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当期目录

    2019年, 第39卷, 第5期 刊出日期:2019-10-25 上一期   
    综述评论
    松香树脂酸及其衍生物的分子自组装研究进展
    韩春蕊, 周若男, 韩冰, 田超, 徐鹏飞, 宋先亮
    2019 (5):  1-10.  doi: 10.3969/j.issn.0253-2417.2019.05.001
    摘要 ( 367 )   HTML ( 296647 )   PDF(5837KB) ( 485 )  
    松香树脂酸具有羧基、双键和苯环富电中心等多修饰位点,通过化学改性可得到具有丰富亲水基团的各种松香树脂酸衍生物;松香树脂酸及其衍生物分子中既含有独特的刚性三环萜烯疏水骨架基团和手性结构,又含有羧酸和新引入的各种亲水基团,使其在溶液中呈现出特殊的分子自组装性能,而赋予自组装聚集体高表面活性、智能响应和靶向载药等多种功能性。根据化合物的结构特点,对松香树脂酸及其衍生物的小分子自组装、超分子自组装、高分子自组装以及有机-无机杂化分子自组装进行综述;分析自组装聚集行为,归纳自组装特点,并总结其在表面活性、智能响应、载药和无机纳米材料修饰等领域的应用。最后,对松香树脂酸及其衍生物的自组装功能性材料的发展进行展望。
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    低共熔溶剂在木质纤维原料溶解及其组分分离中的研究进展
    谢宜彤, 郭鑫, 吕艳娜, 王海松
    2019 (5):  11-18.  doi: 10.3969/j.issn.0253-2417.2019.05.002
    摘要 ( 830 )   HTML ( 1116489 )   PDF(852KB) ( 1001 )  
    低共熔溶剂(DES)是一种新兴的绿色溶剂,具有和离子液体类似的物理化学性质,以及易制备、成本低、溶解能力强、可设计性等优点。利用DES溶解和分离木质纤维原料及其组分进而生产生物质能源与材料是一种新型环保的木质纤维原料利用方法。在介绍DES的制备、物理化学性质及溶解机理的基础上,综述了DES溶解纤维素、半纤维素和木质素,以及分离木质纤维组分的研究进展,最后对DES应用于木质纤维领域今后的工作做出了展望。
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    研究报告
    竹材微正压热解自活化制备高吸附性能活性炭的机制研究
    孙昊, 孙康, 蒋剑春, 许伟, 张燕萍
    2019 (5):  19-25.  doi: 10.3969/j.issn.0253-2417.2019.05.003
    摘要 ( 325 )   HTML ( 92479 )   PDF(959KB) ( 479 )  
    以竹材加工剩余物为原料,在不添加活化剂的条件下,开展了微正压热解自活化制备活性炭的研究,通过热重-质谱分析、热解炭化和热解自活化对比,以及热解自活化尾气监测,探究热解过程中活性炭孔隙结构的形成机制。研究结果发现:热解过程产生的水蒸气和二氧化碳可以与固相炭发生气化成孔反应,制得高吸附性能的竹材活性炭;热解气体、均匀活化、气-炭可逆反应平衡状态、活化剂的扩散速率及气-炭反应速率是竹材活性炭孔隙结构和吸附性能的主要影响机制;控制热解自活化压力为0.12 MPa,在900℃(升温速率15℃/min)热解6 h,制得活性炭得率为15.22%,BET比表面积(SBET)1 108 m2/g,微孔容积(Vmic)为0.407 cm3/g,介孔容积(Vmes)为0.085 cm3/g,碘和亚甲基蓝的吸附值分别为1 438和300 mg/g,同时副产高H2、CO含量和高CO/CO2比例的费托合成原料气。
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    高灰分麦糠水热预处理及其酶水解性能研究
