專利名稱：測試玉米秸稈纖維素、半纖維素和木質(zhì)素含量的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及是農(nóng)業(yè)技術(shù)領(lǐng)域，具體地，涉及一種測試玉米秸桿纖維素、半纖維素和木質(zhì)素含量的方法。
背景技術(shù)：
玉米是供作飼料為主的糧、經(jīng)、飼兼用作物，玉米秸桿也是工、農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的重要生產(chǎn)資源。作為一種資源，玉米秸桿含有豐富的營養(yǎng)和可利用的化學(xué)成分，可用作畜牧業(yè)飼料的原料、其高含量的纖維成分可以用作生物能源(如燃料乙醇、生物油)的原料。生物質(zhì)中纖維素、半纖維素和木質(zhì)素的含量高低直接影響到生物質(zhì)能源的轉(zhuǎn)化率，因此玉米秸桿作為一種常見的生物質(zhì)，是否能夠準(zhǔn)確測試玉米秸桿中纖維素、半纖維素和木質(zhì)素的含量對于發(fā)展生物質(zhì)能的定量化進(jìn)程是非常重要的。經(jīng)過現(xiàn)有技術(shù)的文獻(xiàn)檢索發(fā)現(xiàn)，目前大多采用纖維素儀或范氏消煮的方法測試?yán)w維素、半纖維素和木質(zhì)素的含量。但這些方法大多較粗略，實(shí)驗(yàn)過程中會出現(xiàn)較大的誤差，故本方法可以大大降低測試中的誤差，做到準(zhǔn)確測試。

發(fā)明內(nèi)容
針對現(xiàn)有技術(shù)中的缺陷，本發(fā)明的目的是提供一種測試玉米秸桿纖維素、半纖維素和木質(zhì)素含量的方法。本發(fā)明提供一種測試玉米秸桿纖維素、半纖維素和木質(zhì)素含量的方法，所述方法包括如下步驟:步驟一，取處理后的玉米秸桿，粉碎，干燥，得玉米秸桿粉末；步驟二，將所述玉米秸桿粉末進(jìn)行木質(zhì)素含量的測試；步驟三，將所述玉米秸桿粉末進(jìn)行半纖維素和木質(zhì)素含量的測試，即可。優(yōu)選地，步驟一中，所述處理具體為:將玉米秸桿去莖葉，之后風(fēng)干處理。優(yōu)選地，步驟一中，所述干燥具體為:將粉碎后的玉米秸桿放入溫度為45 75V的烘箱烘干后放在干燥器中干燥保存。優(yōu)選地，步驟一中，所述玉米秸桿粉末的粒徑為40 60目。優(yōu)選地，步驟二中，所述木質(zhì)素含量為酸可溶性木質(zhì)素與酸不可溶性木質(zhì)素含量之和。優(yōu)選地，所述酸不可溶性木質(zhì)素的測試具體為:將所述酸可溶性木質(zhì)素測試中的高壓滅菌冷卻后的物質(zhì)，用砂芯漏斗進(jìn)行抽濾，并用熱水洗滌，將殘留于砂芯漏斗中的固體物質(zhì)分別進(jìn)行105°C、575°C干燥，并稱重，即可得酸不可溶性木質(zhì)素的含量。優(yōu)選地，所述酸可溶性木質(zhì)素的測試具體為:取玉米秸桿粉末，進(jìn)行酸解、高壓滅菌后，冷卻至室溫，之后抽濾取上清液進(jìn)行紫外分光度測試，即可得酸可溶性木質(zhì)素的含量，所述酸解為加入質(zhì)量百分比濃度為72%的濃硫酸。優(yōu)選地，所述分光度的范圍為0.7 1.0。
優(yōu)選地，步驟三中，所述半纖維素和木質(zhì)素含量的測試具體為:取所述酸不可溶性木質(zhì)素測試中的抽濾所得的上清液，加碳酸鈣，調(diào)至pH為6 7，經(jīng)0.2 0.22 y m濾膜過濾，得到上高效液相色譜儀的液體，通過糖色譜分析柱，即可得出纖維素和半纖維素的含量，所述的糖色譜分析高效液相色譜法過程中:注入液體體積為20 50ii L，流動相為通過0.2 0.22 ii m濾膜的去離子水，流速為0.6Ml/min,柱溫為80 85°C，檢測器的溫度為80 85 °C，運(yùn)行時(shí)間為30 35min。優(yōu)選地，所述高效液相色譜的方法中使用的分析柱為糖分析柱，其特征峰分別為:葡萄糖、木糖、半乳糖、阿拉伯糖和甘露糖。