The objective of this study was to elucidate the microscopic patterns of decay caused by brown-rot fungi of Tyromyces palustri and Gloeophyllum trabeum in Korean red pine (Pinus densiflora) and radiata pine (Pinus radiata) woods through light and electron microscopies. The ultrastructural changes of cell walls attacked by the two brown-rot fungi were compared in this respect. Macroscopically, radiata pine showed more ring and radial checks than Korean red pine. Microscopically, with the progress of decay, spiral checks associated with cross-field pits and bore holes in the cell wall were more remarkably numerous in the radiata pine than in the Korean red pine. In the radiata pine, G. trabeum produced more spiral checks in the cell wall than T. palustris. In the advanced stages of decay by G. trabeum, the erosions of ray cell walls were identified both in the Korean red pine and radiata pine but $S_3$ layers of tracheid walls were eroded only in the Korean red pine.
The mechanical properties of heat-compressed Radiata pine (Pinus radiata D.Don) by compression set were investigated. Heat-compression condition was temperature at $180^{\circ}C$ and press time for 60 minutes. The mechanical properties of heat-compressed wood increased with increasing compression set. Increase of the specific gravity has led to increase in mechanical properties. The maximum compression set of Radiata pine was investigated approximately 65%. It was almost same result with porosity 68% of Radiata pine in specific gravity 0.48.
The use of polyphenol extracts from radiata pine (Pinus radiata) bark as raw materials for bio-foams was investigated along with the optimal NaOH extraction conditions. The targeted yield of alkaline extracts was 60%, and the targeted pH was 11 to 12. The radiata pine bark was composed of 70% of a 1% NaOH extract, which contained mainly polyphenols, such as proanthocyanidin (PA). As the particle size of the bark decreased, the yield of the 1% NaOH extracts increased from 57 to 87%. A range of NaOH concentrations, liquor ratios, and extraction times were explored to establish an economic polyphenol extraction method. More than 60% of the alkaline extract was extracted, and the pH of the extract was approximately 12 when the optimum extraction conditions were employed, i.e., a liquor to bark ratio of 5:1, a NaOH dosage of 17 to 18% based on the bark weight, and a 1 h extraction time. Following neutralization of the alkaline extract, structural analysis indicated severe structural changes in the PA during the alkaline extraction. Because the alkaline extract was barely soluble in the solvent used for the structural analyses, it is assumed that chemical modification is required to increase the solubility of the alkaline extract for the production of bio-foams.
Low molecular weight polyphenols were isolated from hot water extracts of radiata pine (Pinus radiata) bark using a Sephadex LH-20 column and characterized by $^1H$ and $^{13}C$ NMR, UV, FT-IR, and GC-MS analyses. Major compounds isolated and identified were protocatechuic acid, trans-taxifolin, and quercetin. Trans-taxifolin, an important intermediate in biosynthetic route of proanthocyanidin (PA), was isolated in large quantities and indicates that PA is a major component of radiata pine bark. Small amounts of polyphenols were identified by GC-MS analysis. The presence of p-hydroxybenzoic acid, vanillic acid, protocatechuic acid, cis- and trans-feruic acid, p-coumaric acid, trans-caffeic acid, (-)-epicatechin, (+)-catechin, trans- and cis-taxifolin, (+)-gallocatechin, and quercetin was confirmed by comparison of mass fragmentation patterns and retention times (RT) with authentic samples. In addition, the presence of astringenin, astringenin glycoside, trans- and cis-leucodelphinidin was strongly assumed from characteristic mass fragment ions due to their conjugated structure and retro Diels-Alder reaction, and also from biosynthetic route of PA. GC-MS analysis allowed us to detect small amounts of phenolic acids and flavonoids and eventually discriminate trans- and cis-configuration in the identified polyphenols.
The mechanical properties of heat-compressed Radiata pine (Pinus radiata D.Don) by compression temperature and time were investigated. The compressive strength and bending strength of heat-compressed wood increased with increasing compression temperature and time. But the compressive strength and bending strength decreased with press temperature $220^{\circ}C$. It was considered due to thermal degradation during high temperature conditions. The surface hardness of heat-compressed wood increased with increasing compression temperature. However, the effect of compression time was negligible. The nail holding power was not affected by compression temperature and time.
Extracts from bark have been studied with a view to producing water-proof wood adhesives. Lately many softwoods, such as radiata pine from New Zealand and larch from Siberia, Russia, have been imported and utilized, and their residual barks would be expecting as potential raw materials for something useful chemicals. The great effort toward utilization of bark extractives as a chemical feedstock has been made on a worldwide level. However few report has been done for the utilization of tree bark extractives in Korea. Hot-water extracts were prepared from barks of Japanese larch(Larix leptolepis). Siberian larch(Larix gmelinii) and Radiata pine(Pinus radiata). The effect of various factors, such as particle size, liquor ratio, extraction temperature, and reaction time, on the extractive yields was discussed. Particle sizes affected the hot-water extractives: the finer the particle size, the higher extractives and extract efficiency. Higher temperature and higher liquor ratio were more effective. Extractives from Japanese larch were relatively less than those from Siberian larch and Radiata pine barks. Formaldehyde precipitates was the highest in extractives of Radiata pine barks. It could be concluded that Siberian larch bark was the best raw material for tannin adhesives, because its extractive yield was higher than those of the other barks.
