纤维素/半纤维素酶处理对杨木表面胶合性能的影响研究

研究了速生杨木单元经过纤维素酶和半纤维素酶处理后的表面润湿性能、化学基团和胶合强度的变化。结果表明:随着纤维素酶和半纤维素酶用量的增加,杨木的表面自由能和胶合强度逐渐上升。在试验区间内,酶处理时间越长,杨木的胶合性能改善效果越明显。     

酶处理对麦秸表面胶合性能的影响

研究麦秸单元经过纤维素酶和半纤维素酶处理后的表面润湿性能、化学基团和胶合强度的变化.结果表明:在试验区间内,随着纤维素酶和半纤维素酶用量的增加,麦秸的表面胶合强度逐渐上升,UF树脂对麦秸表面接触角逐渐减小;酶处理时间的延长,有利于麦秸表面胶合强度的提高.     

纤维素酶和半纤维素酶改性对漂白针叶木浆性能的影响

分别采用复合纤维素酶、内切纤维素酶和木聚糖酶3种酶对漂白针叶木纤维进行改性处理,比较不同的酶对漂白针叶木浆性能的影响。结果表明:复合纤维素酶对漂白针叶木浆性能影响较大,随着酶用量的增加,浆料滤水性先增加后下降,纤维保水值(WRV)和Zeta电位绝对值先降低后增加,纤维表面亲水性降低,纤维长度急剧下降,手抄片抗张指数先增加后急剧下降;在酶用量5.0 U/g时,纤维平均长度较对照样降低了48.64%,抗张指数较对照样下降了23.23%;内切纤维素酶和木聚糖酶对漂白针叶木浆的影响都比较小,改性处理后WRV和Zeta电位绝对值逐渐降低,但纤维表面亲水性增加,手抄片抗张指数也有所增加。对于造纸工业而言,内切纤维素酶的改性效果较好,当其用量为5.0 U/g时,纤维表面亲水性增加,有利于对纤维进行打浆处理,同时手抄片抗张指数增加到22.04 N·m/g,较改性处理前增加了20.77%。     

酶处理改善稻草浆滤水性能的研究

分别用木聚糖酶和纤维素酶对漂白稻草浆进行处理，发现经酶处理后的浆料，它们的滤水性均得到明显改善，且白度亦有不同程度提高，其中纤维素酶的效果更好，但纤维素酶用量过多，则会对纤维造成损伤，影响浆料强度。     

PEG6000和BSA促进外切葡聚糖酶的水解机制（英文）

表面活性剂及牛血清白蛋白已被证实能促进纤维素酶的水解,但其促进水解的机制仍不清楚。对表面活性剂PEG6000及牛血清白蛋白BSA影响关键纤维素酶组分(内切葡聚糖酶Ⅱ,外切葡聚糖酶Ⅰ和β-葡萄糖苷酶)水解微晶纤维素的能力进行了研究。结果表明,PEG6000和BSA可将微晶纤维素的水解得率从42.7%分别提高到61.6%和52.2%。内切葡聚糖酶Ⅱ和β-葡萄糖苷酶的水解能力并不能被表面活性剂PEG6000和BSA所促进。吸附试验证实PEG6000能减少内切葡聚糖酶Ⅱ和外切葡聚糖酶Ⅰ对纤维素的吸附。动力学研究表明,PEG6000和BSA是外切葡聚糖酶Ⅰ的激活剂,但并不是内切葡聚糖酶Ⅱ和β-葡萄糖苷酶的激活剂。因此,PEG6000和BSA对外切葡聚糖酶Ⅰ的激活作用是其促进纤维素酶水解的关键机制。     

解结晶对纤维素吸附纤维素酶的影响

为探讨解结晶处理提高酶水解效率的机理,对比研究了高结晶度的微晶纤维素(MCC)和低结晶度的解结晶微晶纤维素(D-MCC)对纤维素酶的吸附过程。结果发现:酶吸附平衡后,样品的XPS和FT-IR分析表明纤维素酶通过酶蛋白的氨基(—NH_2)与纤维素分子链上的羟基(—OH)之间以氢键(C—OH…NH)力吸附在MCC上;相同条件下得到的MCC和D-MCC吸附率曲线的差异表明,底物结构的改善比提高温度更能提高酶吸附率;比较纤维素酶对MCC和D-MCC在35℃下的吸附动力学可知,通过降低底物的结晶度可促进酶吸附,刚性结构的MCC更满足准一级动力学的假设,D-MCC表面结构相对松散,其吸附过程需进一步分析,以得到更适合的动力学方程。     