    黄晨, 武新星, 赖晨欢, 黄曹兴, 李鑫, 勇强
    2019 (5):  26-32.  doi: 10.3969/j.issn.0253-2417.2019.05.004
    摘要 ( 369 )   HTML ( 8 )   PDF(594KB) ( 381 )  
    以高灰分含量麦糠(WWS)为原料,考察了水热预处理,以及预水洗后水热预处理对麦糠化学组分及其酶水解性能的影响。研究结果表明:麦糠在固液比1:10(g:mL)和180℃条件下水热预处理40 min,预处理麦糠的酶水解性能和酶解可发酵糖生成量最高,葡聚糖和木聚糖酶水解得率分别为40.84%和39.67%,可发酵糖生成量为15.74 g(其中葡萄糖11.68 g、木糖4.06 g)。进一步对预处理麦糠酶水解过程中酶用量进行优化,发现在纤维素酶用量40 FPU/g(以葡聚糖质量计)、木聚糖酶用量140 U/g(以木聚糖质量计)和β-葡萄糖苷酶用量48 U/g(以葡聚糖质量计)条件下,预处理麦糠葡聚糖和木聚糖酶水解得率可达最优值,分别为48.98%和49.06%。麦糠吸附型灰分的酸缓冲作用是制约其水热预处理效果的关键因素,预水洗可有效降低麦糠的灰分,同时提高葡聚糖和木聚糖含量;麦糠经洗涤比500:1(mL:g)预水洗后进行水热预处理,预处理麦糠的葡聚糖和木聚糖酶解得率分别从未水洗时的48.98%和49.06%提高到65.59%和70.11%,此时酶水解液中葡萄糖和木糖质量浓度分别可达17.50和4.75 g/L。同时,麦糠预水洗可有效降低后续酶解过程的纤维素酶用量。
    参考文献 | 相关文章 | 计量指标
    NCC/NaClO氧化淀粉的制备及其对复合膜性能的影响
    戢德贤, 林兆云, 夏媛媛, 杨桂花, 陈嘉川
    2019 (5):  33-40.  doi: 10.3969/j.issn.0253-2417.2019.05.005
    摘要 ( 331 )   HTML ( 6 )   PDF(4374KB) ( 307 )  
    以玉米淀粉为原料,纳米微晶纤维素(NCC)/NaClO为氧化体系,探讨NaClO用量(以有效氯与绝干淀粉质量比计)对玉米淀粉氧化程度,以及氧化淀粉-聚乙烯醇/甘油(PVA/GL)共混复合膜性能的影响,分析表征了氧化淀粉的羧基含量、相对分子质量、表面形貌、晶体结构和复合膜的性能。研究结果表明:在NCC催化作用下,淀粉的氧化程度随NaClO用量的增加而提高,羧基含量在NaClO用量为10.0%时最高达到1.17%,比不添加NCC的NaClO氧化淀粉的羧基含量0.36%有明显提高;相比原淀粉,NaClO用量为8.0%时氧化淀粉的重均和数均相对分子质量分别降低了97.40%和97.27%。随着NaClO用量的增加,氧化过程使淀粉颗粒表面发生侵蚀且结晶度降低,但淀粉基复合膜的透明度提高(最高可达78.50%);随着NaClO用量的增加,复合膜的耐水性逐渐提高,接触角逐渐增加,同时复合膜的透气度显著降低,拉伸应力逐渐提高而拉伸应变降低;当NaClO用量为10%时,复合膜的质量损失比为23.14%,15 s时接触角为101.0°,透气度为0.10 cm3/(cm2·s),拉伸应力为24.01 MPa,拉伸应变为2.14%,杨氏模量为1 452.25 MPa。
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    樟脑酸基酰腙类化合物的合成及其抑菌、除草活性研究
    郑万里, 马献力, 周小群, 李芳耀, 辛懋, 蒋彩娜
    2019 (5):  41-49.  doi: 10.3969/j.issn.0253-2417.2019.05.006
    摘要 ( 373 )   HTML ( 16 )   PDF(697KB) ( 393 )  
