一種高效環(huán)保的竹材防霉變方法
【專利摘要】一種高效環(huán)保的竹材防霉變方法，包括毛竹實驗室防霉試驗試件的加工技術(shù)、白板培養(yǎng)基的制備技術(shù)、霉菌的接種技術(shù)、毛竹的預(yù)處理（鹽酸和氫氧化鈉預(yù)處理）技術(shù)、毛竹的酶處理技術(shù)、毛竹防霉試驗試件的照像攝影分析技術(shù)，利用鹽酸或氫氧化鈉的水溶液來處理竹材，打開竹材的橫向傳輸系統(tǒng)，使淀粉酶能夠比較容易地進(jìn)入竹材內(nèi)部與竹材內(nèi)部的淀粉和還原糖發(fā)生反應(yīng)，明顯地降低竹材內(nèi)部的淀粉和還原糖含量，能節(jié)約大量的處理時間，提高勞動效率，依據(jù)ASTM:D4445-03（殺菌劑對未干燥木材霉變及色變影響的標(biāo)準(zhǔn)檢測方法（實驗室方法）進(jìn)行的竹材抗霉性試驗驗證：竹材采用了預(yù)處理和淀粉酶處理后，其抗霉能力顯著提高，在30天的試驗周期中無霉菌生長。
【專利說明】一種高效環(huán)保的竹材防霉變方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明具體涉及一種高效環(huán)保的竹材防霉變方法。

【背景技術(shù)】
[0002]由于竹材非細(xì)胞壁物質(zhì)(淀粉、還原糖、蛋白質(zhì)、脂肪、礦物質(zhì)等)含量較闊葉材高，極易發(fā)生霉變。目前國內(nèi)外用來處理竹材霉變的方法存在一定的局限性，并不能完全有效地抑制霉變菌的生長。
[0003]前期的研究發(fā)現(xiàn):淀粉酶處理對提高竹材抵抗傳統(tǒng)霉菌(黑曲霉，桔青霉，綠色木霉)侵害能力明顯提高；但由于毛竹的自身結(jié)構(gòu)的原因，造成淀粉酶很難進(jìn)入竹材的內(nèi)部與淀粉和還原糖發(fā)生反應(yīng)，在一定程度上影響了竹材的防霉效果。
[0004]該擬申請專利利用鹽酸或氫氧化鈉的水溶液來處理毛竹，打開竹材的橫向傳輸系統(tǒng)，使淀粉酶能夠比較容易地進(jìn)入竹材內(nèi)部與竹材內(nèi)部的淀粉和還原糖發(fā)生反應(yīng)，達(dá)到理想的防霉效果。過高濃度的預(yù)處理液會破壞竹材的物理力學(xué)性能，為了確保最終竹材產(chǎn)品的質(zhì)量，用于預(yù)處理的鹽酸或氫氧化鈉水溶液的濃度為0.5%。在3小時的0.5%鹽酸預(yù)處理和淀粉酶的共同處理下，竹材的淀粉含量為0.72%，還原糖含量為0.23mg/ml，遠(yuǎn)低于單獨(dú)淀粉酶處理36小時的竹材淀粉含量1.18%和還原糖含量0.92mg/L。依據(jù)ASTM: D4445-03進(jìn)行的竹材抗霉性試驗驗證:竹材采用了預(yù)處理和淀粉酶處理后，在30天的試驗周期中無霉菌生長。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明的目的在于提供本發(fā)明具體涉及一種高效環(huán)保的竹材防霉變方法。利用該方法打開竹材的橫向傳輸系統(tǒng)，使淀粉酶能夠比較容易地進(jìn)入竹材內(nèi)部與竹材內(nèi)部的淀粉和還原糖發(fā)生反應(yīng)，達(dá)到理想的防霉效果。因淀粉酶是一種無毒害的作用的環(huán)保產(chǎn)品，因此，具有廣闊的發(fā)展前景。
[0006]本發(fā)明提供了一種高效環(huán)保的竹材防霉變方法，該方法包括如下步驟:
步驟1:采伐新鮮毛竹，去除竹干上的雜物，將毛竹截成1.0米左右規(guī)格長度的竹段；步驟2:將竹段在破竹機(jī)上加工成竹條，送入四面刨粗刨，粗刨后的竹條規(guī)格為1000mm X 25mm X 6mm (長 X 寬 X 厚)；
步驟3:將粗刨后的竹條送入木材干燥窯干燥，干燥溫度80?100°C，干燥時間24?48小時，干燥后竹條的含水率控制在6?10%左右；
步驟4:將干燥后的竹條送入四面刨精刨，精刨后的竹條規(guī)格為100mmX 20mmX 5mm(長X寬X厚)，備用；
