马铃薯秸秆中纤维素与半纤维素含量的测定

现代农业科技2016年第17期资源与环境科学

马铃薯秸秆中纤维素与半纤维素含量的测定

安玉民

王菊葵

黄烨

徐晓梅

（宁夏师范学院，宁夏固原756000）

摘要马铃薯秸秆属于农作物收割后的废弃物，为了开发利用其中的生物质能，对马铃薯秸秆中的纤维素、半纤维素组分含量进行了测定，结果表明：马铃薯秸秆中的成分主要为纤维素，约占44%；半纤维素约占24%；其余为木质素、水分及其他物质。

关键词马铃薯秸秆；纤维素；半纤维素；含量测定中图分类号TS743+.9文献标识码B 文章编号1007-5739（2016）17-0159-02

Determination of Cellulose and Hemicellulose Content in Potato Stalk

AN Yu-min WANG Ju-kui HUANG Ye XU Xiao-mei

（Ningxia Normal University ，Guyuan Ningxia 756000）

Abstract Potato straw is a kind of waste after harvesting the crop ，in order of development and utilization of the biomass ，the potato straw cellulose ，hemicellulose content were determined. Results showed that ：potato stalk is composed mainly of cellulose ，accounted for about 44%；hemicellulose accounts for about 24%；the rest components are lignin ，water and other substances.

Key words potato straw ；cellulose ；hemicellulose ；content determination

玉米秸秆中生物质能的利用技术已经成熟并且投入应用，产生了一定的经济效益。但关于利用马铃薯秸秆生产生物质能的研究在国内外还尚未见报道。马铃薯秸秆属于农作物收割后的废弃物，为了开发利用其中的生物质能，对马铃薯秸秆中的纤维素、半纤维素进行了测定，以供借鉴[1-2]。

分别放入0、0.40、0.80、1.20、1.60、2.00mL 纤维素标准液，再分别加入蒸馏水2.00、1.60、1.20、0.80、0.40、0mL ，摇匀，则每管纤维素含量依次为0、40、80、120、160、200μg 。向每管加

2％蒽酮0.5mL ，再沿管壁加浓H 2SO 45mL ，上塞、摇匀，沸水

浴中加热5min ，静置冷却。然后在620nm 波长下，求测不同含量纤维素溶液的吸光度。

（2）测定样品纤维素含量。称取0.2g 样品于烧杯中，置于冷水浴，加50％H 2SO 460mL ，40min 后转入100mL 容量瓶，并用50％H 2SO 4定容至刻度，摇匀后静置。取上清液10

11.1

材料与方法试验用品

材料。将烘干的马铃薯秸秆粉碎，经过70目筛，收集试剂。50％H 2SO 4、浓H 2SO 4（AR ）；60%Ca（NO 3）2溶液。

1.1.11.1.2

粉末待用。

mL 放入100mL 容量瓶中，在冷水浴上加蒸馏水稀释至刻

度，摇匀后取2mL 溶液于比色管中，加入2％蒽酮0.5mL ，并沿管壁加浓H 2SO 45mL ，上塞，摇匀，沸水浴中加热5min ，静置冷却，然后在620nm 波长下，求测吸光度，并根据回归方程计算出马铃薯秸秆样品中纤维素的含量[5]。

2％蒽酮试剂：将2g 蒽酮溶解于100mL 乙酸乙酯中，贮放

于棕色试剂瓶中；纤维素标准液：称取100mg 纯纤维素，置于100mL 容量瓶中，在冰水浴中加入60mL 50％H 2SO 4，消化处理40min ；然后用50％H 2SO 4稀释至刻度，摇匀。吸取此液10.00mL 放入100mL 新容量瓶中，在冰水浴中加蒸馏水稀释至刻度，则溶液含100μg/mL纤维素。DNS 试剂：称取

1.2.2半纤维素的测定。秸秆中的半纤维素在一定条件下

水解为还原性糖类，还原糖在碱性条件下与3，5-二硝基水杨酸（DNS ）加热被氧化成糖酸及其它产物，DNS 则被还原为棕红色3-氨基-5-硝基水杨酸。在540nm 波长下测定吸光度值，根据葡萄糖标准曲线可求出样品中还原糖和总糖的含量，再换算成半纤维素含量。此次采用2mol/L的HCl 水解法[6]测定半纤维素含量。

（1）样品预处理。称取0.20g 马铃薯秸秆粉于100mL 烧杯中，加10mL 60%Ca （NO 3）2，加热10min ，稀释过滤，用蒸馏水洗滤渣3次后置于烘箱，70℃烘干，再转入250mL 三角烧瓶中，加入10mL 2mol/L的HCl 后沸水浴50min ，冷却后过滤，用蒸馏水洗滤渣3次，留取滤液和洗涤液混匀后测体积。