    以樟脑酸为原料,先经过脱水反应制备樟脑酸酐,再与水合肼酰化制备N-氨基樟脑酰亚胺,然后分别与多氟取代苯甲醛、噻吩甲醛和呋喃甲醛缩合得到12个新型的樟脑酸基酰腙化合物4a~4l。利用傅里叶变换-红外光谱(FT-IR)、核磁共振(1H NMR和13C NMR)以及电喷雾-质谱(ESI-MS)等对化合物进行结构表征。抑菌活性测试表明:质量浓度50 mg/L时,5-二氟苯基樟脑酸基酰腙(4i)、2-三氟甲基苯基樟脑酸基酰腙(4a)和2,3-二氟苯基樟脑酸基酰腙(4d)对苹果轮纹病菌的抑制率分别为90.6%、85.4%和82.2%。除草活性测试表明:质量浓度100 mg/L时,3-三氟甲基苯基樟脑酸基酰腙(4b)、3,4-二氟苯基樟脑酸基酰腙(4h)和3-噻吩基樟脑酸基酰腙(4k)对油菜胚根的生长抑制率分别为94.7%、95.6%和80.6%。其中化合物4i综合效果最好,50 mg/L时对苹果轮纹病菌的抑制率90.6%(活性级别为A级),100 mg/L时对油菜胚根的生长抑制率75.6%(活性级别为B级)。
    参考文献 | 相关文章 | 计量指标
    大豆油脂肪酸多酯的制备及其对PVC增塑性能研究
    冯国东, 贾普友, 汤慧敏, 张猛, 胡云, 周永红
    2019 (5):  50-58.  doi: 10.3969/j.issn.0253-2417.2019.05.007
    摘要 ( 396 )   HTML ( 10 )   PDF(897KB) ( 420 )  
    以大豆油为起始原料,经过环氧化、酯交换等反应制得环氧大豆油脂肪酸甲酯(ESAO);然后,ESAO、醋酸和醋酸酐“一锅法”反应制备出大豆油脂肪酸多酯(SF-PE)。GC分析表明:ESAO中的甲酯大于96%;IR、1H NMR和13C NMR等分析手段对产物结构表征,证明了SF-PE被成功合成;TG分析表明SF-PE的热稳定性能要优于ESAO。对比分析了以SF-PE、ESAO、环氧大豆油(ESO)和市售环氧脂肪酸甲酯(EFAM)作为增塑剂制备PVC制品的机械性能、动态机械性能和热稳定性,用树脂量50%的SF-PE增塑PVC样品的拉伸强度为19 MPa,邵氏硬度为90.2,综合机械性能优于其他3种增塑剂,玻璃化转变温度(Tg)为26.4℃;SF-PE增塑PVC样品的耐低温性能优于ESO;热稳定性与ESAO相当,要优于EFAM,但是不及ESO。
    参考文献 | 相关文章 | 计量指标
    芒草热解焦的制备及其CO2气化反应动力学及机理分析
    郭深, 田红, 胡章茂, 徐慧芳, 焦豪
    2019 (5):  59-66.  doi: 10.3969/j.issn.0253-2417.2019.05.008
    摘要 ( 305 )   HTML ( 6 )   PDF(2696KB) ( 347 )  
    利用傅里叶红外光谱仪、扫描电镜和低温氮吸附法表征芒草热解焦的物化特性,采用非等温法和主曲线法结合研究芒草热解焦CO2气化反应机理。结果表明:随着制备温度的升高,芒草热解焦的有机质减少;热解过程有利于孔隙结构的形成,增大了热解焦比表面积和孔容,600℃时芒草热解焦(MPC600)的微孔率最大,为86.73%;随着制备温度和气化升温速率的升高,芒草热解焦气化反应的最大失重速率温度向高温侧偏移。采用Ozawa法对芒草热解焦气化动力学参数进行计算,制备温度为400、600和800℃的芒草热解焦平均活化能分别为171.87、181.20和184.45 kJ/mol;所有制备温度下获得的芒草热解焦的活化能与转化率无关,反应可用单一的动力学机理函数描述。主曲线法判定动力学模型机理函数结果表明:芒草热解焦气化动力学符合一维相边界反应(R1)机理。
    参考文献 | 相关文章 | 计量指标
    3-对䓝烯-1-胺的合成工艺研究
    董欢欢,徐士超,王婧,张红梅,曾小静,陈玉湘,赵振东
    2019 (5):  67-72.  doi: 10.3969/j.issn.0253-2417.2019.05.009
    摘要 ( 591 )   HTML ( 328257 )   PDF(545KB) ( 285 )  