步驟5:取24克馬鈴薯葡萄糖培養(yǎng)基(PDb)和15?20克瓊脂(Agar)裝入2000毫升玻璃瓶中，加入1000毫升蒸餾水，攪拌均勻后，放入高溫蒸汽滅菌箱(Harvey)中進(jìn)行滅菌；I?2小時后取出，倒入白板中,冷卻5?15分鐘后,待培養(yǎng)液呈固體狀后，蓋上蓋板放入培養(yǎng)箱中，備用； 步驟6:每天檢查培養(yǎng)箱白板中固體培養(yǎng)基的情況，如發(fā)現(xiàn)白板中的培養(yǎng)基有雜菌感染，立即撿出丟棄；
步驟 7:黑曲霉(Aspergillus niger),桔青霉(Penicillium citrinum) , and 綠色木霉(Trichoderma viride)這3種霉菌的菌種由中國林業(yè)科學(xué)院生環(huán)所提供,利用接菌針分別給白板中的培養(yǎng)基接菌。完成接菌工作后將各個白板放入培養(yǎng)箱中，3天后取出白板做竹條抗霉試驗；
步驟8:淀粉酶購于美國西格瑪公司(the Sigma-Aldrich C0.Ltd.),酶活為40000u/g,調(diào)制120u/ml的酶處理液,備用；
步驟9:分別配制濃度為O?1%的鹽酸與氫氧化鈉溶液，將規(guī)格竹條100mmX20mmX5mm(長X寬X厚)加入，加重物使其完全浸沒在處理液中，升溫至100°C，處理2?4小時后取出，用蒸餾水清洗。分別放入步驟8配制的120u/ml的酶處理液中，升溫至100°C，處理2?4小時后取出，再用蒸餾水清洗后，在推臺鋸上將處理竹條加工成達(dá)到實驗室防霉試驗要求的小片竹條50mmX 20mmX 5mm (長X寬X厚),備用；
步驟10:將步驟9得到的部分小片竹條送入烘箱烘成絕干，再將絕干的竹條放入粉碎機(jī)粉碎，粉碎后的竹粉過40?60目的篩子，加工好的竹粉裝入自封袋，備用；
步驟11:依據(jù)分光光度計法(TAPPI T 419)和3，5——二硝基水楊酸比色法(DNS(3.5- Dinitrosalicylic acid method))分別測定竹粉的淀粉含量和還原糖含量；
步驟12:將步驟9得到的剩余部分竹片送入通風(fēng)櫥通風(fēng)后，按圖1的要求，先將U型玻璃棒和鑷子用高溫消毒，用鑷子將U型玻璃棒小心放入染霉的白板培養(yǎng)基正中間，再用鑷子將竹片試件2片小心地放在U型玻璃棒上，兩片竹片之間留有不小于5mm的間隙，擺放在白板的培養(yǎng)基上面，蓋上蓋板后放入培養(yǎng)箱中，每天觀察2次并記錄霉菌發(fā)展的情況，整個過程持續(xù)30天，直到整個竹材表面完全覆蓋霉菌，結(jié)束。
[0007]所述步驟5配制好的培養(yǎng)液在Harvey設(shè)備的滅菌過程中，2000毫升玻璃瓶的蓋子在滅菌過程中不能蓋死，防止玻璃瓶在加熱過程中因過熱澎漲破裂。
[0008]所述步驟5中倒白板的操作過程中，手必須保持穩(wěn)定，倒入的培養(yǎng)液必須相對準(zhǔn)確，培養(yǎng)液必須均勻平鋪滿整個白板的底面，應(yīng)盡量避免在培養(yǎng)液中形成氣泡。
[0009]所述步驟6培養(yǎng)箱的溫度控制在25°C 土 2°C，相對濕度控制在85?90%，檢測所依據(jù)的標(biāo)準(zhǔn)是ASTM: D4445-03 (殺菌劑對未干燥木材霉變及色變影響的標(biāo)準(zhǔn)檢測方法(實驗室方法)“Standard method for testing fungicides for controlling sapstain andand mould on unseasoned lumber (Laboratory Method)”。
[0010]所述步驟7在給培養(yǎng)基接菌之前，必須打開通風(fēng)櫥的排氣扇通風(fēng)，必須用1%的酒精液對工作臺全面消毒，在接菌過程中，接菌針必須用酒精燈灼燒消毒。
[0011]所述步驟8中的淀粉酶是低溫反應(yīng)的α —淀粉酶，適合的反應(yīng)溫度為95°C。
[0012]所述步驟10中烘箱的干燥溫度控制在100?110°C，干燥時間12?36小時。
[0013]所述步驟12中所述白板的培養(yǎng)基上面放入直徑3mm的U型玻璃棒，用來隔開霉菌與竹片的直接結(jié)觸。