Montalban, I.A.;De Diego, N.;Igartua, E. Aguirre;Setien, A.;Moncalean, P.
Plant Biotechnology Reports
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v.5
no.2
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pp.177-186
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2011
This study describes for the first time in Pinus genus a plant regeneration system via a combined pathway of somatic embryogenesis and organogenesis from immature seeds of radiata pine. Somatic embryos were obtained from embryogenic line 2162 of Pinus radiata D. Don on EDM basal medium containing $60{\mu}M$ ABA and 6% sucrose. The explants used for organogenesis experiments were either freshly collected somatic embryos or somatic embryos germinated for 1 week. Germination medium was half-strength LP medium, supplemented with 0.2% activated charcoal. Different induction periods and BA concentrations were assayed for shoot induction. After induction treatments, explants were elongated on the same medium used for germination stage. Rooting medium was quarter-strength LP medium supplemented with three different auxin treatments: $1.5mg\;L^{-1}$ 1-naphthalene acetic acid (NAA), $1.5mg\;L^{-1}$ indole-3-butyric acid (IBA) and $1mg\;L^{-1}$ IBA with $0.5mg\;L^{-1}$ NAA (MIX). The effect of the photon flux ($120mmol\;m^{-2}\;s^{-1}$ and darkness) in the first week of the explants in the rooting media was also tested. This methodology could offer an alternative to overcome some problems associated with somatic embryogenesis such as the seasonality of embryogenic tissue (ET) initiation or a low embryo production from the ET, a particularly important issue in the case of genetically transformed ETs.
Antioxidants are known to affect the feeding habits of termites and a good source is pine bark which contains high levels of antioxidants which can be extracted with neutral solvents. In this study procyanidins (PCs)-rich MeOH-extract and a hot-water extract (HWE) were prepared from Pinus radiata bark. HWE was further separated into crude PCs (CPCs), polymeric PCs (PPCs), and low-molecular-weight PCs (LMWPCs) fractions. The MeOH extract and these fractions were examined for termite (Reticulitermes flavipes Kollar) antifeedant activities using a no-choice test. Catechin was used as a positive control. The LMWPCs was found to be the most effective deterrent to termite feeding. The comparative efficiency of the compounds tested were LMWPCs > PPCs > CPCs > MeOH extract, with the latter being more dependent on molecular weight than on its antioxidant activity.
Alkali-soluble extracts were prepared from medium-sized barks of Radiata pine(Pinus radiata). There are difficulties in the production of extracts with uniform quality and in the preparation of adhesives with suitable viscosity. Ultrafiltration using an Amicon cell was subjected to fractionate extracts according to molecular sizes in order to overcome the above problem. The filtration efficiency was studied by using thin channel filtration systems. Adhesive manufacturing was also examined. Removal of particles greater than 0.45m from the extracts increased both filtration speed (flux) and yields of solids in the filtrates. Ultrafiltration with PM 10 membrane was very effective to fractionate and concentrate the extracts. Stiasny precipitates from the filtrates obtained by PM 10 membrane were very lower than that(83%) of the retentates. This ultrafiltration method was efficient for obtaining high yield purified phenolic compounds(mainly polyflavanoids) and thus important for preparing wood adhesives from barks. The extracts were shown excessive high viscosities at the concentrations required for adhesive formulation, but this high viscosity and short gelation time was reduced by lowering pH of the extracts and addition of urea. The highest bonding strength of plywoods(340g/$m^2$ of adhesive spreads) was achieved with adhesive formulated by 100parts of mixed alkali extracts and urea(70/30,w/w), 10parts of p-formaldehyde and 3.5parts of wheat flour at pH 6, and by hot pressing at the conditions of 12kg/$cm^2$ at $120^{\circ}C$ for 10 minutes.
A neutral extract (NE), that is soluble in cold water and has excellent antioxidant activity, from Pinus radiata pine bark was prepared by sodium bicarbonate treatment, and its chemical characteristics were investigated. NE was prepared by treating P. radiata bark with 0.8% NaHCO3 aqueous solution with a 5 : 1 liquor-to-bark ratio at boiling temperature for 1 h, resulting in 44% yield and final pH of 6.66. The yield of NE was 11% higher than that of the hot water extract (HWE) due to the increase in the solubility of polyphenols, the main component in the bark, by NaHCO3 treatment. NE was characterized through FT-IR, NMR, and MALDI TOF MS analyses. The results indicated that NE is mostly composed of proanthocyanidins (PAs) consisting of procyanidin (PC) units. The acetylated neutral extract (Ac-NE) had weight average molecular weight (${\bar{M}}w$) of 5,300 Da. The Ac-NE had wide molecular weight distribution and its polydispersity (${\bar{M}}w/{\bar{M}}n$) was 6 times higher than that of pure PA. The antioxidant activity of NE was determined by 2-diphenyl-1-picrylhydrazyl (DPPH) free radical scavenging assay and showed that NE had comparable antioxidant activity with pure PA.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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