    以1, 8-对䓝烷二乙酰胺为原料,通过酸催化消去和碱催化水解两步反应制得3-对䓝烯-1-胺,采用单因素和正交试验考察了不同条件对反应的影响。酸催化消去反应的最佳反应条件为:20 mmol对䓝烷二乙酰胺, 35 mL质量分数12.5% H2SO4(24 mmol)溶液,反应时间8 h,N-乙酰基-3-对䓝烯-1-胺产率41.6%;碱催化水解的最佳反应条件为:n(N-乙酰基-3-对䓝烯-1-胺):n(NaOH)为1:7,30 mL乙二醇,反应时间11 h,反应温度170 ℃,3-对䓝烯-1-胺产率82.2%,总产率为34.2%。3-对䓝烯-1-胺经减压精馏到纯度97%,采用ESI-MS、FT-IR、1H NMR及13C NMR等仪器分析进行表征,确定了产物结构。

    数据和表 | 参考文献 | 相关文章 | 计量指标
    两步法预处理脱除木质素对杨木酶水解的影响
    陈雪艳, 储秋露, 王静, 张晓东, 施爱平
    2019 (5):  73-79.  doi: 10.3969/j.issn.0253-2417.2019.05.010
    摘要 ( 302 )   HTML ( 7 )   PDF(2794KB) ( 354 )  
    以杨木片为原料,采用两步法预处理脱除木质素后,对原料进行酶水解,对杨木表观结构、理化特征及酶水解结果进行考察。实验结果显示:相较于一步法蒸汽爆破(SE)预处理,碱性磺化-蒸汽爆破(AS-SE)和碱性氧化-蒸汽爆破(AO-SE)预处理后均可脱除50%左右的木质素,并且显著增加了物料中的酸性亲水基团如磺酸基和羧酸基含量,纤维素可及度分别提高至132.04和119.10 mg/g。傅里叶红外光谱(FT-IR)结果表明碱性磺化和碱性氧化后,木质素结构中出现了亲水性功能基团(羟基、羧基和磺酸基),扫描电镜(SEM)结果表明两步法预处理后的物料表面出现开裂分层、层层剥落的现象。AS-SE预处理后,杨木纤维素酶水解率高达81.09%,原料糖得率达到73.72%。两步法预处理可对木质素进行选择性脱除和改性,改变了木质素理化特性及表观结构,增强了纤维素酶水解效果。
    参考文献 | 相关文章 | 计量指标
    铝氧单钠固体超强碱催化降解木质素的研究
    王兴佳, 乔炜, 肖达明, 李淑君
    2019 (5):  80-86.  doi: 10.3969/j.issn.0253-2417.2019.05.011
    摘要 ( 311 )   HTML ( 13 )   PDF(1007KB) ( 328 )  
    为提高木质素的活性、促进木质素的高效利用,以玉米秸秆发酵制乙醇剩余物经碱溶酸沉获得的精制木质素(PL)为原料,在以异丙醇/水的混合溶剂为反应介质、液固比为10:1(mL:g)、铝氧单钠固体超强碱作为催化剂条件下降解PL,得到降解木质素(DL),采用正交试验优化降解条件,并对降解前后木质素进行了分析与表征。研究结果表明:优化降解条件为催化剂用量为木质素质量的20%、反应温度200℃、反应时间150 min,此时降解木质素的产率和甲醛值分别为77.5%和0.365。傅里叶红外光谱(FT-IR)、二维核磁共振(2D HSQC)、凝胶渗透色谱(GPC)和热重(TG)等分析表明:固体超强碱对木质素的催化降解很好地保留了木质素的芳香性结构;降解后DL侧链区连接键β-O-4、β-ββ-5/α-O-4含量明显降低,降解使木质素的部分Ar—O—C醚键断裂、酚羟基和醇羟基含量增加、相对分子质量和多分散性明显下降;与PL相比,DL的主热解发生温度范围变窄、最大热解速率降低。
    参考文献 | 相关文章 | 计量指标
    三种速生阔叶木的PRC-APMP制浆性能比较
    林本平, 朱宏伟, 刘成良, 肖友年, 张美云
    2019 (5):  87-94.  doi: 10.3969/j.issn.0253-2417.2019.05.012
    摘要 ( 610 )   HTML ( 14783 )   PDF(585KB) ( 427 )  