[0014]所述步驟12中觀察并記錄霉菌發(fā)展程度時可用照像攝影的方式完成。具體的操作方法是:將白板放在攝影臺上，照像機(jī)固定在攝影臺上，對著白板拍照，竹條在感染了霉菌后，其外觀的顏色會發(fā)生變化。照片打印出來后，其陰影部分代表了已發(fā)生霉菌感染的部分。用剪刀將已感染霉菌的陰影部分剪下，通過與開始階段未感染霉菌的竹條照片的剪切部分的重量比較(電子天平)，可準(zhǔn)確估算竹片霉菌感染的嚴(yán)重程度。
[0015]所述步驟12中一旦發(fā)現(xiàn)竹條表面完全感染霉菌，即判斷該竹條的實驗室防霉試驗結(jié)束。
本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)在于:提供一種高效環(huán)保的竹材防霉變方法。利用該方法打開竹材的橫向傳輸系統(tǒng)，使淀粉酶能夠比較容易地進(jìn)入竹材內(nèi)部與竹材內(nèi)部的淀粉和還原糖發(fā)生反應(yīng)，達(dá)到理想的防霉效果，依據(jù)ASTM: D4445-03進(jìn)行的竹材抗霉性試驗驗證:竹材采用了預(yù)處理和淀粉酶處理后，在30天的試驗周期中竹材無任何霉菌生長。因淀粉酶是一種無毒害的作用的環(huán)保產(chǎn)品，對人體無害。因此，具有廣闊的發(fā)展前景。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0016]圖1為本發(fā)明實施例竹材實驗室防霉試驗示意圖。

【具體實施方式】
[0017]實施例1
一種高效環(huán)保的竹材防霉變方法的具體步驟為:
步驟1:采伐新鮮毛竹，去除竹干上的雜物，將毛竹截成1.0米左右規(guī)格長度的竹段；步驟2:將竹段在破竹機(jī)上加工成竹條，送入四面刨粗刨，粗刨后的竹條規(guī)格為1000mm X 25mm X 6mm (長 X 寬 X 厚)；
步驟3:將粗刨后的竹條送入木材干燥窯干燥，干燥溫度100°C，干燥時間36小時，干燥后竹片的含水率控制在8%左右；
步驟4:將干燥后的竹片送入四面刨精刨，精刨后的竹條規(guī)格為100mmX 20mmX 5mm(長X寬X厚)，備用；
步驟5:取24克馬鈴薯葡萄糖培養(yǎng)基(PDb)和20克瓊脂(Agar)裝入2000毫升玻璃瓶中，加入1000毫升蒸餾水，攪拌均勻后，放入Harvey中進(jìn)行滅菌；2小時后取出，倒入白板中，冷卻15分鐘后，待培養(yǎng)液呈固體狀后，蓋上蓋板放入培養(yǎng)箱中，備用；
步驟6:每天檢查培養(yǎng)箱白板中固體培養(yǎng)基的情況，如發(fā)現(xiàn)白板中的培養(yǎng)基有雜菌感染，立即撿出丟棄；
步驟 7:黑曲霉(Aspergillus niger),桔青霉(Penicillium citrinum) , and 綠色木霉(Trichoderma viride)這3種霉菌的菌種由中國林業(yè)科學(xué)院生環(huán)所提供,利用接菌針分別給白板中的培養(yǎng)基接菌。完成接菌工作后將各個白板放入培養(yǎng)箱中，3天后取出白板做竹材抗霉試驗；
步驟8:淀粉酶購于美國西格瑪公司(the Sigma-Aldrich C0.Ltd.),酶活為40000u/g,調(diào)制120u/ml的酶處理液,備用；
步驟9:分別配制濃度為O?1%的鹽酸與氫氧化鈉溶液，將規(guī)格竹條100mmX 20mmX 5mm (長X寬X厚)加入，加重物使其完全浸沒在處理液中，升溫至100°C，處理3小時后取出，用蒸餾水清洗。分別放入步驟8配制的120u/ml的酶處理液中，升溫至100°C，處理3小時后取出，再用蒸餾水清洗后，在推臺鋸上將處理竹條加工成達(dá)到實驗室防霉試驗要求的小片竹條50mmX 20mmX 5mm (長X寬X厚)，備用； 步驟10:將步驟9得到的部分小片竹條送入烘箱烘成絕干，再將絕干的竹條放入粉碎機(jī)粉碎，粉碎后的竹粉過60目的篩子，加工好的竹粉裝入自封袋，備用；
步驟11:依據(jù)分光光度計法(TAPPI T 419)和3，5——二硝基水楊酸比色法(DNS(3.5- Dinitrosalicylic acid method))分別測定竹粉的淀粉含量和還原糖含量；
