trees is investigated by the use Of tannins, it seems that the presence and quantity of hydrolyzable tannins makes a tracer of identificatiOn, 皮の場合 よ りもシャープな波形 が得 られ
,樹
種識別 に利 緒言 用 しやすいことがわかった。 木材 を化学的 に識別 す る簡便法 と して
,前
報 では,材
本実験 では
,辺
材・心材 か らるの おの タ ンニ ン類 を抽 のヘ ミセルロース と樹皮 タンニ ン類の赤外線吸収 スペク 出 し,そ
のIRの
波形 を詳細 に検 討 し,波
形の特徴 を系 トル (以下 IRと 略す)を
利用 したま)その結果,ヘ
ミセ 統的 に類別 し, これ をもとに検 索表 を作製す ることによ ルロースのIRは
,針
業樹 と広築樹 に2大別 で きること,
って,よ
り簡便 な化学的樹種識別方法 を提案す ることが また タンニ ン類のIRは ,針
薬樹ではイチ ョウ・チ ャボ ロ的 である。 ガヤ以外 は,樹
種 に関係 な くほぼ同様 な波形 を呈す るの 材 料 と 方 法 に対 して,広
葉樹では,樹
種 毎 に波形 が異 な り樹種識別 に利用で きる可能性 が うかがわれた。 しか しながら樹皮材料 は
,広
葉樹 29種 と針 葉樹4種の33種 を用 いた。 こ タンニ ン類の場合 は,抽
出物 中 に糖類や タ ンニ ン以外の の うち心材の存在 した樹種は22種 であった。これをTaЫe 抽出成分 が混入す るため,波
形 がブロー ドにな り明確 な11こ
示す。材料 の採取場所は,ニ
セアカシアは′島取 砂丘, 識別拠点 を得難 い。 そこで,材
中の抽出成分, とくにタ キ リは′島取 大学構 内,残
りの樹種 はすべ て鳥取 大学蒜 山 ンニ ン類 についてそのIRを
予備的 に調べた ところ,樹
凍習林内である。*鳥
取大学農学部林学科木材工学及林産化学研究室Table l Tree Species sampled 岸木 潤・福田高史・作野友康・古川郁夫 S,H S S H S H S S H S・H S H S・H S S・H S・H S・H S・H S H S,H S H S H S S H S H S H S・H S H S,H S S S S H S P,2cc999 Tはοれαcc α9 Cttpγ9ssacca9 Stlん ccc ctlc yttg′atlどαc?a?
B?ι “ ′cceα￠ Faどαceαθ 17f′fEacゼαc れrorα c?αe McgTοザ,acccc Rθ sacゼo9 24tphorb;aceα c Rv′αcc o9 ■■αcarどjαccac 49v」 οれacccc /1cゼ″ac?a? 4 rα′れccoc Cor,αccac C滝 ′れゲacc αg SιyTccac?α9 Scrορんv′αγ,cccα 9 Ｚ Ｏ Ж ∽ ∽ 聖 Σ ∽ Ｚ く 区 許 タンニン類は
,本
粉 60∼100gに
対 して蒸留水900∼ 1500 mlを加 えて,70°C前後で 5時 間抽出 した。抽出後熱 時汗過 した抽出液を,減
圧濃縮 した後,酢
酸エチルで抽 出 した。続いてこの酢酸エチル抽出液 を減圧濃縮 した後, 過剰のエーテル中に加 えた。この時生 じた沈殿物 を遠心 分離 し,真
空乾燥 して試料 (粗タンニン類)と した。試 料の IRは,KBr法
により測定 した。測定 した機器は, 日立赤外線分光光度計295型である。 結 果 と 考 察 33樹種の辺材 タンニン類のIRに
ついては,10グ ルー プに分けることがで きた。その中で,Fig。 1に 示 した3 種 は,い
ずれもその波形が他の樹種 と顕著 に異 なりはっ Yamazakura WAVE NUMBER(CM・ )Fig.l IR spectra of sapwood tannins-1 きり識別で きるもので あ る。例 えば,キリは 1640Cm lに, エ ゴノキは1760Cm lに ,ま たヤマザ クラは1070Cm lに そ れぞれ他 の樹種 で は見 られない特徴的 な吸収帯 が存在す る。 次 にFig。2に示 した5種の中で,ノグル ミ・ ミズナ ラ・ アカシデ・ コブンの