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有如下的有益效果:(I)本發(fā)明采用紫外分光光度法與高效液相色譜法結(jié)合測試玉米秸桿中纖維素、半纖維素和木質(zhì)素的含量。(2)本發(fā)明方法簡單，容易操作，準(zhǔn)確度高，對于生物質(zhì)的定量化能源利用及相關(guān)設(shè)備的開發(fā)有積極的指導(dǎo)意義。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合具體實(shí)施例對本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)說明。以下實(shí)施例將有助于本領(lǐng)域的技術(shù)人員進(jìn)一步理解本發(fā)明，但不以任何形式限制本發(fā)明。應(yīng)當(dāng)指出的是，對本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本發(fā)明構(gòu)思的前提下，還可以做出若干變形和改進(jìn)。這些都屬于本發(fā)明的保護(hù)范圍。實(shí)施例1本實(shí)施例涉及一種測試玉米秸桿纖維素、半纖維素和木質(zhì)素含量的方法，所述方法包括如下步驟:以上海的玉米為原料，采用本方法進(jìn)行纖維素、半纖維素和木質(zhì)素的測試:第一步，原料準(zhǔn)備:用科學(xué)布點(diǎn)法在上海市崇明縣沿港鎮(zhèn)齊力村的某塊玉米田地中選取約10株玉米秸桿，剝掉莖葉后進(jìn)行風(fēng)干，之后粉碎過40目篩；第二步，干物質(zhì)量的測試:將粉碎過篩后的玉米秸桿于105°C烘干，記下玉米秸桿在105°C下的干物質(zhì)量，為908.57g/kg ；第三步，酸可溶性木質(zhì)素的測試:取一定量粉碎過篩的玉米秸桿，進(jìn)行酸解、高壓滅菌后，冷卻至室溫后抽濾取上清液進(jìn)行紫外分光度測試，根據(jù)吸光度計(jì)算酸可溶性木質(zhì)素的含量；第四步，酸不可溶性木質(zhì)素的測試:將步驟三中冷卻后的物質(zhì)，用砂芯漏斗進(jìn)行抽濾，并用熱水洗滌，進(jìn)一步的將殘留于砂芯漏斗中的固體物質(zhì)進(jìn)行105°C、575°C干燥，并稱重，利用差重法即可計(jì)算出酸不可溶性木質(zhì)素的含量；木質(zhì)素含量為酸可溶性木質(zhì)素與酸不可溶性木質(zhì)素含量之和；第五步，纖維素和半纖維素的測試:倒出部分步驟三中抽濾所得的上清液，加碳酸鈣將其PH調(diào)至6，再取上清液通過0.2 y m濾膜過濾，得到上高效液相色譜儀的液體；將此液體上高效液相色譜儀，通過糖色譜分析柱，注入液體體積:20 u L，流動相:過0.2 ii m濾膜的去離子水，流速:0.6Ml/min,柱溫:80°C,檢測器的溫度:80°C,運(yùn)行時(shí)間:30min ;根據(jù)葡萄糖、木糖、半乳糖、阿拉伯糖和甘露糖的峰面積，通過計(jì)算得此生物質(zhì)原料的纖維素含量和半纖維素含量。實(shí)施效果:本實(shí)施例測得上海玉米秸桿的木質(zhì)素的含量為268.23g/kg ;纖維素含量為278.14g/kg ;半纖維素含量為222.86g/kg。實(shí)施例2本實(shí)施例涉及一種測試玉米秸桿纖維素、半纖維素和木質(zhì)素含量的方法，所述方法包括如下步驟:以江西的玉米為原料，采用本方法進(jìn)行纖維素、半纖維素和木質(zhì)素的測試:第一步，原料準(zhǔn)備:用科學(xué)布點(diǎn)法在江西省宜春市的某塊玉米田地中選取約10株玉米秸桿，剝掉莖葉后進(jìn)行風(fēng)干，之后粉碎過60目篩；第二步，干物質(zhì)量的測試:將粉碎過篩后的玉米秸桿于105°C烘干，記下玉米秸桿在105°C下的干物質(zhì)量，為942.04g/kg ；第三步，酸可溶性木質(zhì)素的測試:取一定量粉碎過篩的玉米秸桿，進(jìn)行酸解、高壓滅菌后，冷卻至室溫后抽濾取上清液進(jìn)行紫外分光度測試，根據(jù)吸光度計(jì)算酸可溶性木質(zhì)素的含量；第四步，酸不可溶性木質(zhì)素的測試:將步驟三中冷卻后的物質(zhì)，用砂芯漏斗進(jìn)行抽濾，并用熱水洗滌，進(jìn)一步的將殘留于砂芯漏斗中的固體物質(zhì)進(jìn)行105°C、575°C干燥，并稱重，利用差重法即可計(jì)算出酸不可溶性木質(zhì)素的含量；木質(zhì)素含量為酸可溶性木質(zhì)素與酸不可溶性木質(zhì)素含量之和。