步驟12:將步驟9得到的部分竹片送入通風(fēng)櫥通風(fēng)后，按圖1的要求擺放在白板的培養(yǎng)基上面，蓋上蓋板后放入培養(yǎng)箱中，每天觀察2次并記錄霉菌發(fā)展的情況，整個過程持續(xù)30天，直到整個竹材表面完全覆蓋霉菌，結(jié)束。
[0018]優(yōu)選地，所述步驟5配制好的培養(yǎng)液在Harvey設(shè)備的滅菌過程中，2000毫升玻璃瓶的蓋子在滅菌過程中不能蓋死，防止玻璃瓶在加熱過程中因過熱澎漲破裂。
[0019]優(yōu)選地，所述步驟5中倒白板的操作過程中，手必須保持穩(wěn)定，倒入的培養(yǎng)液必須相對準(zhǔn)確，培養(yǎng)液必須均勻平鋪滿整個白板的底面，應(yīng)盡量避免在培養(yǎng)液中形成氣泡。
[0020]優(yōu)選地，所述步驟6培養(yǎng)箱的溫度控制在25°C，相對濕度控制在85。
[0021]優(yōu)選地，所述步驟7在給培養(yǎng)基接菌之前，必須打開通風(fēng)櫥的排氣扇通風(fēng)，必須用1%的酒精液對工作臺全面消毒，在接菌過程中，接菌針必須用酒精燈灼燒消毒。
[0022]優(yōu)選地，所述步驟8中的淀粉酶是低溫反應(yīng)的α—淀粉酶，其最適合的反應(yīng)溫度為 95。。。
[0023]優(yōu)選地，所述步驟10中烘箱的干燥溫度控制在105°C，干燥時間24小時。
[0024]優(yōu)選地，所述步驟12中所述白板的培養(yǎng)基上面放入直徑3mm的U型玻璃棒，用來隔開霉菌與竹片的直接結(jié)觸。
[0025]優(yōu)選地，所述步驟12中觀察并記錄霉菌發(fā)展程度時可用照像攝影的方式完成。具體的操作方法是:將白板放在攝影臺上，照像機(jī)固定在攝影臺上，對著白板拍照，竹條在感染了霉菌后，其外觀的顏色會發(fā)生變化。照片打印出來后，其陰影部分代表了已發(fā)生霉菌感染的部分。用剪刀將已感染霉菌的陰影部分剪下，通過與開始階段未感染霉菌的竹條照片的剪切部分的重量比較(電子天平)，可準(zhǔn)確估算竹條霉菌感染的嚴(yán)重程度。
[0026]以上所述僅為本發(fā)明的較佳實施例，凡依本發(fā)明申請專利范圍所做的均等變化與修飾，皆應(yīng)屬本發(fā)明的涵蓋范圍。
【權(quán)利要求】
1.一種高效環(huán)保的竹材防霉變方法，其特征在于，包括如下步驟: (1)采伐新鮮毛竹，去除竹干上的雜物，將毛竹截成1.0米左右規(guī)格長度的竹段； (2)將竹段在破竹機(jī)上加工成竹條，送入四面刨粗刨，粗刨后的竹條規(guī)格長X寬X厚為 1000mmX25mmX6mm ; (3)將粗刨后的竹條送入木材干燥窯干燥，干燥溫度80~100°C，干燥時間24~48小時，干燥后竹條的含水率控制在6~10% ； (4)將干燥后的竹條送入四面刨 精刨，精刨后的竹條規(guī)格長X寬X厚為10CtamX 20_X 5mm,備用； (5)取24克馬鈴薯葡萄糖培養(yǎng)基和15~20克瓊脂裝入2000毫升玻璃瓶中，加入1000毫升蒸餾水，攪拌均勻后，放入高溫蒸汽滅菌箱中進(jìn)行滅菌；I~2小時后取出，倒入白板中，冷卻5~15分鐘后，待培養(yǎng)液呈固體狀后，蓋上蓋板放入培養(yǎng)箱中，備用； (6)每天檢查培養(yǎng)箱白板中固體培養(yǎng)基的情況，如發(fā)現(xiàn)白板中的培養(yǎng)基有雜菌感染，立即檢出丟棄； (7)黑曲霉(Aspergillusniger),桔青霉 iPenicillium citrinum) , and 綠色木霉(.Trichoderma viride)這3種霉菌的菌種由中國林業(yè)科學(xué)院生環(huán)所提供,利用接菌針分別給白板中的培養(yǎng)基接菌，完成接菌工作后將各個白板放入培養(yǎng)箱中，3天后取出白板做竹材抗霉試驗； (8)淀粉酶，酶活為40000u/g，調(diào)制120u/ml的酶處理液，備用； (9)分別配制濃度為O~1%的鹽酸與氫氧化鈉溶液，將規(guī)格竹條長X寬X厚為100mmX 20mmX 5mm加入，加重物使其完全浸沒在處理液中，升溫至100°C，處理2~4小時后取出，用蒸餾水清洗；分別放入步驟8配制的120u/ml的酶處理液中，升溫至100°C，處理2~4小時后取出，再用蒸餾水清洗后，在推臺鋸上將處理竹條加工成達(dá)到實驗室防霉試驗要求的小片竹條長X寬X厚50mmX 