木薯稻軒化学成分与应用分析【批木网】

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  随着国内木材资源的匮乏，木薯秸秆就被大量开发用于扩大造纸及纤维板的生产原料。然而，木薯稻軒化学成分与应用范围如何，今天就为大家进行重点讲解。

  就其化学成分及应用进行研究,结果表明:4年生木薯稱秆的纤维素含量(44.70%~49.74%)和木质素含量(27.06%~27.45%)与9年尾叶桉、18年火炬松相当,热水抽提物含量(9.58%~17.90%)是这两种木材的2~4倍;1年生木薯秸秆的纤维素含量(34.37%)低于棉秸秆、烟稻杆和豆秸秆,木质素含量(36.25%)和热水抽提物含量(24.94%)高于这些农作物秸秆;采用木薯秸秆制浆时应注意溶出物对生产的影响;1年生木薯結秆木质部粗蛋白5.46%、钙0.33%、粗脂肪0.11%,髓心粗蛋白1.49%、钙1.09%、粗脂肪0.32%;木薯禾吉秆收集和C存时应重视防腐和防虫。

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  木薯(Manahotesculenta)，大戟科木薯属植物，灌木状，株高2}Sm，是利用价值较高的农业经济作物，除了广泛制作淀粉，用于食品、医药等方面外，其剩余物如木薯粗根、木薯渣和木薯叶，也得到了一定的研究和开发利用[tl-s1。然而，虽然生长在地面上的木薯秸秆产量和地面下的块根产量基本持平，但目前仍主要被废弃。为了科学合理地开发利用木薯秸秆，扩大制浆造纸、人造纤维生产、纤维板制造等原料来源，笔者对木薯秸秆化学及营养成分特性进行研究和分析，其目的主要在于:了解木薯秸秆的纤维素、木质素、综纤维素、抽提物等化学成分，初步推断其在制浆造纸、人造纤维生产、纤维板制造等方面的适用性，揭示其制造过程中各种化学成分的溶出规律;研究木薯秸秆的粗蛋白、粗脂肪、钙、磷等主要营养成分，分析木薯秸秆易霉变和易虫蛀的原因，为进行收集和贮存木薯秸秆提供参考数据和依据。

  1材料与方法

  1.1试验材料及仪器设备

  材料取自于广州市某地的1年生和4年生5叶木薯秸秆。4年生有主茎段和分枝段，取其主茎上段和下段分别测定木质部的化学成分(主茎上段是与主茎梢部靠近部分，主茎下段是与主茎根部靠近部分)。木薯秸秆干燥后，用粉碎机进行粉碎，并筛取通过40目留于60目的样品备用。

  主要化学药剂:硝酸、95%乙醇、苯一醇混合液、硫酸、亚氯酸钠、氢氧化钠等。

  主要仪器设备:粉碎机、电热恒温烘箱、索氏抽提器、蛋白质测定仪、马弗炉等。

  1.2试验方法

  1.2.1化学成分测定纤维素含量采用常用的硝酸乙醇法测定;木素按GB/T2677.8-1994测定;综纤维素按GB/T2677.10-1995测定;冷水抽提物和热水抽提物按GB/T2677.4-1993测定;1%氢氧化钠抽提物按GBff2677:5-1993测定。

  1.2.2营养成分测定水分采用干燥法测定;粗灰分按GB/T6438-2Q07测定;粗蛋白按GB/T6432-1994定;钙按GBPI 6436-2002测定;磷按GBfT6437-2002分光光度法测定;粗脂肪按GB/T6433-2006测定。

  2结果与分析

  2.1化学成分

  纤维素、半纤维素和木质素3种高分子化合物总量占木质部的90%以上，是构成细胞壁和胞间层的物质。纤维素以微纤维形态存在于细胞壁中，有较高的结晶度，使植物具有较高的强度，形成植物细胞的骨架;半纤维素分布于微纤维之间，形成填充物质;木质素包围微纤维等，形成结壳物质I7]。在制浆造纸和人造纤维制造中，纤维素成分应尽可能不受破坏;半纤维素化学活性强，有利于纤维细胞的分离，但会降低纤维得浆率及增加废水中的溶解物质;木质素是一种热塑性物质，对于热磨法进行纤维分离具有重要的作用;冷水抽提物、热水抽提物和1%NaOH抽提物越高，造纸等制浆的废液越高，其中多酚类化合物抽提物在高温下发生缩合沉积在纤维表面而造成树脂障碍。