（2）测定。①制作标准曲线。取25mL 比色管8支，分别加入0、0.2、0.4、0.6、0.8、1.0、1.2、1.4mL 葡萄糖标准溶液（1.0

3，5-二硝基水杨酸3.15g ，加水500mL ，在45℃水浴中加

热，逐步加入NaOH 20g ，再依次加入酒石酸钾钠91.0g ，苯酚2.50g ，无水亚硫酸钠2.50g ，搅拌至全溶，冷却，定容至

1000mL ，贮存于棕色瓶中，6d 后使用。

1.1.3主要仪器设备：电子分析天平；水浴锅；723型分光光

度计。

1.21.2.1

试验方法

纤维素的测定。纤维素的测定方法有硫酸与重铬酸

钾氧化法[3]、蒽酮比色分光光度法[4]和差重法。此次选用蒽酮比色分光光度法进行测定。纤维素在酸性条件下加热能分解成β-葡萄糖。β-葡萄糖在强酸作用下，可脱水生成β-糠醛类化合物。β-糠醛类化合物与蒽酮脱水缩合，生成黄色糠醛衍生物。

（1）求测纤维素标准回归方程。取10mL 比色管6支，

基金项目作者简介收稿日期

宁夏固原市2014年科技支撑项目；宁夏师范学院2014年校级科研项目。

安玉民（1961-），男，宁夏西吉人，教授，从事环境污染防治及废弃物资源化利用研究工作。

mg/mL），加蒸馏水2mL ，再各加1.5mL DNS ，摇匀，沸水浴10min ，冷却后定容至25mL ，在540nm 波长下，用分光光计

测定吸光度。②半纤维素含量测定。取0.5mL 滤液加DNS 溶液1.5mL ，沸水浴10min ，冷却后定容至25mL ，于540nm 波长下测定吸光度，再根据回归方程计算出样品中还原糖

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资源与环境科学

含量，然后依照下式计算半纤维素含量（%）：

0.90.80.7吸光度

现代农业科技

2016年第17期

X =0.9×10xab /0.5m

-3

式中，X 为半纤维素的百分含量（%）；x 为还原糖浓度（mol/L）；a 为定容后的滤液加DNS 溶液体积（mL ）；b 为滤液和洗涤液体积（mL ）；m 为秸秆粉的质量（g ）。

0.60.50.40.30.20.10

0.01

0.02

0.03

）

22.1

结果与分析纤维素

以测得的吸光度为Y ，对应纤维素含量为X ，求得Y 随

X 而变的回归方程为Y =0.0497X +0.0147（图1、表1）。

吸光度

0.05

半纤维素葡萄糖标液浓度∥mg/mL

0.040.06

图2

表2

葡萄糖标准溶液吸光度曲线

）

分光光度法测定马铃薯秸秆样品中半纤维素含量

滤液和洗涤液体积

吸光度值

半纤维素半纤维素相对平均含量平均含量偏差

马铃薯秸秆

样品质量

g 0.10170.13630.1238mL 505050

0.10320.17210.1546

%23.2324.4324.86

%24.17%7.82

4参考文献

纤维素浓度∥%

图1

表1

纤维素标准溶液吸光度曲线

分光光度法测定马铃薯秸秆样品中纤维素含量

吸光度值

纤维素含量

马铃薯秸秆样品质量∥g

0.20260.20010.20100.64400.63820.6400

%46.8747.0246.95

纤维素平均含量∥%相对平均偏差∥%

46.950.32

2.2半纤维素

以测得的吸光度为Y ，对应的葡萄糖溶液浓度为X ，求

得Y 随X 而变的回归方程为Y =16.043X -0.0649（图2、表2）。

3结论

通过对马铃薯秸秆中的组分含量进行测定，结果表明：

马铃薯秸秆中的成分主要为纤维素，约占44%；半纤维素约占24%；其余为木质素、水分及其他物质[7-10]。（上接第158页）

间数据为基础的空间模拟方法综合运用到人类活动强度的评价当中，并创新性地将自然环境条件纳入到影响人类活动强度的作用指标体系当中。并对宁夏中部典型生态脆弱区人类活动强度进行空间模拟，其结果与研究区域的实际情况较为相符。

研究区人类活动强度空间分异明显，整体呈现南高北低的空间分布状态，自然本底环境对区域人类活动的基础作用显著，人类活动弱区大多分布在自然禀赋条件较差的南部黄土丘陵区域；人类活动强烈区域则多分布在地势平坦、人口密集、城镇化水平较高的北部地区。

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