20mmX 5mm,備用； (10)將步驟9得到的部分小片竹條送入烘箱烘成絕干，再將絕干的竹片放入粉碎機(jī)粉碎，粉碎后的竹粉過40~60目的篩子，加工好的竹粉裝入自封袋，備用； (11)依據(jù)分光光度計法和3，5——二硝基水楊酸比色法分別測定竹粉的淀粉含量和還原糖含量； (12)將步驟9得到的剩余部分竹片送入通風(fēng)櫥通風(fēng)2周后，先將U型玻璃棒和鑷子用高溫消毒，用鑷子將U型玻璃棒小心放入染霉的白板培養(yǎng)基正中間，再用鑷子將竹片試件2片小心地放在U型玻璃棒上，兩片竹片之間留有不小于5mm的間隙，蓋上蓋板后放入培養(yǎng)箱中，每天觀察2次并記錄霉菌發(fā)展的情況，整個過程持續(xù)30天，直到整個竹條表面完全覆蓋霉菌，結(jié)束。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的加工方法，其特征在于，所述步驟5配制好的培養(yǎng)液在Harvey設(shè)備的滅菌過程中，2000毫升玻璃瓶的蓋子在滅菌過程中不能蓋死，防止玻璃瓶在加熱過程中因過熱澎漲破裂。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的加工方法，其特征在于，所述步驟5中倒白板的操作過程中，手必須保持穩(wěn)定，倒入的培養(yǎng)液必須準(zhǔn)確，培養(yǎng)液必須均勻平鋪滿整個白板的底面，應(yīng)避免在培養(yǎng)液中形成氣泡。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的加工方法，其特征在于，所述步驟6培養(yǎng)箱的溫度控制在25°C土 2°C，相對濕度控制在85~90%，檢測所依據(jù)的標(biāo)準(zhǔn)是ASTM: D4445-03。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的加工方法，其特征在于，所述步驟7在給培養(yǎng)基接菌之前，必須打開通風(fēng)櫥的排氣扇通風(fēng)，必須用1%的酒精液對工作臺全面消毒，在接菌過程中，接菌針必須用酒精燈灼燒消毒。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的加工方法，其特征在于，所述步驟8中的淀粉酶是低溫α—淀粉酶。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的加工方法，其特征在于，所述步驟10中烘箱的干燥溫度控制在100~110°C，干燥時間12~36小時。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的加工方法，其特征在于，所述步驟12中所述白板的培養(yǎng)基上面放入直徑3mm的U型玻璃棒，用來隔開霉菌與竹片的直接結(jié)觸。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的加工方法，其特征在于，所述步驟12中觀察并記錄霉菌發(fā)展程度時用照像攝影的方式完成，具體的操作方法是:將白板放在攝影臺上，照像機(jī)固定在攝影臺上，對著白板拍照，竹條在感染了霉菌后，其外觀的顏色會發(fā)生變化，照片打印出來后，其陰影部分代表了已發(fā)生霉菌感染的部分，用剪刀將已感染霉菌的陰影部分剪下，通過與開始階段未感染霉菌的竹條照片的剪切部分的重量比較，可估算竹條霉菌感染的嚴(yán)重程度。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的加工方法，其特征在于，所述步驟12中一旦發(fā)現(xiàn)竹條完全感染霉菌，即判斷該竹 條的實驗室防霉試驗結(jié)束。
【文檔編號】B27K3/16GK104070573SQ201410267938
【公開日】2014年10月1日 申請日期:2014年6月17日 優(yōu)先權(quán)日:2014年6月17日
【發(fā)明者】黃曉東 申請人:福建農(nóng)林大學(xué)