一種測定植物秸稈木質(zhì)纖維素組分含量的方法
【技術領域】
[0001] 本發(fā)明涉及農(nóng)學領域，具體提供了一種測定植物秸桿木質(zhì)纖維素組分含量的方 法。
【背景技術】
[0002] 植物秸桿木質(zhì)纖維素主要包括纖維素（38% -50% )、半纖維素（23% -32% )和木 質(zhì)素（15% -30% )三種組分（Rubin，2008)，其構(gòu)成了植物細胞壁的基本骨架，對植株起支 持和保護作用，植物秸桿中纖維素、半纖維和木質(zhì)素含量高低與植株的秸桿機械強度、抗倒 伏能力等農(nóng)藝性狀直接相關；植物秸桿中的木質(zhì)纖維素組分可直接燃燒產(chǎn)熱、發(fā)電或降解 后轉(zhuǎn)化為乙醇、合成氣體和氫等（謝光輝等，2007)，是一種來源豐富、可用于生產(chǎn)替代能源 的可再生資源（Himmeletal.，2007)，生物質(zhì)中的纖維素、半纖維素和木質(zhì)素含量高低直 接影響到生物質(zhì)能源的轉(zhuǎn)化率。
[0003] 精確測定植物秸桿木質(zhì)纖維素組分對于評價植株的抗倒伏能力、生物質(zhì)質(zhì)量和產(chǎn) 量、生物質(zhì)的定量轉(zhuǎn)化水平以及選育優(yōu)良種質(zhì)具有重要的意義。目前測定植物秸桿木質(zhì)纖 維素的含量主要分為材料的預處理（化學法、物理法、生物法和物理化學法）和定量測定 (重量法、濃酸水解定糖法、紫外分光度法和同位素標記法等）兩部分，前人進行過玉米、水 稻等糧食作物以及芒草、甘蔗等生物質(zhì)能源作物秸桿木質(zhì)纖維素含量的測定，因其對樣品 預處理不充分，操作過程粗放，后期定量測定方法不精確甚至方法存在誤區(qū)，導致最終測定 結(jié)果誤差較大，且無法在各類植物秸桿中通用。
【發(fā)明內(nèi)容】
[0004] 基于上述原因，本發(fā)明提供了一種測定植物秸桿木質(zhì)纖維素組分含量的方法，具 體步驟如下：首先選取供試材料的植株秸桿進行預處理，接著進行72%濃硫酸和4%稀硫 酸兩步酸解，將植物秸桿中的木質(zhì)纖維素組分降解、分離，然后通過HPLC方法精確測定纖 維素以及半纖維素的含量，利用UV方法測定降解液中酸可溶木質(zhì)素的含量，通過灼燒法測 定酸不溶木質(zhì)素的含量。該方法彌補了前人方法上預處理不充分、處理過程粗放、定量測定 方法不精確的缺點，取得了HPLC方法測定植物秸桿纖維素半纖維含量的新突破，能精確測 量各類植物秸桿中木質(zhì)纖維素組分含量，設計科學合理，相關技術成熟，步驟細致完整，操 作性強，容易實施，結(jié)果準確可靠，在農(nóng)業(yè)作物生產(chǎn)、生物化學分析、生物質(zhì)新能源利用等領 域具有廣泛的參考和使用價值。
[0005] 本發(fā)明的具體技術方案如下：具體步驟如下：
[0006] 一）植物秸桿預處理
[0007] 首先按照試驗目的取樣，將所取秸桿進行適當?shù)牧罆瘢敝两諚U含水量低于IOwt%，然后擦拭干凈，去除灰塵，放于40°C的干燥烘箱中烘干至樣品達恒重；然后將樣品 粉碎并過40目篩，40°C干燥箱烘干至恒重；所述恒重標準為樣品再次加熱Ih后，樣品重量 變化在±0. 1 %范圍內(nèi)即可；
