Pengenalan
Cuka kayu, juga dikenali sebagai asid piroligneus, adalah cecair yang diperoleh melalui kondensasi wap yang dihasilkan semasa pirolisis biomass seperti kayu, sekam padi, atau bahan tumbuhan lain. Ia adalah campuran kompleks yang mengandungi asid organik, fenol, alkohol, dan sebatian organik lain. Komposisi kimianya memberikan cuka kayu pelbagai sifat biologi termasuk aktiviti antimikrob, fungisid, dan antioksidan, yang membolehkannya digunakan dalam pelbagai aplikasi industri dan alam sekitar.
Pertanian dan perhutanan
Cuka kayu diiktiraf secara meluas untuk aplikasi pertaniannya, terutamanya sebagai biofungisid dan biostimulan. Ia telah terbukti menghalang pertumbuhan patogen seperti kulat, bakteria, dan virus, menjadikannya alternatif mampan kepada racun perosak sintetik (Zhou et al., 2024; El-Fawy et al., 2023).
Sifat fungisid dan racun perosak
Cuka kayu telah berkesan dalam mengawal penyakit tumbuhan seperti penyakit bintik hitam pada kentang yang disebabkan oleh Colletotrichum coccodes. Kepekatan serendah 2% dan 3% dapat mengurangkan keterukan penyakit secara signifikan dan meningkatkan pertumbuhan tumbuhan (El-Fawy et al., 2023). Dalam kajian ini, cuka kayu yang berasal dari pokok jambu menunjukkan aktiviti fungisid yang ketara terhadap C. coccodes, dengan peratusan perencatan miselium sebanyak 100% pada kepekatan 3%.
Ia juga telah digunakan untuk menguruskan serangan ulat tentara musim luruh (Spodoptera frugiperda), dengan kepekatan 10% mencapai kadar kematian 80%, menunjukkan potensinya sebagai racun perosak mesra alam (Purnama et al., 2024). Purnama et al. (2024) mendapati bahawa cuka kayu yang dihasilkan daripada tempurung kelapa menunjukkan kesan racun perosak yang setanding dengan racun perosak komersial, tetapi dengan kesan alam sekitar yang lebih rendah.
Kesihatan tanah dan pertumbuhan tanaman
Penggunaan cuka kayu telah terbukti meningkatkan kesihatan tanah dengan meningkatkan nitrogen biojisim mikrob (MBN) dan karbon boleh dioksidakan permanganat (POXC), yang merupakan penunjuk penting kesuburan tanah (Akley et al., 2023). Dalam kajian oleh Akley et al. (2023), penggunaan cuka kayu pada kadar 6 L/ha meningkatkan MBN sebanyak 23% dan POXC sebanyak 17% berbanding dengan kawalan.
Dalam pengeluaran kacang panjang, penyiraman tanah dan aplikasi foliar cuka kayu meningkatkan nodulasi, biojisim pucuk, dan hasil bijirin, sambil juga meningkatkan keuntungan (Akley et al., 2023). Kesan ini sebahagiannya disebabkan oleh peningkatan dalam aktiviti mikrob dan ketersediaan nutrien dalam tanah, yang menyumbang kepada kesihatan tanaman yang lebih baik dan produktiviti yang lebih tinggi.
Sifat herbisid
Cuka kayu telah menunjukkan kesan herbisid dengan menghalang percambahan benih dan pertumbuhan anak benih, menjadikannya alternatif semula jadi yang berpotensi untuk kawalan rumpai (Aguirre et al., 2020). Aguirre et al. (2020) mendapati bahawa cuka kayu dengan kepekatan asid asetik yang tinggi (lebih daripada 20%) menunjukkan kesan fitotoksik yang ketara, menghalang percambahan biji benih rumpai seperti Portulaca oleracea dan Conyza canadensis.
Aplikasi alam sekitar dan industri
Pengawetan kayu
Cuka kayu telah diterokai sebagai pengawet semula jadi untuk kayu, menunjukkan aktiviti termitisid terhadap anai-anai pemakan kayu. Kajian telah menunjukkan bahawa cuka yang diperolehi daripada buluh Savannah (Oxytenanthera abyssinica) pada 450°C menunjukkan aktiviti termitisid tertinggi disebabkan oleh kandungan asid lemak yang tinggi (Anokye et al., 2024). Anokye et al. (2024) melaporkan bahawa cuka kayu yang dihasilkan pada suhu yang lebih tinggi (450°C) mempunyai kandungan yang lebih tinggi untuk fenol (2.63%), asid asetik (5.72%), dan asid propionik (3.77%), yang menyumbang kepada aktiviti termitisid yang lebih tinggi.