IRで
は,上
か ら順 に次のよ うな波 形の変化 が認められた。すなわち,① 2950Cm l,1720Cm i ・1425Cn l・ 1270cm lの吸収強度が増加 し,②
1330Cm i の吸収波形がシャープになり,①l120cm iと 1030cm lの 吸収の相対強度が右下がりから右上がりに変化する。1720 Cm lの吸収帯の強度の変化 から判断 して ''9)ノ グル ミに おいては,加
水分解型 タンニンが主体 となつているのに 対 して, ミズナラ・ アカシデの順 に,加
水分解型 タンニ ンの占める割合が少 なくなり,コ ブシでは加水分解型 タ ンニンが含まれていないものと推定される。スギについ ても1720cm lに吸収 が存在 しないことから加水分解型 タ ンニンは含まれていないと思われる。 これら5種 の粗 タンニン類 をメタノールに溶解 し,塩
化第二鉄で発色 させたところ,ノ グル ミでは濃青色 に, そして ミズナラ 。アカシデの順 に青色 の呈色 が薄 くなり, Lαγl年′ゼ″′ο力ρ,s Murray (Karamatsu) P,22sどc,dlJlο″α Sieb et Zucc(Akamatsu) Cry,ιο29T,α デapο2'Cα D DOn(Sugi ) Cんa2cccvpα r's οb′“sa EndI (HinOki )
Poplr′vs S力bθ′JI Miq (Yamanarash)
P′α″CC″υα StrOb'′acca Sieb
et Zucc (Noguruni)
J″
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a,s,ctlysれ″r,cα Ma m
var S力bοrJ,a2α Makino (Onigurumi) Car,IPtvs′確Irroィα Bhme (Akashide)
/1′打Tsデa2οη
'Ca steud (HannOki )
Fagvs crc2ola Blume (Buna ) Co●ιa,?α cre,αぢα Sieb et Zucc(Kuri )
Q“ CrCttS SC″10′α Thunb (Konara )
O crお21tどα Bhnc (Mizunara)
O acvι
'ss'7BO Carruth (Kunugi )
O '9命 ιαια Thunb (Kashiva)
3ゼ′たoυα,?rrαJα MakinO (Keyaki )
″ογ,s bο″by,s Koidz forma sρο
"α290 MakinO (Yamaguva) lragPl。ザれ たobvs DC (Kobushi) ″ sa′
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Maxim (Tamushiba)
Ar oboυaια Thunb (HOnOki )
P,vttvsどο2c,」盟 Sieb
Var SPO,′att?o Makino (Vamazakura)
/1′う '22'a yft′ ,br,dδ,2 Durazz (Nemunoki) Rθbj宅,α Psctt」οacccJα L (Niseakashia) Pんゼ″oど cttJγο,αηttrゼηSC Rupr(Kihada Rれ flsデαυa2,cα L (Nurude
″ゼ″P℃どtrnca′osa Miq (Soyogo
五 ″ac ropO'α Miq (Aohada
/1c?r ηο20 MaXim (Itayakaede)
スca,ιんoPo2鱒 dC蒟芝ο″Lty″οだcs Franch et Sav. (Koshiabura) CoT,vs co2′rOヮ￠γsa HemsI (Mizuki )