[0008] 將烘干的樣品進行兩步萃取，即水萃取和乙醇萃取，萃取選用索氏萃取器：
[0009] 首先將上述獲得的樣品加入提前折疊好重量為Hitl的濾紙包中稱重Hi1，將裝有樣品 的濾紙包放入已加入超純水的索氏提取器中進行萃取，IOh后取出濾紙包，放于40°C干燥 烘箱烘干后再次將濾紙包放入加有無水乙醇的索氏提取器中繼續(xù)萃取16h;
[0010] 萃取速率因所選取索氏提取器裝置大小而異，一般水萃取速率大約為一分鐘平均 冷凝60滴水蒸汽，乙醇萃取速率為一分鐘冷凝約120滴乙醇；
[0011] 兩步萃取完成后將濾紙包放于40°c干燥烘箱烘干至恒重（重復加熱Ih冷卻， 樣品重量變化在±〇.3mg范圍內(nèi)），稱取濾紙包重量叫。濾紙包中樣品經(jīng)兩步萃取后會 結(jié)成塊，需重新粉碎后再次過40目篩，烘干至恒重，密封保存。經(jīng)兩步萃取過程，萃取物 (Extractives)含量計算為
【主權(quán)項】
1. 一種測定植物秸桿木質(zhì)纖維素組分含量的方法，其特征在于：具體步驟如下： 一） 植物結(jié)桿預處理 取樣將所取秸桿進行晾曬，直至秸桿含水量低于IOwt%，然后擦拭干凈，去除灰塵，放 于40°C的干燥烘箱中烘干至樣品達恒重；然后將樣品粉碎并過40目篩，40°C干燥箱烘干至 恒重；所述恒重標準為樣品再次加熱Ih后，樣品重量變化在±0. 1%范圍內(nèi)即可； 將烘干的樣品進行兩步萃取，即水萃取和乙醇萃取，萃取選用索氏萃取器： 首先將上述獲得的樣品加入提前折疊好重量為Hitl的濾紙包中稱重m i，將裝有樣品的濾 紙包放入已加入超純水的索氏提取器中進行萃取，IOh后取出濾紙包，放于40°C干燥烘箱 烘干后再次將濾紙包放入加有無水乙醇的索氏提取器中繼續(xù)萃取16h ; 兩步萃取完成后將濾紙包放于40°C干燥烘箱烘干至恒重，稱取濾紙包重量m2;經(jīng)兩步 萃取過程，萃取物（Extractives)含量計算為
萃取回收率（Recovery)計算為
二） 樣品的兩步酸解 稱量300. 0± IOmg已萃取烘干后的樣品，記作ms，放入已標記好的耐壓管，每份材料至 少做兩個重復；向每個耐壓管中加3. OOml 72wt %的H2SO4，用聚四氟乙烯攪拌棒攪拌Imin 至樣品完全混勻，放置到水浴鍋，30 ± 3°C水浴，60 ± 5min，期間每5-10min攪拌一次；水浴 結(jié)束后將耐壓管取出，濃酸水解完成；向每支耐壓管中準確加入84. 00±0. 04ml ddH20,將 72wt*%濃酸稀釋為4wt*%稀硫酸，稀釋后體積為86. 73ml ; 稀釋完成后取出攪拌棒，擰緊耐壓管蓋子，將耐壓管震蕩混勻后放于高壓滅菌鍋，調(diào)至 濕滅狀態(tài)，121°C，lh，進行稀酸水解；稀酸水解完成后取出耐壓管，冷卻至室溫； 真空抽濾經(jīng)兩步酸解后的酸解液，收集濾液用于之后的可溶木質(zhì)素以及單糖含量的測 定；用去離子水沖洗耐壓管，收集管中所有濾渣于過濾坩堝中，用于酸不溶木質(zhì)素的測定； 三） 纖維素、半纖維素含量的測定
1.單糖含量測定 首先用D(+)葡萄糖，D(+)木糖，D(+)半乳糖，L(+)阿拉伯糖，D(+)甘露糖五種單糖 標準品配置單糖標準溶液、混合糖標準溶液、糖回收標準液SRS，各單糖均配置濃度為Img/ ml ； 取抽濾后待測樣品濾液和SRS溶液4mL于IOml的