Begitu juga, cuka kayu daripada Dyera costulata telah berkesan dalam menentang serangan anai-anai pada kayu getah dan kertas turas, dengan kepekatan yang lebih tinggi (10%) menunjukkan hasil terbaik (Kadir et al., 2021). Kadir et al. (2021) melaporkan bahawa rawatan kayu getah dengan cuka kayu D. costulata mengurangkan kehilangan berat akibat aktiviti anai-anai sebanyak 76% berbanding dengan sampel yang tidak dirawat.
Kawalan hakisan
Kayu larik yang dirawat dengan cuka kayu telah dikaji ketahanannya dalam keadaan luar, menunjukkan degradasi yang kurang berbanding kayu yang tidak dirawat. Ini menjadikannya bahan yang sesuai untuk kawalan hakisan dalam persekitaran tertentu (Park et al., 2024). Park et al. (2024) menunjukkan bahawa kayu larik yang dirawat dengan cuka kayu menunjukkan kestabilan dimensi yang lebih tinggi dan rintangan yang lebih baik terhadap degradasi UV, menjadikannya sesuai untuk aplikasi kawalan hakisan seperti empangan kayu.
Kawalan pencemaran
Penapisan cuka kayu melalui penyulingan vakum berturutan telah terbukti menghilangkan bahan cemar berbahaya seperti hidrokarbon aromatik polisiklik (PAH) dan sebatian organik meruap (VOC), menjadikannya lebih selamat untuk aplikasi alam sekitar dan industri (Pimenta et al., 2023). Dalam kajian oleh Pimenta et al. (2023), penyulingan vakum mengurangkan kandungan PAH dalam cuka kayu sebanyak 99%, membolehkannya memenuhi standard keselamatan untuk aplikasi pertanian dan alam sekitar.
Penternakan haiwan dan aplikasi veterinar
Aditif makanan
Cuka kayu telah digunakan sebagai aditif dalam makanan haiwan untuk meningkatkan pertumbuhan dan mengurangkan bau. Sifat antimikrobnya membantu dalam mengekalkan kualiti makanan dan mengurangkan pencemaran patogen (Qiuxing, 2000). Qiuxing (2000) melaporkan bahawa penambahan cuka kayu dalam makanan haiwan pada kadar 0.5-1.0% meningkatkan pertumbuhan ternakan dan mengurangkan masalah pencernaan, menyumbang kepada kesihatan haiwan yang lebih baik dan produktiviti yang lebih tinggi.
Kegunaan veterinar
Dalam perubatan veterinar, cuka kayu telah digunakan sebagai agen penghilang bau dan untuk kesan antimikrobnya, menjadikannya produk semula jadi yang berguna untuk mengekalkan kebersihan dalam penternakan haiwan (Qiuxing, 2000). Ia digunakan untuk merawat kawasan yang berpenyakit pada haiwan, mengurangkan jangkitan dan menggalakkan penyembuhan luka, menyediakan alternatif semula jadi kepada antibiotik sintetik.
Kesihatan dan kesejahteraan manusia
Aplikasi farmaseutikal
Cuka kayu telah diterokai untuk potensi dalam aplikasi farmaseutikal kerana kandungan asid asetik dan fenol yang tinggi, yang mempunyai sifat antioksidan dan antimikrob. Selepas penapisan yang betul, ia boleh digunakan sebagai asas untuk produk farmaseutikal (Pimenta et al., 2023). Pimenta et al. (2023) mendapati bahawa cuka kayu yang dimurnikan mempunyai aktiviti antioksidan yang setanding dengan antioksidan sintetik seperti BHT, menunjukkan potensinya dalam formulasi farmaseutikal.
Aditif makanan dan minuman
Cuka kayu digunakan sebagai aditif semula jadi dalam minuman dan produk makanan, memanfaatkan sifat asidnya untuk meningkatkan rasa dan mengawet produk (Qiuxing, 2000). Selepas proses penapisan yang sesuai untuk membuang bahan-bahan berbahaya, ia boleh digunakan untuk menambah rasa dan nilai pemakanan kepada pelbagai produk makanan.
Penyimpanan dan kawalan perosak
Racun serangga untuk bijirin yang disimpan
Cuka kayu telah diuji sebagai bioinsektisida untuk mengawal perosak seperti kumbang beras (Sitophylus oryzae). Pada kepekatan yang lebih tinggi (200 ppm), ia menunjukkan kadar penolakan (98.3%) dan kematian (97%) yang tinggi, menjadikannya alternatif yang menjanjikan kepada racun serangga kimia (Othman et al., 2023). Othman et al. (2023) mendapati bahawa cuka kayu berkesan sebagai penolak dan racun serangga sentuh terhadap kumbang beras, dengan kematian serangga semasa 96.67% pada kepekatan tertinggi (200 ppm).
