世界森林资源面积不断减少，森林有效供给与日益增长的社会需求间的矛盾愈发突出。
竹子作为一种生长周期短、产量大、强度和刚度高的生物质材料，逐渐成为重要的森林资源替代品之一。
竹资源
中国竹资源十分丰富，竹林面积和竹材产量均居世界首位。随着我国“以竹代木”理念的推广，竹子的产业化开发利用已取得较大成效，被广泛应用于人造板、装饰建材、家具、工艺品等行业。但与木制产品相比，竹制品更易受霉变和虫蛀等侵害。
这些问题严重影响了竹材的利用率和竹产品的使用寿命，给竹加工制造业带来重大损失，因此必须加快进行竹材的防霉保护研究。
目前，国内外专家学者通过研究发现了竹材的霉变机理。
·Okahisa等利用碱性提取葡萄糖淀粉酶水解法分析发现竹材薄壁细胞组织的细胞腔以及细胞间隙中含有大量淀粉颗粒，且淀粉含量高达3.6％～5.7％。淀粉是植物中重要的非结构性碳水化合物，由葡萄糖分子聚合形成，是植物生长必不可少的营养物质。
·马星霞等研究发现适宜的环境因素与淀粉、还原糖等营养因子促进竹材霉变真菌的生长与繁殖，从而进一步引发竹材腐朽、虫蛀等问题。为提高竹材利用率，孙芳利等开发出相关防霉改性技术，将壳聚糖金属配合物（CMC）采用浸渍等方式应用于竹材防霉，并取得了一定的防霉效果。
·雍宬等利用超声空化作用处理竹材使得竹材薄壁细胞内淀粉颗粒大量糊化流出。
·周明明等采用不同浸渍方法处理竹材，发现随着浸渍液浓度和时间的变化竹材中淀粉含量显著降低，有利于后期防腐防霉处理。
然而目前利用超声、药剂浸渍等防霉处理方法不能将药剂浸入竹材内部，防霉效果有限，且传统防霉药剂内含有害化学物质，长期使用危害人身健康与环境。
热处理
热处理是目前应用于竹、木材较为环保而简易的物理改性方法，通过高温、高压等热处理方式使竹木材在无氧惰性环境下发生炭化反应，改善其理化力学、耐久性等性能。其中以油为加热介质的热处理工艺，材料受热更加均匀，温度控制也更精确。李冠君等利用蒸汽对橡胶木进行热处理，发现淀粉含量会随着温度的升高而降低。而现有利用油介质的热处理改性竹材大多研究处理后竹材的物理力学、表面颜色等性能的变化，对油热处理后竹材中淀粉含量变化以及防霉性能的研究甚少。因此，浙江农林大学曹钰，李延军等采用甲基硅油为加热介质，对竹材进行高温油热处理，测量在不同油热处理温度和时间下竹材中淀粉含量以及防霉性能的变化，研究竹材霉变程度与竹材淀粉含量变化之间的关系，为竹材的高效利用提供理论依据。1 材料与方法1.1 试验材料1.2 试验仪器1.3 试验方法1.3.1 油热处理工艺1.3.2 竹材淀粉的提取与测定1.3.3 扫描电子显微镜（SEM）分析1.3.4 实验室防霉试验2 结果与分析2.1 不同油热处理条件下竹材的淀粉含量通过公式（1）计算出不同油热处理条件下竹材淀粉含量的质量分数，结果如表２所示。由表2可知，未处理竹材中淀粉含量为3.16％。经高温油热处理后毛竹材的淀粉含量变化明显，均低于未处理材，且淀粉含量随着热处理温度和时间的升高而降低，说明油热处理工艺能够有效减少竹材中的淀粉含量。竹材经℃/2h、4h热处理后，与未处理材相比淀粉含量分别降低7.24％和9.81％，降速较平稳。当热处理时间为6h时，降低了33.54％，淀粉含量降低较快，且在热处理温度为～℃时也具有同样的变化趋势。结果表明，热处理时间是影响竹材中淀粉含量变化的重要因素之一。在相同油热处理时间下，随着热处理温度的升高淀粉含量变化速度越快。当温度为～℃时，竹材中淀粉含量降低较快，这可能是由于竹材外部的淀粉在高温油介质的影响下迅速溶解；当温度为～℃时，竹材中淀粉含量降低较平缓，可能由于竹材较差的渗透性使得油介质无法进入竹材内部与内部淀粉颗粒发生反应。而当温度为℃时，3个时间段里淀粉含量降幅都较大，分别比未处理竹材下降了83.39％，96.04％和97.23％，淀粉颗粒几乎全被溶解。原因可能是一定时间的高温加热使得竹材的渗透性提高，内部淀粉分子链吸收能量产生剧烈振动，导致分子链间的氢键松弛，所形成的双螺旋结构出现解旋，造成淀粉结构破坏，提高了淀粉的溶解度，从而导致竹材中淀粉含量的降低。2.2 油热处理竹材的SEM分析竹材高温油热处理前后横切面与径切面微观结构特征如图4所示。未处理竹材的横截面与纵切面特征见图4a、e，℃油热处理6h后竹材的横截面与纵切面特征见图4b、c、d、f。