第五步，纖維素和半纖維素的測試:倒出部分步驟三中抽濾所得的上清液，加碳酸鈣將其PH調(diào)至7，再取上清液通過0.22 y m濾膜過濾，得到上高效液相色譜儀的液體；將此液體上高效液相色譜儀，通過糖色譜分析柱，注入液體體積:50 y L，流動相:過0.2 ii m濾膜的去離子水，流速:0.6Ml/min,柱溫:85°C,檢測器的溫度:85°C,運(yùn)行時(shí)間:35min ;根據(jù)葡萄糖、木糖、半乳糖、阿拉伯糖和甘露糖的峰面積，通過計(jì)算得此生物質(zhì)原料的纖維素含量和半纖維素含量。實(shí)施效果:本實(shí)施例測得江西玉米秸桿的木質(zhì)素的含量為263.04g/kg ;纖維素含量為323.72g/kg ;半纖維素含量為230.47g/kg。實(shí)施例3本實(shí)施例涉及一種測試玉米秸桿纖維素、半纖維素和木質(zhì)素含量的方法，所述方法包括如下步驟:以安徽的玉米為原料，采用本方法進(jìn)行纖維素、半纖維素和木質(zhì)素的測試:第一步，原料準(zhǔn)備:用科學(xué)布點(diǎn)法在安徽省蒙城縣的某塊玉米田地中選取約10株玉米秸桿，剝掉莖葉后進(jìn)行風(fēng)干，之后粉碎過40目篩；第二步，干物質(zhì)量的測試:將粉碎過篩后的玉米秸桿于105°C烘干，記下玉米秸桿在105 °C下的干物質(zhì)量，為964.61g/kg ；第三步，酸可溶性木質(zhì)素的測試:取一定量粉碎過篩的玉米秸桿，進(jìn)行酸解、高壓滅菌后，冷卻至室溫后抽濾取上清液進(jìn)行紫外分光度測試，根據(jù)吸光度計(jì)算酸可溶性木質(zhì)素的含量；第四步，酸不可溶性木質(zhì)素的測試:將步驟三中冷卻后的物質(zhì)，用砂芯漏斗進(jìn)行抽濾，并用熱水洗滌，進(jìn)一步的將殘留于砂芯漏斗中的固體物質(zhì)進(jìn)行105°C、575°C干燥，并稱重，利用差重法即可計(jì)算出酸不可溶性木質(zhì)素的含量；木質(zhì)素含量為酸可溶性木質(zhì)素與酸不可溶性木質(zhì)素含量之和；第五步，纖維素和半纖維素的測試:倒出部分步驟三中抽濾所得的上清液，加碳酸鈣將其PH調(diào)至6，再取上清液通過0.2 y m濾膜過濾，得到上高效液相色譜儀的液體；將此液體上高效液相色譜儀，通過糖色譜分析柱，注入液體體積:30 u L,流動相:過0.21 ii m濾膜的去離子水，流速:0.6Ml/min，柱溫:83°C，檢測器的溫度:82°C，運(yùn)行時(shí)間:32min ;根據(jù)葡萄糖、木糖、半乳糖、阿拉伯糖和甘露糖的峰面積，通過計(jì)算得此生物質(zhì)原料的纖維素含量和半纖維素含量。實(shí)施效果:本實(shí)施例測得安徽玉米秸桿的木質(zhì)素的含量為258.58g/kg ;纖維素含量為316.35g/kg ;半纖維素含量為243.45g/kg。以上對本發(fā)明的具體實(shí)施例進(jìn)行了描述。需要理解的是，本發(fā)明并不局限于上述特定實(shí)施方式，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以在權(quán)利要求的范圍內(nèi)做出各種變形或修改，這并不影響本發(fā)明的實(shí)質(zhì)內(nèi)容。
權(quán)利要求
1.一種測試玉米秸桿纖維素、半纖維素和木質(zhì)素含量的方法，其特征在于，所述方法包括如下步驟: 步驟一，取處理后的玉米秸桿，粉碎，干燥，得玉米秸桿粉末； 步驟二，將所述玉米秸桿粉末進(jìn)行木質(zhì)素含量的測試； 步驟三，將所述玉米秸桿粉末進(jìn)行半纖維素和木質(zhì)素含量的測試，即可。
