用真菌漆酶处理木纤维7~12 d，有可能赋予纤维细胞壁自身胶合力；用白腐菌或褐腐菌处理木片，只需较低能量就能将其磨成纤维，不用另加胶粘剂就能使纤维胶合(Huttermann et al., 2001, Claus et al., 1998)。Claus等(1997a)证实了上述结果并将欧洲山毛榉(Fagus longipetiolata)纤维处理时间缩短到1 h。时间的缩短一方面排除了长时间处理可能引起的杂菌对处理效果的影响，进一步证实漆酶本身对木纤维活化所起的作用，另一方面对促进这项技术的工业化进程具有积极作用。本文通过初步试验观察到漆酶对云南思茅松(Pinus kesiya var.langbianensis)木纤维的活化作用及漆酶处理对木纤维自身胶合的贡献。

1 材料与方法 1.1 材料

试材云南思茅松纤维，由云南景谷林业股份有限公林板部提供；漆酶培养液由中国科学院微生物研究所实验室提供。

1.2 方法 1.2.1 酶活测定

1酶活单位U指在一定条件下反应体系中1 min催化1 μmol的ABTS氧所需要的酶量。所用仪器为Shimadsu UV-2501 PC紫外可见分光光度计，测定波长420 nm。本文中液体漆酶活性用U·mL^-1表示。

1.2.2 酶处理

将纤维与水、酶液按规定比例在容器中混合均匀，调节至要求的pH值，通入氧气，反应规定时间，取出沥干。除特别注明，酶处理条件为：漆酶剂量(laccase dosage)：15 U·g^-1纤维，底物浓度(concentration of substrate)：5%；处理时间(activation time)：2 h；活化温度(activation temperature)：(26±4)℃。

1.2.3 对照样纤维处理

除不加漆酶外，其它条件和工艺与相应的酶处理相同。

1.2.4 失活酶处理

按照相应的酶处理所要求的漆酶剂量及水量配制处理液，将处理液煮沸20 min，使酶失活。经酶活测定证实酶失活后，采用与相应的酶反应相同的工艺处理纤维。

1.2.5 板坯成型

将处理后的纤维浆倒入成型框，水分滤出，同时借助液体的作用在晃动下使板坯平整。沥干后的纤维板坯先冷压挤水，然后热压。板的组坯采用单层板坯热压和双层板坯热压两种方式。实验室试验中，发现单层板坯存在纤维缠结及手工铺装不均匀等问题，对板的内结合强度测定结果有一定的影响。后来采用双层板坯重叠热压的方法，使两块板坯之间造成一个明显的宏观界面，观察界面的结合力，从而减少纤维之间的缠结和铺装不均匀造成的不良影响，在图中注明(双，double)。

1.2.6 热压

单层板坯采用4 mm厚度规，双层板坯采用9 mm厚度规，采用热上冷下工艺。除特别注明，热压温度为140℃。

1.2.7 板材内结合强度(或板坯间结合力)测定

按GB/T 17657-1999“人造板及饰面人造板理化性能试验方法" 4.8条进行。对于双层板坯压制的板材，按同样方法测定，所测得的强度值实际上是两板坯间的结合强度。

2 结果与讨论

以压成板材的内结合强度(或板坯间结合力)为主要评价方法，分析酶活化思茅松木纤维效果及漆酶对木材自身胶合的贡献。

2.1 漆酶提高松木纤维自身胶合作用的效果 2.1.1 漆酶处理纤维压制板材的内结合强度

漆酶提高松木纤维自身胶合作用的效果见图 1。图 1显示在试验范围内的各个不同pH值条件下，经漆酶液处理后的纤维与对照(无酶)处理的纤维得到的纤维板相比，内结合强度均有显著提高。这一试验结果证明通过漆酶处理确实可以实现木纤维的自身胶合。

2.1.2 失活酶液处理纤维制成板材的板坯间结合强度

在所得到的漆酶培养液中存在糖类和其它一些营养物质及蛋白质，考虑到这些成分可能也会对胶合产生影响，将漆酶培养液煮沸20 min，使漆酶失活。采用相同的纤维处理和压板工艺，观察培养液中其它成分对处理纤维压制板坯间结合强度的影响。

