秸秆中纤维素半纤维素和木质素含量的测定

1、秸秆中纤维素半纤维素和木质素含量的测定纤錐素、半纤维崇与木质素是组成亦作物桔秆原料的二牛主蚩爼分.在以秸秆等纤维材料为原料底物生产乳醱,乙醇、丁疲等发酵产物的过程中纤维素与半纤维素含撬的赛少与降解后绘糖的蕊得率和发酵产物产量直接相关：三个组分含量的变ft更是作为预处理、酶降解叹及发酵工艺等评价的重耍依据.因此.准确测定农作物秸秤中纤维索、半纤維索匀木顾嘉的會尿显燃星I吩必翌.本章采用NREL方法测定t«花.玉米、高粱*小麦.大豆和谷子六种农作物秸秆中三个主娈组分的含量,为以后测定纤维材料的降解率奠定驰础.3.1试验材料秸秆原料选取桶花.玉米、高粱、小麦、大豆和谷子六种农作物秸秆（地上

2、全株.原料珂干后粉碎.过4小稱干煤后保仔备Hh3”2试验方法秸fi中纤维盍、半纤维盍和木质盍含址的测定选择关国個求可再生他源实验宝（NREL）泌&3*2.1试验步曝3.241秸秆中含水量的测定fi-105±31C预干燥铝箔称凰碟5h祎确称吊并记录.观匀样品井精确称斌仏记录称虽碟加样品的总电吊：.一式卿份将样品敬入干燥箱1頤±3干燥！ih干燥结束后转移至干燥器内.冷却至帘温后称曲将样品返-1IO5+3'C干慄綽织线干燥至慎巫.阿枕秋电的差不超过（LImgrr，3.桔秆中色臺，脂类等杂质的提取农作物秸秆中含有的色盍、脂肪和壷白质等朵质会电响到高效液相色谱法测定纤

3、维素和半纤维素的含虽的准确性，而且这些杂质辻会对色谱柱造成损害.所以应该将其去除.除去秸秆中的这些杂质采用两步抽提法.去离子水抽提和乙醇抽提.将索氏提起器Z1U05至少12h,立训转移至干烘器内冷却.恒墮.第一步上离子总抽捉：特确称収2體样品.用谑纸包好后故入提取管中.注意滤祇筒髙度不超过虹吸进高度使得抽提效果更好.然后商提取烧版中加入去离子水190±5mL,安装盍氏提取仪器装置,用电炉加热.保证每小时45次虹吸.回流1()h左右.回流完毕，停止加热.使仪器冷却至空温。第二步乙醇抽提，将笫一步抽提结束时残留在提取管和虹吸管屮的液休尽可能赛的的转移至废烧杯中，用另一个提収烧瓶加95%乙

4、flV19()±5inL.将电炉加热改为水浴加热，保证每小时"10次虹吸.冋流20h左右冋流完毕，撤去水浴加热装过，使仪器冷却至室温。然后尽可能务的将样品转移至铺仃濾纸的布什漏斗中，用100mL95%乙醇抽滤洗涤,然后用冻干机冻干呗.3.2.1.3纤维素和半纤维素含量的测定(1秸确称取冻干后的样品0.3g,加入4.92g72%硫酸，即3mL硫酸搅拌1min便其完全混合.(2) 将加仃样胡和浓硫酸的试管放到30°C水浴中，反应60mino为确保浓硫酸相同程度地水解样品，在反应过程中毎51()min搅样-次。水解结束后，立即将试管放入冰浴中终止反应。为达到样品中硫酸的

5、浓度为4%,在以上样品中加入84mL去离子水，上下摇匀.(3) 将以上样品转移至血洁瓶屮并压孟密封，121C高压灭菌6()min防止糖彼过分降解，温度降到100C时.立即将样品取出.(4) 待样品冷却厉摇匀，静jg。IU1n】L瓶中的液体放入1.5mL离心管，15000rmin|离心3min：取离心管中的I滿液7()()ML.用().22pm的过滤膜；然后取500pL清夜,放入HPLC管中测定葡荀糖、木糖和阿拉伯糖的含虽.由单糖的浓度转化为纤维素和半纤维素的质量。3.2.1.4木质素含星的测定待高圧灭菌后的样晶冷却后摇匀，用G°砂芯用咽真空抽滋将迎液转移至100mL西林瓶中，用紫外可