    对比了杨木、桉木和相思木3种速生阔叶木的材性和PRC-APMP制浆性能,研究结果表明:杨木比桉木和相思木具有更高的聚戊糖和1% NaOH抽出物含量;桉木综纤维素含量略低于杨木和相思木,同时木质素含量最高;桉木材密度最大,相思木次之,杨木较低。采用PRC-APMP制浆方法,在NaOH总用量5.5%,H2O2用量5.0%浸渍漂白条件下,相思木制浆得率最高(83.8%),桉木次之(82.4%),杨木最低(81.3%)。桉木成浆白度最高78.2%(ISO,下同),杨木次之75.3%,相思木浆白度最低70.7%。在同等浆料打浆度条件下,相思木成浆抗张强度大于杨木和桉木,同时消耗磨浆电耗也最高;杨木成浆的纤维长度较大,浆料撕裂强度大于相思木和桉木;桉木成浆的抗张和撕裂强度均最低,但浆料具有高松厚度特性。
    参考文献 | 相关文章 | 计量指标
    青龙衣中胡桃醌的提取及其抑菌活性研究
    李文君, 王成章, 刘辰婧
    2019 (5):  95-100.  doi: 10.3969/j.issn.0253-2417.2019.05.013
    摘要 ( 377 )   HTML ( 7 )   PDF(541KB) ( 323 )  
    以青龙衣为原料,采用超声波辅助提取青龙衣中胡桃醌,通过单因素和正交试验优化得到最佳提取工艺条件;并以甲醇和商用YZN-Y500纳米银抗菌溶液作对照,考察最佳提取工艺条件下得到的质量浓度分别为0.20、0.02、0.01、0.005和0.002 5 g/L的青龙衣提取物样品溶液,对枯草芽孢杆菌、肺炎链球菌、金黄色葡萄球菌和表皮葡萄球菌的抑菌活性。研究结果表明:以甲醇为浸提溶剂,浸泡时间6 h,液料比5:1(mL:g),超声波作用时间35 min的最佳提取条件下胡桃醌得率0.246%,浸膏得率13.88%。青龙衣提取物溶液具有较强的抑菌活性,且溶液浓度越高,抑菌效果越明显;质量浓度为0.20、0.02 g/L的青龙衣提取物样品溶液对4种菌的抑菌圈直径可达15~25 mm,抑菌效果强于0.01g/L的商用纳米银溶液。
    参考文献 | 相关文章 | 计量指标
    浒苔纤维聚丙烯酸吸水树脂的制备及性能分析
    张浩楠, 韦家慧, 赵辉, 李丹, 任浩
    2019 (5):  101-107.  doi: 10.3969/j.issn.0253-2417.2019.05.014
    摘要 ( 301 )   HTML ( 9 )   PDF(4326KB) ( 271 )  
    在浒苔纤维上接枝丙烯酸,通过改变浒苔纤维的预处理方法,探讨浒苔纤维在聚丙烯酸类吸水树脂中应用的可行性。以未预处理、1% NaOH预处理和漂白预处理浒苔纤维为原料,在固定的碱用量、交联剂和引发剂用量条件下制备浒苔纤维聚丙烯酸吸水树脂,考察了预处理方法、丙烯酸中和度、浒苔纤维用量和尺寸对吸水树脂性能的影响;比较了吸水树脂对去离子水、生理盐水、人工尿液3种液体的吸液倍率。研究结果表明:合成吸水树脂过程中浒苔纤维用量为1.00 g、丙烯酸中和度为65%、筛分尺寸为250~380 μm的未预处理浒苔纤维合成的吸水树脂吸液性能最好,其对去离子水、生理盐水和人工尿液的吸液倍率分别为1 643、244和201 g/g。通过扫描电子显微镜(SEM)观察发现,未预处理浒苔纤维与丙烯酸接枝效果最好,合成的树脂吸水饱和后纤维形态饱满、孔隙少。X射线衍射(XRD)结果也显示,浒苔纤维经过预处理后其非结晶区大量流失,结晶度升高,纤维素结晶区不利于与丙烯酸单体的接枝,从而阻碍了碱预处理和漂白预处理浒苔纤维与丙烯酸的接枝反应。
    参考文献 | 相关文章 | 计量指标
    HPLC法同时检测刚竹属竹叶中4种黄酮碳苷的含量
    陈丹丹, 郭雪峰, 赵蕾, 邵思越
    2019 (5):  108-114.  doi: 10.3969/j.issn.0253-2417.2019.05.015
    摘要 ( 298 )   HTML ( 5 )   PDF(618KB) ( 269 )  