2.如權(quán)利要求1所述的測試玉米秸桿纖維素、半纖維素和木質(zhì)素含量的方法，其特征在于，步驟一中，所述處理具體為:將玉米秸桿去莖葉，之后風(fēng)干處理。
3.如權(quán)利要求1所述的測試玉米秸桿纖維素、半纖維素和木質(zhì)素含量的方法，其特征在于，步驟一中，所述干燥具體為:將粉碎后的玉米秸桿放入溫度為45 75°C的烘箱烘干后放在干燥器中干燥保存。
4.如權(quán)利要求1所述的測試玉米秸桿纖維素、半纖維素和木質(zhì)素含量的方法，其特征在于，步驟一中，所述玉米秸桿粉末的粒徑為40 60目。
5.如權(quán)利要求1所述的測試玉米秸桿纖維素、半纖維素和木質(zhì)素含量的方法，其特征在于，步驟二中，所述木質(zhì)素含量為酸可溶性木質(zhì)素與酸不可溶性木質(zhì)素含量之和。
6.如權(quán)利要求5所述的測試玉米秸桿纖維素、半纖維素和木質(zhì)素含量的方法，其特征在于，所述酸不可溶性木質(zhì)素的測試具體為:將所述酸可溶性木質(zhì)素測試中的高壓滅菌冷卻后的物質(zhì)，用砂芯漏斗進(jìn)行抽濾，并用熱水洗滌，將殘留于砂芯漏斗中的固體物質(zhì)分別進(jìn)行105°C、575°C干燥，并稱重，即可得酸不可溶性木質(zhì)素的含量。
7.如權(quán)利要求5所述的測試玉米秸桿纖維素、半纖維素和木質(zhì)素含量的方法，其特征在于，所述酸可溶性木質(zhì)素的測試具體為:取玉米秸桿粉末，進(jìn)行酸解、高壓滅菌后，冷卻至室溫，之后抽濾取上清液進(jìn)行紫外分光度測試，即可得酸可溶性木質(zhì)素的含量，所述酸解為加入質(zhì)量百分比濃度為72%的濃硫酸。
8.如權(quán)利要求7所述的測試玉米秸桿纖維素、半纖維素和木質(zhì)素含量的方法，其特征在于，所述分光度的范圍為0.7 1.0。
9.如權(quán)利要求1所述的測試玉米秸桿纖維素、半纖維素和木質(zhì)素含量的方法，其特征在于，步驟三中，所述半纖維素和木質(zhì)素含量的測試具體為:取所述酸不可溶性木質(zhì)素測試中的抽濾所得的上清液，加碳酸鈣，調(diào)至pH為6 7，經(jīng)0.2 0.22 y m濾膜過濾，得到上高效液相色譜儀的液體，通過糖色譜分析柱，即可得出纖維素和半纖維素的含量，所述的糖色譜分析高效液相色譜法過程中:注入液體體積為20 50 ii L，流動相為通過0.2 0.22 ii m濾膜的去離子水，流速為0.6Ml/min,柱溫為80 85°C，檢測器的溫度為80 85°C，運(yùn)行時(shí)間為30 35min。
10.如權(quán)利要求9所述的測試玉米秸桿纖維素、半纖維素和木質(zhì)素含量的方法，其特征在于，所述高效液相色譜的方法中使用的分析柱為糖分析柱，其特征峰分別為:葡萄糖、木糖、半乳糖、阿拉伯糖和甘露糖。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種測試玉米秸稈纖維素、半纖維素和木質(zhì)素含量的方法，所述方法包括如下步驟步驟一，取處理后的玉米秸稈，粉碎，干燥，得玉米秸稈粉末；步驟二，將所述玉米秸稈粉末進(jìn)行木質(zhì)素含量的測試；步驟三，將所述玉米秸稈粉末進(jìn)行半纖維素和木質(zhì)素含量的測試，即可。本發(fā)明采用紫外分光光度法與高效液相色譜法結(jié)合測試玉米秸稈中纖維素、半纖維素和木質(zhì)素的含量；本發(fā)明方法簡單，容易操作，準(zhǔn)確度高，對于生物質(zhì)的定量化能源利用及相關(guān)設(shè)備的開發(fā)有積極的指導(dǎo)意義。
文檔編號G01N5/04GK103196777SQ201310062708
公開日2013年7月10日 申請日期2013年2月27日 優(yōu)先權(quán)日2013年2月27日
發(fā)明者劉榮厚, 王璐, 孫辰, 蔡文飛, 梅遠(yuǎn)飛, 尹仁湛 申請人:上海交通大學(xué)