6、见分光光度计测定滤液在320nrn处的吸光度值.用來确定酸洛木质素的质虽：。滤漬用KM)mL热蒸诩水洗涤至中性后，105C烘干6h称重，之后550C灰化24h称遼，两次沉車的差值即为酸不洛木质素的质量。酸溶木质素质虽:和酸不溶木质素质量Z和为木质素质量。3.2.2测定方法相比较范式法和王万玉法，高效液相色谱法的操作过程更简便可行，所得结果也更加的准确可靠，因此，本文采用高效液相色谱法测定各组分的含就3.2.2.1标准溶液的配這糖标准溶液的配过：特确称収纤维二糖、匍荀椭、木釉和阿拉伯釉存100mg.用一定量的蒸倒水溢解后准确加入3.4XmL72%H2SO4.并定容J*KM)mL容量瓶中，配成1m

7、gm贮备液，逐级梯度稀释备用.糖回收标准的溶液：稱确称取葡萄糖、木糖和阿拉伯糖各100mg用一定虽的蒸他水洛解后，准确加入3.48mL72%H2SO4.定容flOOmL容量瓶中,即为单糖的4%稀硫酸溶液,用于折算单糖在稀硫酸、高温水解过程中的损失率.液相色谱条件流动相：0.05molL1H2SO4(pH=2)：进样体枳：20pL；流动相流速：0.5mL-min'：柱温：50*C:色谱柱：AmincxHPX-87Hcolumn(30()mtnX7.8tnmid.9pm)：R1示差检测器刖.秸秆中含水呈的计算秸秆中含水就的计隽公式：秸杆的含水虽干慄前样品的車虽干燥后样品的駅嚴干燥前样品的瑕

8、虽xl(X)%(3-1)纤维素、半纤维素、木质素及灰分的计算纤维素、半纤维及木质素的计算公式如下：标准单糖冋收率"=稀酸处理前单橄涪液的涪度怖酸处理后单糖洛液的浓度(3-2)皿皿*刖CHPgx*稀释倍数单糖浓度G=-Cbx87x0.90纤维素=xlOO%moxlOOO(3-3)(3-4)s亠(C“+C-)x»7a0.88半纤维素"x,00%(3-5)酸洛木质素=匕川x87x稀秤倍敌£X叫(3-6)酸不洛木质柚=尿化前的車用灰化创車加x1()0%酸不洛木质柚=尿化前的車用灰化创車加x1()0%(3-7)木硕素=酸溶木硕素+酸不洛木顷索木硕素=酸溶木硕素+酸

9、不洛木顷索(3-8)以I：公式中：Chhca为高效液相色谱测定的单糖的浓度.为标准单糖回收率的平均值.%为抽提样品的干重.E为秸秆在特定波长的吸光性能。3.2结果与讨论秸秆中的含水量怖花.玉米.高粱、小麦、大豆和谷子六种秸秤的含水虽结果见表31和图31。表3不同恰杆的令水童及方基分析Tab.3-1ThewatercontentofdifferentstrawsandANOVA秸秆含水址5.32<X±O.33cB<棉花652<X±O(H%z"'4.34%±047%*小麦59<%±058尿"从黄豆6.84%

10、±006*山谷子5.64<»±0.38%注用注小写字母紐差异的显着性肩注犬吗了付麦示差异的ttfiStt忖行IM逹异凤著（产005.人写7每不同茨示绘异极显彷<p«）.OI>图3-1不问僧杆的含水童Fig.3-1Thewatercontentofdifferentstraws由表31和图31可知,经自然风干的各种秸秆的含水量由高到底依次为黄豆、小麦、谷子、棉花、玉米和髙粱.秸秆中纤维素、半纤维素和木质素的含量测得的六种秸秆中纤维素、半纤维素和木质素的含fi及方差分析见表3-2、图32、图3-3及图34表32不同倍杆的各俎分舍量及方基分析

11、Tab32Thedifferenlcomponenlconlenlofdifferedsirag、andANOVA陆秆纤维素含肚半纤维未含址木质盍含fitEX34.39<X±1.41%<h23.84<Jt±2.83<XbBA14.99咲±4.03煲岀啼花3748徒±283%7八!8.55%±1.41%cB23.91%±1.43%aA41.64%±2.83%25.91%±2.12%20.97%±0.71%小支46.09<X±4.24%jA2558%±1.42

12、%zs2339土0.69啜4A黄豆4321%±14时呎22.34%±1.40"*!7.45%±1.45%cBA冷子33.91%±1.42%cB30.6()%±2.83%15.54%±L4!%<bm：.小",的显苦性肩注大写字暉林連异的极显着性小写字母不剛疎差异显着（p<<iq5大写字母不同茨示差异极显善<1X0.01）不同秸秆图32不同桔仟的纤坦素含量Fig.3-2ThecellulosecontentofdifferentstrawsX22831301612WE图33不同倍仟的半歼址索含童Fig.3-3Tliehemicellulosecontentofdifferentstraws