图 2中，失活酶处理的板与水处理的对照板坯间结合强度几乎在同一水平，而未失活的酶处理得到的纤维板坯间结合强度显著高，说明纤维胶合力的提高主要是漆酶本身的作用。

图 1、2的结果与Claus等(1997a)的试验结果基本一致，酶处理纤维板材强度的提高说明了漆酶对纤维表面的活化作用使得木材自身胶合能力提高。Claus等(1998)对这一作用的解释是：漆酶是一种多酚氧化酶，它使木材自身胶合的原理是由于漆酶催化木材中木素酚羟基的单电子氧化反应，形成酚氧游离基，同时将O₂还原生成水。反应如下：

Claus等(1997b)用电子自旋共振谱证实了漆酶处理木材后游离基的形成。在上述反应中，漆酶所起的是电子传递作用，漆酶结构的中心铜离子Cu²⁺是电子接受体，Cu²⁺得到电子后，再将电子传递给氧而恢复原来的状态：

所生成的中间体游离基发生耦合，迅速产生高分子量、无定型的脱氢聚合物。

2.2 酶处理工艺对板材胶合的影响

漆酶与木素的作用有两种可能的结果。一是使木素最大程度地降解，这一方面可能的应用前景主要是纸浆漂白，造纸废液处理(Huttermann et al., 2001, Claus et al., 1998)；另一种是木素的酚羟基被氧化成酚氧游离基后生成聚合物，可能应用前景是实现木材自身胶合及开发木素-不饱和单体共聚的化学-酶引发体系(Huttermann et al., 2001, )。本文考察了漆酶处理松木纤维工艺条件的主要因素，从而获得酶促反应条件对木材胶合强度影响的有关信息。

2.2.1 酶处理时间与纤维板内结合强度的关系

图 3中，在相同热压温度下(140℃)，处理时间不同的情况下，内结合强度为：1 h＜3 h＜2 h；当热压温度不同时(140℃和155℃)，处理时间为1 h和2 h的结果显示，处理时间相同，热压温度不同时，热压温度高的纤维板内结合强度高。

2.2.2 酶剂量和处理液pH值与纤维板界面间结合强度的关系

采用双层板坯层叠压制板材，观察酶剂量、处理液pH值对两板坯间结合力的影响。测定结果见图 4、5。

从图 4可见，酶剂量低于9 U·g^-1纤维时，对纤维自身胶合的作用效果不明显；酶剂量达12 U·g^-1纤维时，对纤维板坯间结合强度提高有显著作用，但是，超过12 U ·g^-1纤维以上，结合强度似乎不再进一步提高。原因可能是纤维中木素含量或酶可作用的木素量有一定的限度。图 5显示，处理液pH值为3.0~4.0时，板坯间结合力较强，而pH值为5.0~6.0时，结合力显著下降，说明pH值对板的强度有较大的影响。

2.3 热压工艺对酶处理纤维胶合力的影响

图 6显示热压温度对板材强度的影响。结果表明：热压温度高，内结合强度高，估计与木素在较高温度下，塑化程度高，有利于纤维间的接触有关，另外高温可能有利于木素的暴露和游离基耦合。这一设想尚有待于进一步探究。

2.4 板的密度对内结合强度的影响

图 7的测定结果除了反映密度越大，强度越高这一普遍规律外，还说明酶活化的纤维制板时，密度越大，纤维间的距离越小，更有利于活化后各组分间发生反应并实现胶合。

3 结论

用漆酶处理思茅松纤维并压制纤维板，板的内结合强度(或板坯间结合强度)测定结果证明用漆酶处理后的纤维压成的板材内结合强度可达1.0 MPa以上，显著高于水处理纤维压制的板材强度。失活后的酶液与水等效，说明酶液中的其它营养成分及助剂对实现木材自身胶合的贡献可以忽略，对实现木材自身胶合起作用的主要是漆酶本身。

根据实验室试验结果，认为在本试验条件下，较好的处理工艺和压板工艺参数为：酶剂量：12~15 U·g^-1纤维；底物浓度：5%；pH值: 3.0~4.0；酶促反应温度：(26±4) ℃；酶处理时间：2 h；热压温度：140℃以上。采用上述酶处理和压板工艺参数，压制了300 mm×300 mm×8 mm纤维板，得到板的密度为1.157 5 g·cm^-3，内结合强度测定结果为1.536 MPa。