Aktiviti antifedant
Sifat antifedant cuka kayu mengurangkan kehilangan berat dalam beras yang disimpan, dengan pengurangan terendah diperhatikan pada kepekatan 200 ppm (Othman et al., 2023). Dalam kajian ini, kehilangan berat beras yang dirawat dengan cuka kayu adalah 92% lebih rendah berbanding kawalan, menunjukkan kesan perlindungan yang ketara terhadap kerosakan perosak.
Komposisi kimia dan mekanisme tindakan
Komposisi kimia cuka kayu berbeza-beza bergantung pada bahan sumber dan keadaan pirolisis. Komponen utama termasuk asid asetik, fenol, dan asid organik, yang menyumbang kepada aktiviti biologinya. Sebagai contoh, pH cuka kayu (biasanya sekitar 3.2) dan kandungan asid asetik yang tinggi (27,840.16 mg L?1) memainkan peranan penting dalam kesan fungisid dan insektisidnya (Iacomino et al., 2024). Iacomino et al. (2024) mengenal pasti lebih daripada 40 sebatian dalam cuka kayu, dengan asid asetik, fenol, dan kresol sebagai komponen utama yang bertanggungjawab untuk aktiviti biologinya.
Faedah ekonomi dan alam sekitar
Penggunaan cuka kayu menawarkan beberapa kelebihan ekonomi dan alam sekitar. Ia adalah alternatif yang kos efektif dan mesra alam kepada bahan kimia sintetik, mengurangkan kesan alam sekitar daripada amalan pertanian dan industri. Selain itu, penghasilannya daripada sisa biojisim menyumbang kepada pengurusan sumber yang mampan (Zhou et al., 2024; Akley et al., 2023).
Dalam kajian oleh Akley et al. (2023), penggunaan cuka kayu dalam pengeluaran kacang panjang meningkatkan pendapatan bersih sebanyak 28% berbanding dengan kawalan, menunjukkan potensinya untuk meningkatkan keuntungan petani. Tambahan pula, sebagai produk sampingan pirolisis biojisim, pengeluaran cuka kayu sesuai dengan konsep ekonomi kitaran, di mana sisa pertanian ditukar menjadi produk bernilai tambah.
Cabaran dan hala tuju masa depan
Walaupun potensinya, keberkesanan cuka kayu boleh berbeza-beza berdasarkan kepekatan, kaedah penghantaran, dan organisma sasaran. Sebagai contoh, kepekatan tinggi mungkin mempamerkan kesan fitotoksik pada tanaman tertentu, memerlukan penilaian yang teliti untuk aplikasi tertentu (Iacomino et al., 2024). Penyelidikan masa depan harus memberi tumpuan kepada mengoptimumkan penggunaannya dan meneroka aplikasi industri baru.
Iacomino et al. (2024) mendapati bahawa kepekatan cuka kayu yang tinggi (>5%) boleh menunjukkan kesan fitotoksik pada tanaman sensitif, menekankan kepentingan kajian dos yang teliti untuk aplikasi tertentu. Selain itu, kaedah pengeluaran dan pemprosesan yang distandarkan diperlukan untuk memastikan kualiti dan keselamatan produk yang konsisten.
Jadual: Aplikasi utama cuka kayu merentasi industri
| Industri/Aplikasi | Kegunaan Utama | Rujukan |
|---|---|---|
| Pertanian | Fungisid, biopestisid, peningkatan kesihatan tanah, penggalakan pertumbuhan tanaman | (Zhou et al., 2024; Akley et al., 2023; El-Fawy et al., 2023) |
| Pengawetan Kayu | Aktiviti termitisid terhadap anai-anai pemakan kayu | (Anokye et al., 2024; Kadir et al., 2021) |
| Kawalan Alam Sekitar | Kawalan hakisan, kawalan pencemaran | (Park et al., 2024; Pimenta et al., 2023) |
| Penternakan Haiwan | Aditif makanan, aplikasi veterinar | (Qiuxing, 2000) |
| Kesihatan Manusia | Aplikasi farmaseutikal, aditif makanan | (Qiuxing, 2000; Pimenta et al., 2023) |
| Penyimpanan dan Kawalan Perosak | Racun serangga untuk bijirin yang disimpan, aktiviti antifedant | (Othman et al., 2023) |
Kesimpulan
Cuka kayu adalah produk yang serba boleh dan mampan dengan aplikasi yang merangkumi pertanian, pengurusan alam sekitar, penternakan haiwan, dan kesihatan manusia. Sifat mesra alam dan aktiviti biologinya menjadikannya alternatif yang menjanjikan kepada bahan kimia sintetik, menawarkan kedua-dua faedah ekonomi dan alam sekitar. Penyelidikan berterusan dan pembangunan aplikasi baru dijangka akan meluaskan lagi penggunaan cuka kayu dalam pelbagai industri, menyumbang kepada amalan yang lebih mampan dan mesra alam.