碱化处理对稻草板表面吸收性能的影响

采用pH值8~14的氢氧化钠溶液,对不同密度的稻草板试件进行碱化处理,测定处理后试件表面对蒸馏水、甘油、酒精等3种液体的吸收性能。结果表明:经过处理,稻草板对3种液体的表面吸收性能均增强,且随着处理溶液pH值的增大而增强。稻草板碱化处理溶液适宜的pH值为7~11,可提高其表面吸收性能,有利于后续表面加工。     

紫外光辐射能量对木器紫外光固化涂料漆膜硬度和附着力的影响

将紫外光(UV)固化底漆涂覆于枫木试件表面,涂膜厚度为30、60、90μm,在相同照射高度和时间下,分别采用250、450、650 m J/cm~2和850 m J/cm~2四种UV辐射能量对其进行固化,按照相关标准测定其漆膜硬度和漆膜附着力等性能。实验结果表明:UV辐射能量对紫外光固化涂料漆膜硬度和附着力均具有较大影响。随UV辐射能量的增大,紫外光(UV)固化涂料漆膜硬度和漆膜附着力均呈现先增大后减小趋势,且辐射能量为650 m J/cm~2条件下的漆膜性能相对最好,漆膜硬度可达HB,附着力可达1级。     

木质素基表面活性剂对玉米秸秆纤维素酶水解的促进作用

木质素是影响木质纤维原料酶水解的关键因素。本研究通过聚乙氧基接枝修饰制备木质素基表面活性剂,并探究其对预处理玉米秸秆纤维素酶水解的影响机制。结果表明,木质素基表面活性剂对蒸汽爆破预处理玉米秸秆酶水解有显著的促进作用。木质素基表面活性剂的最适添加量为0025 0 g/g(以纤维素计)。在最适添加量下,碱木质素基表面活性剂及醇溶木质素基表面活性剂使得蒸汽爆破预处理玉米秸秆72 h酶水解得率分别提高了275%和281%。与此同时,72 h酶水解液中外切葡聚糖酶酶活力分别提高了493%和410%;β-葡萄糖苷酶酶活力分别提高了196%和137%。说明木质素基表面活性剂可减少纤维素酶的无效吸附,从而起到对酶水解的促进作用。     

半纤维素酶/漆酶协同预处理工艺对竹刨花自生胶合性能的影响

研究半纤维素酶和漆酶的酶用量、缓冲溶液pH值、处理温度和时间对竹材自生胶合刨花板内结合强度的影响,结果表明:半纤维素酶/漆酶预处理主要参数对竹刨花自生胶合性能有不同程度影响,酶用量影响最显著。优化预处理参数为:处理温度60～70℃,半纤维素酶用量约500IU/g,缓冲溶液pH为9,处理时间45min,漆酶用量约30IU/g,缓冲溶液pH=3～4,处理时间120min。该结论可为半纤维素酶/漆酶协同预处理竹刨花制造自生胶合刨花板提供理论指导。     

桉木热磨与高温热水协同预处理对酶解效果的影响及工艺优化

为提高桉木原料的酶解糖化效果,降低原料处理成本,采用热磨与高温热水法联合对桉木原料进行预处理,并对高温热水预处理后样品进行纤维素酶酶解糖化。通过对预处理液和酶解液中木糖和葡萄糖得率的测定,来研究预处理条件对糖得率的影响。以预处理液和酶解液中的总糖得率作为预处理工艺条件的评价指标,得到最优的预处理条件为:预处理温度180℃、保温时间40 min、固液比1∶20(g∶mL)。在此条件下,桉木热磨后原料经预处理、酶解后总木糖得率为11.78%,木糖的转化率为82.67%;总葡萄糖得率为36.33%,葡萄糖的转化率为78.90%。采用傅立叶红外光谱(FT-IR)、扫描电镜(SEM)等分析预处理样的理化特性,结果表明:桉木原料热磨后颗粒变小,呈丝状,纤维形态和表面结构基本不变;而高温热水预处理后物料的纤维结构松散、碎化,断裂明显,改善了纤维素酶的可及度,提高了酶解效率。     

酶水解对马尾松纤维细胞壁结构及微纤丝制备的影响

漂白马尾松纤维经纤维素酶水解后,用高压均质机处理得到纤维素微纤丝(MFC),利用快速比表面积及孔隙度分析仪、X射线衍射仪、红外光谱仪对MFC的聚合度、形貌、直径分布进行分析,探究酶水解对制备MFC的促进作用。结果表明:酶水解作用能够改变纤维的比表面积、结晶度和孔隙结构。漂白马尾松纤维在100 MPa压力下均质处理30次后得到的MFC的聚合度为354,直径主要分布在20~50 nm;漂白马尾松纤维在50℃下经纤维素酶(酶用量10.0 FPU/g)水解2 h,在100 MPa压力下均质处理30次后得到的MFC的聚合度为229,直径主要分布在10~40 nm。     