    建立了HPLC同时检测竹叶中4种黄酮碳苷(异荭草苷、荭草苷、牡荆苷和异牡荆苷)的方法,并测定了这4种常见的黄酮碳苷在24种刚竹属竹叶的含量,以及早园竹4个季度中黄酮碳苷的含量。采用Inertsil ODS-3色谱柱(250 mm×4.6 mm,5 μm),以乙腈/0.5%磷酸水溶液(体积比15:85)为流动相进行等度洗脱,流速为1.0 mL/min,柱温为30℃,检测波长340 nm。实验结果表明:4种黄酮碳苷的质量浓度在1~300 mg/L范围内与峰面积呈良好的线性关系,相关系数均在99%以上,加标回收率(n=3)分别为97.14%、100.53%、93.60%和95.66%,RSD值分别为1.11%、1.45%、1.96%和1.43%;24种刚竹属竹叶中黄酮碳苷含量差异显著,4种黄酮碳苷质量分数的总和在286.14~3 838.79 mg/kg之间,毛金竹最高,为3 838.79 mg/kg;早园竹中4种黄酮碳苷的含量随时间变化差异明显,质量分数的总和在1 371.15~4 367.01 mg/kg之间,其中1月份采摘时总质量分数最高,为4 367.01 mg/kg。HPLC法准确度高,适用于竹叶黄酮碳苷的测定。
    参考文献 | 相关文章 | 计量指标
    纳米纤维素制备碳掺杂ZnO及其对四环素的光催化降解性能
    单艺伟, 吴慧, 肖禾, 陈礼辉, 黄六莲
    2019 (5):  115-120.  doi: 10.3969/j.issn.0253-2417.2019.05.016
    摘要 ( 385 )   HTML ( 9 )   PDF(1600KB) ( 327 )  
    以纳米纤维素(CNF)为生物质诱导剂,通过水热合成法制备了碳掺杂氧化锌(C-ZnO),通过XRD、FT-IR、SEM和DRS对C-ZnO进行了表征,并测试了C-ZnO对四环素的光催化降解性能。研究结果表明:纳米纤维素诱导制备C-ZnO时,分散性较好,晶粒尺寸减小,并实现了碳掺杂,能带宽度有所减小。与普通氧化锌相比,C-ZnO对四环素的物理吸附没有影响,但是光催化降解四环素时,降解去除速率较快。当水热温度为200℃、n(Zn2+):n(OH-)为1:4、硝酸锌与纳米纤维素质量比为100:1时,制得的C-ZnO光照120 min,四环素的去除率高达96.1%。
    参考文献 | 相关文章 | 计量指标
    微波法提取兴安百里香精油及其主要组分活性研究
    闫红秀, 敬雪敏, 刘香萍
    2019 (5):  121-128.  doi: 10.3969/j.issn.0253-2417.2019.05.017
    摘要 ( 299 )   HTML ( 6 )   PDF(592KB) ( 311 )  
    为了探明微波法提取兴安百里香精油最佳提取条件及其主要组分活性,采用正交设计进行提取条件优化,并与水蒸气蒸馏法提取精油速度以及精油组分进行比较,同时对微波法提取精油及其主要组分的体外抗氧化活性及抑菌活性进行评价。结果表明:在浸泡时间3 h,料液比1:1(g:mL),提取时间40 min,微波功率540 W的最佳提取条件下,提取得率为1.04%。由GC-MS分析可知,微波法提取兴安百里香精油主要成分为百里香酚(52.52%)、α-萜品烯(12.72%)和对伞花烃(8.24%),提取的精油主要组分种类与水蒸气蒸馏法相一致。各主要组分中,百里香酚的DPPH·清除活力最强(IC50,473.63 mg/L),且β-胡萝卜素漂白抑制率也最高(IC50,250.91 mg/L),仅对伞花烃无抗氧化活性。体外抑菌实验表明:兴安百里香精油3种主要组分中百里香酚抑菌活性最强,α-萜品烯次之,对伞花烃无抑菌活性。百里香酚对各测试菌种均表现出一定的抑制活性,其中抑制活性最强的为枯草芽孢杆菌,抑菌圈直径为16.85 cm,最小抑菌浓度(MIC)为0.23 g/L。
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