Rujukan
Aguirre, J. L., Baena, J., MartÃn, M. T., Nozal, L., González, S., Manjón, J. L., & Peinado, M. (2020). Composition, ageing and herbicidal properties of wood vinegar obtained through fast biomass pyrolysis. Energies. https://doi.org/10.3390/EN13102418
Akley, E. K., Ampim, P. A. Y., Obeng, E., Sanyare, S., Yevu, M., Danquah, E. O., Amoako, O. A., Tengey, T. K., Avedzi, J. K., Avornyo, V. K., Neindow, A. F., & Seidu, A. F. (2023). Wood vinegar promotes soil health and the productivity of cowpea. Agronomy. https://doi.org/10.3390/agronomy13102497
Anokye, R., Boadu, K. B., Fianko, C. N., & Amegashiti, V. B. (2024). The chemical composition of savannah bamboo (Oxytenanthera abyssinica) vinegar at varying pyrolysis temperatures and its termiticidal activity against wood-feeding termites. Advances in Bamboo Science. https://doi.org/10.1016/j.bamboo.2024.100063
El-Fawy, M. M., Abo-Elyousr, K. A. M., Sallam, N. M. A., El-Sharkawy, R. M. I., & Ibrahim, Y. (2023). Fungicidal effect of guava wood vinegar against Colletotrichum coccodes causing black dot disease of potatoes. Horticulturae. https://doi.org/10.3390/horticulturae9060710
Iacomino, G., Idbella, M., Staropoli, A., Nanni, B., Bertoli, T., Vinale, F., & Bonanomi, G. (2024). Exploring the potential of wood vinegar: Chemical composition and biological effects on crops and pests. Agronomy. https://doi.org/10.3390/agronomy14010114
Kadir, R., Ali, M. S. M., Kartal, S. N., Elham, P., Ali, N. A. M., & Awang, A. F. (2021). Chemical characterization of pyrolysis liquids from Dyera costulata and evaluation of their bio-efficiency against subterranean termites, Coptotermes curvignathus. European Journal of Wood and Wood Products. https://doi.org/10.1007/S00107-021-01732-Z
Othman, N., Elias, N. H., & Zainalabidin, N. (2023). Wood vinegar as an alternative insecticide in controlling rice weevil, Sitophylus oryzae (Coleoptera: Curculionidae). https://doi.org/10.36877/aafrj.a0000315
Park, S., Purusatama, B. D., Kim, Y., Jang, J., Hwang, W.-J., Chun, K., Kim, J. H., & Kim, N. (2024). Adequacy of larch wood treated with wood tar and wood vinegar as erosion control wooden-dam materials. Bioresources. https://doi.org/10.15376/biores.19.4.7946-7962
Pimenta, A. S., Gama, G. S. P., Feijó, F. M. C., Braga, R. M., Azevêdo, T. K. B. de, Melo, R. R. de, Miranda, N. de O., & Andrade, G. S. de. (2023). Wood vinegar from slow pyrolysis of eucalyptus wood: Assessment of removing contaminants by sequential vacuum distillation. Forests. https://doi.org/10.3390/f14122414
Purnama, I., Lestari, S., Lidar, S., Mutamima, A., Suri, A. K., Nelvia, N., & Malhat, F. (2024). Effectiveness of wood vinegar from torrefied coconut shells as an eco-friendly pesticide against fall armyworm (Spodoptera frugiperda J.E Smith). E3S Web of Conferences. https://doi.org/10.1051/e3sconf/202459303004
Qiuxing, J. (2000). Wood vinegar, process for extracting wood vinegar and its usage.
Zhou, H., Shen, Y., Zhang, N., Liu, Z., Bao, L., & Xia, Y. (2024). Wood fiber biomass pyrolysis solution as a potential tool for plant disease management: A review. Heliyon. https://doi.org/10.1016/j.heliyon.2024.e25509
Number of View :56