羟丙基化碱木质素的制备及其对纤维素酶水解的影响

以碱木质素(AL)为原料制备羟丙基化碱木质素(HL),研究HL对纤维素酶的非生产性吸附性能的影响机制,并进一步探讨其对纤维素的酶水解得率的影响。Zeta电位滴定、X射线光电子能谱以及疏水性的测试结果表明:AL经过羟丙基化改性后表面特性发生改变,表面负电荷增加(Zeta电位由+35.0 mV降至-44.8 mV);表面元素分布及化学键组成发生了较大的变化,C—O和■键强度增加,疏水性减弱(疏水度由106.60 L/g减小为4.30 L/g),使得木质纤维素底物对纤维素酶的非生产性吸附减弱,进而显著提高纤维素酶水解效率。以10 U/g纤维素酶水解0.4 g/L微晶纤维素72 h,添加4 g/L的HL时游离酶蛋白质量分数为11.65%,相比4 g/L的AL提高152%;添加4 g/L的HL时酶水解得率为54.38%,相比4 g/L的AL提高32.09%。     

高密度重组竹的漆膜附着性能研究

为阐明高密度重组竹的表面涂饰性能,分析了不同密度重组竹的表面形貌、粗糙度、润湿性和漆膜附着力,考察了密度对漆膜附着力的影响。结果表明：重组竹的密度越高,其表面越光滑,粗糙度越小,Ra最低仅为1.71μm。同时,随着重组竹密度的增大,蒸馏水、甲酰胺和二碘甲烷三种极性不同的液体的接触角变大,表面自由能也随之降低。受表面粗糙度和润湿性的影响,低密度的重组竹与高密度的相比,具有更高的漆膜附着性能。然而,根据GB/T4893.4—2013对漆膜附着力的分级,所有重组竹对水性和油性木器底漆的表面漆膜附着力均为2级,表明密度对重组竹表面的漆膜附着力无显著影响。研究结果可为高密度重组竹的表面涂饰处理提供理论支持。     

纤维素酶在玉米芯上的吸附及其水解作用

对纤维素酶在玉米芯纤维底物上的吸附特征及其水解作用进行了研究.纤维素酶组分中的外切型β-葡聚糖酶(C1酶) 、内切型β-葡聚糖酶(CMC酶)和纤维二糖酶(CB酶)在同一纤维素底物上具有不同的吸附性质,底物的粒度、预处理条件、pH值、温度等因素对纤维素酶的吸附具有不同的影响.在特定的酶解条件下(底物质量分数10 %,pH值4.8,50 ℃),C1酶、CMC酶组分主要吸附在玉米芯纤维底物上,而CB酶组分则大部分游离在液相中.利用纤维素酶的吸附特性,在玉米芯酶解工艺中实现了纤维素酶的回收复用.当玉米芯纤维底物质量分数为10 %,纤维素酶初始用量为每克底物15 FPIU ,酶解48 h后滤去水解液,保留纤维素残渣并加入新鲜底物,同时补加纤维二糖酶(每克底物4 IU)和少量纤维素酶(每克底物7.5 FPIU),继续酶解48 h,如此重复进行.连续重复7批的试验结果表明:这一酶解工艺简便易行,纤维素酶的用量可节约50 %, 同时纤维素的酶解得率平均可达80 %以上.这一研究结果在可再生纤维素资源酶法糖化利用方面具有重要意义.     

选择性吸附纤维素酶分离纯化木聚糖酶

用于制浆造纸工业中的木聚糖酶要求纤维素酶活力很低,富含纤维素酶的木聚糖酶必须经过适当的纯化处理后才能使用.提出了利用纤维性材料选择性吸附纤维素酶分离纯化木聚糖酶的方法.研究表明,纤维素酶和木聚糖酶在纤维性材料上均存在吸附,但吸附性差异很大.羧甲基纤维素(CMC)对纤维素酶具有强力的选择性吸附能力,在低温(4℃)条件下,当CMC材料的用量为2.5 g*L-1时,通过间歇式吸附操作可以吸附去除原酶液(木聚糖酶活力28.3 U/mL,CMC酶活力0.4 U/mL)中86.0%的CMC酶活力,而木聚糖酶活力的收率达85.5%.通过CMC柱子分离可以达到连续纯化木聚糖酶的目的.     