C力 れγα bα″bDflcrυ,s Sieb Sιυ″露 ブaPο■ 'Cα Sieb et Zucc(Egonoki ) Pα “′οtt 2,α ,o292rOda Steudel(Kiri ) ※ S―sapwood H=heartwood
木材の化学的識別 に関する研究
NOgurumi 3
61
71
Table 2 1ndex by IR spectra of sapwood tannins l a 1720cm‐ に吸 収 を持 つ もの 2 lb 1720Cm lに吸 収 を持 た ない もの 一―――――-7 2a7611em I曲螂 掛 つ もの 2b760Cal司に強 い吸収 を持 た ない もの 一 ― ― ― → 3 3a1640tlm‐に吸 収 を持 つ もの 3b1640cm‐に吸収 を持 た ない もの 一― ― ― ― 一 →4 4 a l160Cm‐ に吸収 を持 つ もの lAohada,Sり og∃ 4 b l160cm‐ に吸収 を持 た ない もの 一――――一→ 5 5 a lo30Cn‐ に吸 収 を持 つ もの 6 5b1030Cm lに吸 収 を持 た ない もの 一 Ryobu l 6a1720cm Jの吸 収 が比 較 的 強 い もの ― MiZunara,Konara l 6b1720c諄卿 瑯 の 7a1760cm‐に吸収 を持 つ もの 7b1760Cm■に吸収 を持 た な い もの 一―――――-8 8a lo70m‐に吸収を持つもの 一 Yanazakura l 8b1070cn lに吸 収 を持 た ない もの 一―――――→ 9 3b H60Cm[に吸収 を持 た ない もの Ｚ Ｏ Ｈ ∽ ∽ Ｈ 房 ∽ Ｚ 弱 頌 卜 Mizunara Akashide KObushi Sugi IVAVE NtJMBER(CM‖
Fig。2 1R spectra of sapwood tannins― -2 コブン・スギで は青色 を示 さなかった。 これは, この5 種 間の波形 の変化 と一致 してお り, とりわけ加水分解型 タンニ ンの量 の変化 と一致 しているもの と思 われ る。 また,コブシとスギの
lRを
比較す ると,両
者 は1330 Cm lの 吸収強度,および■20cm lと 1030Cm lの 吸J又の相 対強度 において相違 が認め られる。 この両者 のIRの
全 体的 な波形 は,それぞれ広葉樹 と針葉樹 のMWLの
IR とよ く一致 してお り子'10)この傾 向は両者のIRの
相違 に つ いて もあてはまる。 しか しなが ら,こ
こで は これ らの 物 質が,材
中で リグニ ンとどのよ うな関係 にあるのかは 9a1330Cnコに吸収 を持 つ もの 9b1330c耐理 性 中Table 3 1ndex by IR spectra of heartwood tannins l a 1720cm‐ に吸収 を持 つ もの 2 1+lb 1720cm lに 吸収 を持 た ない もの 一――一――→ 6
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6a1640Cm引に吸収 を持つ もの 7 6(6b1640cm‐ に吸収 を持 たないもの一―一―――-8劉孔盤
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￨￨ ￨ ￨ ￨ ￨岸本 潤・福田高史・作野友康・古川郁夫
llrAVE NUMBER(CM・ )
Fig. 3 1R spectra of heartwood tannins 不明で ある。 辺材33樹種 の
IRを ,こ
のよ うな特徴的吸収帯 の有無 や吸収強度の相違 に基づ いて類別 したもの を1つの検索 表 と してまとめ ると,Table 2のよ うになる。 次 に心材 タンニ ン類 のIRに
つ いては,22樹種 を13グ ループ に分 けることがで きた。辺材 の場合 と同様 に,心
材 タンニ ン類のIRを
類別 して検索表 にまとめたもの が, Table 3である。 Fig 3に示 したニセ アカシア・ヤマ グワ・ケヤキの3 種 は,辺