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  木薯秸秆化学成分测定的每项指标均进行2次平行重复，并取其算术平均值为侧定结果。

  由表1木薯秸秆与木薯粗根常用的农作物秸秆、常用的速生材的化学成分比较分析可知，4年生木薯秸秆的纤维素、木质素和冷水抽提物、热水抽提物、1%NaOH抽提物分别为44.70%49.74%,27.06%一27.45%a、1.44%一2.95%、9.58%一17.90%、19.32%21.59%，纤维素含量与9年尾叶按及18年火炬松的纤维素含量相当，高于木薯粗根及棉秸秆木质部、烟秸秆木质部和豆秸秆木质部的纤维素含量;4年生木薯秸秆的热水抽提物远高于尾叶按和火炬松，是它们的近2}4倍。1年生木薯秸秆纤维素含量远低于4年生木薯秸秆和9年尾叶按、18年火炬松，甚至低于木薯粗根及棉秸秆木质部、烟秸秆木质部、豆秸秆木质部，纤维素、木质素仅为4年生的0.73倍、0.84倍，而冷水抽提物、热水抽提物和1%NaOH抽提物较高，分别为9.30%,24.94%,29.55%a，似表1中农作物秸秆的抽提物含量，属偏高范畴。图1是采用扫描电子显微镜观察和拍摄的放大1600倍的木薯茎秆的横切面结构图。从图1可见，木薯茎秆的细胞腔内含有大小不同的淀粉颗粒，显然，木薯茎秆热水抽提物较高与其细胞腔内含有丰富的淀粉粒具有密切的关系。由于多年生木薯秸秆的纤维素含量远高于1年生木薯秸秆，而抽提物含量又较低，因此采用1年生木薯秸秆用于造纸、生产人造纤维及纤维板，其得浆率不及多年生高，而工艺废水中的污染物却相对较高，所以，利用木薯秸秆制浆应重视废液的处理，以及对废液制浆工艺的影响。

  2.2营养分析

  木薯秸秆营养成分测定的每项指标均进行2次平行重复，并取其算术平均值为测定结果。

  从表2可知，1年生木薯秸秆木质部粗蛋白含量高于木薯渣，为5.46%，与苏启苞)的研究结果基本一致，钙为0.33%，粗脂肪为0.11%，远低于木薯叶髓心部的粗蛋白相对木质部较低，为1.49%，钙相对较高，为1:09%，粗脂肪为0.32%o髓心外观膨松，手感似海棉。用扫描电镜放大1600倍观察，髓心有微孔且轻薄(见图2)，可能存在含量较高的可消化碳水化合物。尽管木薯秸秆的粗蛋白、钙、粗脂肪等含量远不及常用作饲料的木薯叶，但却能为微生物、昆虫提供丰富和充足的营养物质，致使木薯秸秆极易霉变、遭虫蛀及长新芽，见图3。图3a是采集后存放实验室1个月左右已霉变和长新叶的木薯秸秆;图3b是人工干燥后，存放实验室1年左右已遭囊虫严重蛀蚀后的木薯秸秆。木薯秸秆易霉变、易虫蛀与其含有丰富的淀粉、蛋白、糖等内含物有密切的关系，所以，合理地收集和贮存木薯秸秆原料显得极为重要。

  3结论

  4年生木薯秸秆的纤维素含量44.70%49.74%,木质素含量27.06%27.4.5%，与9年尾叶按、18年火炬松相当，热水抽提物含量9.58%17.90%，是这两种阔叶树材的2}4倍;1年生木薯秸秆的纤维素含量为34.37%，较棉秸秆、烟秸秆和豆秸秆还低，木质素为36.25%，热水抽提物含量为24.94%，远高于这些农作物秸秆，所以，纤维分离过程中的溶出物会较高。

  1年生木薯秸秆木质部粗蛋白达5.46%，钙为0.33%，粗脂肪为0.11%;髓心部粗蛋白为1.49%，钙为1.09%，粗脂肪为0.32%，具备微生物和昆虫生长所需的丰富的营养物质，因而，木薯秸秆极易霉变、遭虫蛀及长新芽。

    

来源：批木网整理

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