机械辅助酶水解法制备竹基纤维素微粒的研究

研究采用机械匀浆法对竹纤维进行预处理,然后用半纤维素酶和纤维素酶对其进行酶水解,通过红外光谱、扫描电镜、X射线衍射以及热重分析等手段,考察酶的种类与用量对产物性状的影响。结果表明,用半纤维素酶进行水解时,竹纤维发生横向断裂,产物结晶度有所上升,热稳定性略有下降。用半纤维素酶和纤维素酶共同水解后,得到了粒径在10～15μm的纤维素球状微粒,产物结晶度明显下降,并出现纤维素I型结晶向II型结晶的转化,同时产物热稳定性降低。     

乙酸-亚硫酸盐两步预处理对杨木木质素吸附纤维素酶的影响

以杨木为原料,采用乙酸预处理制备低聚木糖后,对固体残渣进行亚硫酸盐预处理移除木质素,以提高杨木纤维素的酶解效率,但该两步预处理对杨木木质素结构及其非生产性吸附酶的影响仍不明确。笔者考察了乙酸-亚硫酸盐两步预处理对杨木酶水解率、木质素结构和木质素理化性质的影响,探讨了该两步预处理对杨木木质素吸附及脱附纤维素酶的特性。结果表明,两步预处理后杨木残渣中木质素含量减少,当酶添加量为20 FPU/g干物质量时,纤维素水解得率从32.4%增加到67.1%。乙酸-亚硫酸盐预处理后木质素(AA-AS-lignin)的Zeta电位、疏水性及分子量减小,而其紫丁香基与愈创木基结构单元数量比值S/G、酚羟基及硫元素的含量增加。相比未预处理的木质素(BM-lignin),AA-AS-lignin对纤维素酶水解的抑制率从1.0%增加到16.5%。AA-AS-lignin对纤维素酶的吸附增强,结合强度从24.7 mL/g(BM-lignin)增大到72.1 mL/g。乙酸-亚硫酸盐预处理降低了木质素对纤维素酶的脱附能力,纤维素酶的脱附回收率从61.1%降低到28.8%,且相较于BM-lignin,结合在AA-AS-lignin上的纤维素酶的水解活力较低。研究结果可指导乙酸-亚硫酸盐预处理后杨木的高效纤维素酶水解,为实现杨木的多组分转化利用提供了新思路。     

预处理对蔗渣吸附纤维素酶特性的影响

以亚硫酸盐(SPORL)和稀硫酸(DA)预处理蔗渣为底物,探讨两种预处理方法对蔗渣酶解的影响,并对酶解过程中蔗渣对纤维素酶的吸附特性进行探究,比较了两种底物的酶水解效率、成分、表面形貌、吸附等温线和吸附动力学等特征,结果显示:SPORL法预处理蔗渣的还原糖转化率(81.92%)明显高于DA法预处理蔗渣(60.89%)。与未处理蔗渣相比,DA与SPORL法预处理蔗渣表面变得粗糙,表面纤维被部分剥离,暴露出内部的纤维骨架。两种方法预处理蔗渣的纤维素和半纤维素含量也没有明显差异,但SPORL法预处理蔗渣中Klason木质素含量更低。X射线光电子能谱(XPS)图分析表明两种预处理蔗渣都对纤维素酶有明显吸附。吸附实验结果表明,SPORL法预处理蔗渣对纤维素酶最大吸附量为61.91 mg/g,低于DA法的82.69 mg/g,但SPORL法预处理蔗渣对纤维素酶的吸附亲和力及吸附强度均大于DA法。     

漆酶-超声波协同处理碱木质素的表面化学结构特征

分别采用超声波、漆酶及超声波协同漆酶的方法处理麦草碱木质素,通过化学分析法结合红外光谱、X射线光电子能谱和电子自旋共振等仪器分析手段,对比各处理过程木质素酚羟基含量、表面官能团、表面元素及表面自由基的变化,探讨3种处理方式对碱木质素结构的影响机理。结果表明,超声波处理后的木质素,总酚羟基含量比未处理的有所增加,漆酶处理后酚羟基含量减少。与未经处理的纯碱木质素相比,木质素经超声波处理后自由基浓度减少了38%,而漆酶处理后自由基浓度显著增加,其中单一漆酶处理增加了112%,超声波后再进行酶处理增加了193%。超声波空化作用可使木质素发生脱甲氧基反应及连接键断裂;漆酶处理过程中有解聚反应,同时酚羟基氧化变成苯氧自由基,进而发生自由基反应;超声波后生成的木质素小分子更易与漆酶反应,C—O单键被氧化。