材部ではコブシと同様 な波形 を示 したが,心
材 部で はそれぞれ図 に示 したよ うに,特
徴的 な吸収帯 が存 在す ることか ら,互
いに識別す ることが可能で ある。 こ のよ うに心材 タンニ ン類 のIRが
,辺材 タンニ ン類 のIR と異 なった波形 を示 した樹種 は,ヌルデ・ オニグル ミ・ カシワ・ハ ンノキ・ケヤキ・ニセ アカシア・ャマ グワ 。 カラマ ツ・ スギの9種で あ つた。 このよ うな辺材部 と心 材部 の波形の相違 を利用す ることによって,辺
材 タンニ ン類 による検索表では同 じグループに合 まれていた樹種 を,心
材 タンニ ン類 の検索表では さらに細 か く類別す る ことが可能 となった。 こ うして,心
材 タンニ ン類 の検 索 表では,ヌルデ・ハ ンノキ・ケヤキ・ ヤマザ クラ・ニセ アカシア・ヤマグワ・カラマ ツ・スギ・ ヒノキの9種が, 互 いに他 の樹種 か ら識別す ることがで きた。 これは,一
般 に抽出成分 が辺材 よ り心材 に多 く,また心材 だ けに合 まれ る心材成分 と呼 ばれ る抽出成分 が存在す るなど:) 心材部 は量的 にも質的 にも抽 出成分 が増加 し複雑化す る とい う傾 向 に一致 している。 辺材 と心材 タンニン類 のIRを さらに比較 す れば,1720 Cm lの 吸収帯の有無 につ いては,辺
材 と心材 のIRに
相 違 はない。す なわち,1720cm lに吸収 を持 つ樹種 と,持
たない樹種 とい う分 け方 がで きる。 この ことは,樹
木 に おいて加水分解型 タンニ ンを生成す る樹種 と,生
成 しな い樹種 とい う分 け方 が可能 なことを示唆 している。本実 験 に用 いた針 葉樹4種には,加
水分解型 タンニ ンは含 ま れていない。 これは岸本 が,針
葉樹 の樹皮 につ いて調べ た結果 とも一致 している伊 これに対 して広葉樹 では,加
水分解型 タンニ ンを含む 樹種 と含 まない樹種 がある。 コナ ラ属 の樹種,お
よび ク リ・ヌルデが加水分解型 タンニ ンを含む ことは,従
来 の 研究 において も指摘 されてい ることで ある:'7,8)こ のよ うに加水分解型 タンニ ンは,広
葉樹,す
なわち被子植物 の段階では じめて生成 される物質 と推定 され る。 しかも, 広葉樹 間で もこれを含む樹種 と含 まない樹種 があ ること か ら,加
水分解型 タンニ ンの有無 るよびその量 の多少 が, 識別 における1つの指標 になると思 われ る。 タンニ ン類 の組成 およびそのIRの
波形 を従来 の植物 分類 と対応 してみ ると,モ
クレン属 の3種 (〃α =,οttα sPク.)は,加水分解型 タンニンを含 まず,いず れもよ く似 た波形 を示 し,モ
チ ノキ属 の2種 (rJ9″ sP勢)も やは り よく似 た波形 を示 した。また,コナラ属 の4種
(Qυ ?Tc″s sp?.)は,そのIR波
形 に相違 が認 められ,岸
本 らが発表 している亜 属間 におけるタンニ ン類組成 にオロ違 が うかが われたP
しか し,コナ ラ属 の4種には量 の多少 はある が,い
ず れ も加水分解型 タンニ ンの存在 が認 め られた。 このよ うに同一属内の樹種 では,比
較的 よ く似 た タンニ ン組成 を持つ ことがわかった。 しか しなが ら,科
の段 階 になると,例えばクル ミ科 (プvダαヵ 'α cc,9)の 2種のよ うに,加
水分解型 タンニ ンを含み組成 の類似 している場 合 もあるが,ブ
ナ科 (Fα =α c9α￠)の樹種 の よ うに,ブ
ナ で は加水分解型 タンニ ンを含 まないの に対 して, コナ ラ 属 の樹種や クリで はこれを含 んで いるとい うよ うな場合 もある。 また,マメ科 (E″pんοTうJ,c9α9)の
2種で は, 心材のIRに
明確 な相違 がみ られた。 この よ うに,同
一 属 内の樹種 の段 階では,その タンニ ン組成 に類似性 が認木材の化学的識別 に関す る研究 め られたが
