论文总字数：14720字

摘 要

：目前纤维板生产多用醛基胶粘剂，导致在生产及使用过程中释放甲醛等有毒有害气体，严重危害人体健康。本论文采用复合酶（漆酶和纤维素酶）预处理杨木刨花，以期实现不添加额外胶粘剂的纤维板制备。首先进行了复合酶单因子优化，获得了单因子优化条件为：酶解温度45℃，酶解时间1h，漆酶和纤维素总酶活1.0U/g，酶活比2：3，杨木刨花质量与醋酸缓冲液体积之比1：5。在此基础上，进行了SAS响应面优化，优化结果为：酶解温度45℃，酶解时间0h, 漆酶和纤维素总酶活1.0U/g，酶活比1：2，杨木刨花质量：醋酸缓冲液体积为2：9，在该条件下，纤维板的弯曲强度达到26MPa，比未预处理的纤维板强度提高了2.7倍。通过本论文的研究可以为无胶胶粘纤维板的制备提供一定的技术支撑。

关键词：杨木刨花，漆酶，纤维素酶，纤维板，弯曲强度

Abstract: At present, the use of aldehyde-based adhesives in the production of fiberboards leads to the release of toxic and harmful gases such as formaldehyde during the production and use, which seriously endangers human health. In this thesis, pretreatment of poplar wood shavings with complex enzymes (laccase and cellulase) was carried out in order to achieve fiberboard preparation without adding additional adhesive. Firstly, single factor optimization of the complex enzyme was performed. Single factor optimization conditions were obtained as follows: temperature for enzyme hydrolysis 45° C., hydrolysis time 1 h, laccase and cellulose total enzyme activity 1.0 U/g, enzyme activity ratio 2:3, poplar wood The ratio of shavings mass to acetic acid buffer volume is 1:5. On this basis, the SAS response surface optimization was performed. The optimization results were as follows: temperature for enzymatic hydrolysis 45°C, hydrolysis time 0h, laccase and cellulose total enzymatic activity 1.0 U/g, enzyme activity ratio 1:2, poplar wood shavings Quality: Acetate buffer volume is 2:9. Under this condition, the flexural strength of the fiberboard reaches 26MPa, which is 2.7 times higher than that of the unpretreated fiberboard. The study of this paper can provide some technical support for the preparation of adhesive-free adhesive fiberboard.

Key words: Poplar wood shavings, laccase, cellulase, fiberboard, flexural strength

目 录

1 前言 7

1.1 研究意义 7

1.2 国内研究现状 7

1.3 国外研究现状 7

1.4 复合酶作用机理 8

1.4.1 漆酶 8

1.4.2 纤维素酶 8

1.5 实验设计思路 9

2 材料与方法 10

2.1 材料 10

2.1.1 杨树刨花 10

2.1.2 实验试剂 10

2.1.3 实验仪器 10

2.1.4 实验溶液 10

2.2 实验方法 11

2.2.1 对照样处理 11

2.2.2 复合酶单因子预处理杨木刨花方法 11

2.2.3 纤维板热压实验方法 12

2.2.4 纤维板测量强度方法 12

2.2.5 SAS实验分析 12

3 结果与分析 15

3.1 不同预处理总酶活量对纤维板弯曲强度的影响 15

3.2 不同预处理酶比（漆酶酶活：纤维素酶酶活）对纤维板弯曲强度的影响 15

3.3 不同预处理固液比对纤维板弯曲强度的影响 16

3.4 不同预处理时间对纤维板弯曲强度的影响 17

3.5 不同预处理温度对纤维板弯曲强度的影响 18

3.6 SAS响应面优化实验分析及验证性实验分析 19

4 结论与展望 23

4.1 结论 23

4.2 展望 23

致谢 24

参考文献 25

1 前言

1.1 研究意义

人造板工业的不断发展，给人类健康带来了威胁。添加额外胶粘剂的人造板在使用进程中会释放甲醛，同时甲醛又是室内有害物质之一，它能给人民带来刺激、致敏、致突变作用^[1]，造成对人体的伤害。

甲醛，俗称蚁醛，是一种无色有刺激气味的气体，对眼睛、鼻子等有刺激性作用。甲醛的水溶液被称做甲醛水，俗称福尔马林，是一种有刺激气味的无色液体。2017年10月27日，世界卫生组织国际癌症研究机构公布说明甲醛是一种致癌物。

Ji等^[2]通过实验提供了甲醛对造血干/祖细胞的毒性的进一步证据，并且支持甲醛诱导的白血病生物学的生物合理性。Y等^[3] 通过韩国环境部计划引出将甲醛作为新的水质标准，最终建立了对人类健康的保护。

因此使用生物预处理的方法生产性能较好的纤维板至关重要，多数研究者研究漆酶活化木质素压制纤维板的工艺、酶解条件等，很少有研究者研究经纤维素酶预处理后的原材料压制纤维板的酶解条件，甚至没有研究者研究漆酶和纤维素酶两种酶共同作用的酶解条件。漆酶的一个特点是产量低，周期长、价格昂贵^[4]，故只用漆酶预处理原材料压制纤维板，会导致纤维板的生产成本升高，因此使用产量高、价格低廉的纤维素酶代替一部分漆酶来降低纤维板的生产成本是本课题主要的目的。

1.2 国内研究现状

曹永建等^[5]进行了纤维板生产研究，得出漆酶预处理生产纤维板的工艺可行，并且预处理的温度、时间、酶量都对纤维板的性能造成一定的影响。

姜笑梅等^[6]研究发现：漆酶处理过后的木材的管胞结构会发生变化，得出酶活化的管胞间具备较强的胶合力。

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