观察发现，未处理竹材薄壁组织细胞的细胞壁光滑平整，纹孔清晰可见，且细胞腔中都含有大量的淀粉颗粒。由图4b、f观察发现竹材经油热处理后，其薄壁细胞组织呈现明显扭曲变形，细胞壁发生分层破裂。这是由于经过一定时间和温度的油热处理后，竹材中的半纤维素发生热解，细胞壁韧性下降从而造成破坏。经热处理后竹材的薄壁细胞腔当中几乎不存在淀粉颗粒，有糊状物质残留。这可能是由于高温油热处理导致薄壁细胞中的淀粉颗粒发生溶解，在加热的条件下淀粉分子内的化学键发生断裂，油介质逐渐进入淀粉颗粒的结晶区域，使得淀粉颗粒体积膨胀破裂，淀粉分子溶解后相互联结缠绕，形成一个网状的糊状体。由图4c、d观察可知，细胞壁上纹孔被部分填充，且细胞壁出现裂缝。破裂的细胞壁提高了竹材长形细胞与短细胞之间的渗透性，高温油介质进入竹材内部，使得溶解后的淀粉分子以及一些营养物质更易从细胞腔中流出，因此高温油热处理之后竹材中淀粉含量降低。且热处理后形成油介质附着于纹孔当中，阻断水分以及一些霉变菌丝的部分侵入渠道，对竹材的防霉效果具有一定的影响。2.3 油热处理竹材的防霉性能分析在不同温度和时间的高温油热处理后，竹材试样经黑曲霉、绿色木霉和桔青霉这3种霉菌混合侵染30d的平均被害值如图5所示。各处理材对混合霉菌的综合防治效力结果如表3所示。图6为未处理竹材与℃、6h高温油热处理竹材经黑曲霉、绿色木霉和桔青霉混合霉菌侵染的最终结果图。观察发现未处理竹材对霉菌抵抗能力最差，在第2天就出现霉变现象，仅5～6d竹片表面就布满菌丝，在30d室内防霉试验结束后表面长满霉菌孢子，而经过油热处理竹材的防霉能力与未处理材相比均有提高。由图5和表3可知，当油热处理温度为℃时，处理时间为2，4和6h的竹材平均防治效力分别为12.3％，12.3％和16.8％，竹片表面在2～4d均产生不同程度的霉变现象，在20d左右均被菌丝布满，防霉效果基本相似，具有一定的防霉效果，但效果不理想，此时热处理时间的变化对竹材的防霉性能影响不大。当热处理温度大于℃时，在同一热处理温度下随着处理时间的增加，竹材开始被观察到感染的天数不断延后，平均防治效力也不断增加。经℃高温油热处理2和4h的竹材在26d后霉菌布满竹材表面，处理6h的竹材在霉菌侵染30d后表面未被全部感染，平均防治效力为31.9％，防霉效果显著增加。当热处理温度大于℃时，试验结束后竹材表面均未被全部感染，且随着热处理时间的增加防霉效果越好。当热处理温度为℃时，竹材感染速度缓慢，6d后才开始出现霉变现象，且竹材平均防治效力均大于60％，防霉效果优异。其中当竹片经℃、6h热处理，霉菌第18天才开始感染，30d后表面只布有少量菌丝，竹材防治效力高达92％，防霉效果最佳。结论
×１）高温油热处理能够有效降低竹材的淀粉含量。经过油热处理的竹材淀粉含量均少于未处理竹材，且热处理温度和时间对竹材中的淀粉含量影响显著，淀粉含量随着油热处理温度和时间的升高而逐渐降低。在℃、6h油热处理条件下，油热处理后竹材的淀粉含量比未处理竹材下降了97.23％，竹材内的淀粉颗粒几乎全被溶解。２）在防霉试验中，经过油热处理竹材的防霉能力与未处理材相比均有提高。当热处理温度大于℃时，防霉效果显著，且竹材淀粉含量越低对霉菌的防霉效果越好。经℃热处理6h的竹片，30d后表面只布有少量菌丝，防治效力高达92％，防霉效果最佳。３）通过SEM观察发现高温油热处理后竹材薄壁细胞组织呈现明显扭曲变形，细胞壁发生分层破裂，细胞腔中淀粉颗粒明显减少。破裂的细胞壁增强了竹材的渗透性，使得油介质进入竹材内部，加速淀粉颗粒的溶解，且竹材纹孔及表面有油介质附着，阻断水分以及一些霉变菌丝的部分侵入渠道，提高了竹材的防霉效果。该文发表于《林业工程学报》年第2期。引文格式：曹钰,王新洲,李延军,等.高温油热处理对竹材淀粉含量及防霉性能的影响[J].林业工程学报,,5(2):-.CAOY,WANGXZ,LIYJ,etal.Effectofhightemperatureoilheattreatmentonthestarchcontentandmold-resistantpropertyofbamboo[J].JournalofForestryEngineering,,5(2):-.▼更多精彩推荐，请