紫穗槐纖維基本組分含量測定

林子力

摘 要 目前，有關(guān)紫穗槐纖維基本化學成分及含量的研究報道尚十分有限，故本實驗對紫穗槐纖維各基本組分進行測定并得出結(jié)果：水分含量約為5.27%;苯-乙醇抽提物含量約為12.05%;木質(zhì)素含量約為28.7%;綜纖維素含量約為76.50%;纖維素含量約為48.42%。本研究為進一步開發(fā)紫穗槐提供了一定的科學依據(jù)，對節(jié)約和高效利用木材資源具有一定意義。

關(guān)鍵詞 紫穗槐;纖維組分;測定

中圖分類號：S793.2 文獻標志碼：B 文章編號：1673-890X（2015）27--02

1 紫穗槐概述

1.1 定義

紫穗槐（Amorpha fruticosa L.）屬豆科植物，又被稱之為棉槐、紫花槐。紫穗槐原產(chǎn)于美國東北部和東南部，紫穗槐的植株一般生長高度在1～4 m，由于紫穗槐的葉子類似于像槐樹，其所開花朵為紫色，且花朵聚集成穗狀。因此，命名為紫穗槐。該植物在我國有著較廣的種植區(qū)域，主要分布在華北、西北地區(qū)，由于紫穗槐具有較強的耐寒、耐旱、耐濕和耐鹽堿等多種性能;同時，具有抗風沙等多種用途，其屬于易生長灌木。因此，紫穗槐在一些荒山坡、水多流失較嚴重的地區(qū)得到了較廣地推廣[1]。

1.2 紫穗槐種植的必要性

紫穗槐在我國的分布范圍很廣，主要由于得益于以下幾個方面。首先，紫穗槐能夠較有效地保護生態(tài)環(huán)境，主要由于紫穗槐具有較強的抗旱性、抗風沙性，再加上我國很多地區(qū)由于人為因素的破壞，導致水土流失現(xiàn)象較為嚴重。因此，紫穗槐廣泛地種植在道路兩側(cè)及河流溝渠護坡上，能夠減少水土流失;同時，紫穗槐的根系十分發(fā)達，能夠起到“活鋼筋”的作用，且紫穗槐易于繁殖，不需要過多的人為種植。其次，紫穗槐可以對鹽堿荒地進行改良，增加土地肥力的作用。紫穗槐屬于豆科植物，有著數(shù)量較多的根瘤菌，而且其耐堿性較強，在改良鹽堿地的同時，也能夠增加土地的肥力。另外，由于紫穗槐葉量大，其每年落葉量達到2 250～4 500 kg/hm2。研究表明，如果在一塊土地種植5 a紫穗槐，其所處土地的地表的有機質(zhì)有著較大的改善，且含鹽量下降30%以上。最后，紫穗槐能夠促進當?shù)亟?jīng)濟的發(fā)展，由于紫穗槐的枝條細長柔韌，非常適用于筐簍、簸箕等工藝品的編制，也可以作為人造纖維、紙張等原料，很好地幫助農(nóng)民經(jīng)濟的發(fā)展。

2 紫穗槐研究進展

2.1 紫穗槐刨花板的研究

紫穗槐原料的突出特點是纖維的形狀短粗，細胞腔大，纖維的干縮和濕脹性均大于一般刨花板用材。這些特點決定了其刨花板的物理強度低，吸水厚度膨脹率較高。范德成采用部分對比試驗[2]，利用正交試驗方法研究出紫穗槐刨花板生產(chǎn)的較佳工藝條件，結(jié)果表明，紫穗槐能夠作為刨花板原料生產(chǎn)出合格的刨花板。

2.2 紫穗槐制漿的研究

制漿研究表明，紫穗槐纖維呈紡錘性，纖維細短但勻整，雜細胞含量較少，紙漿顏色較暗并帶有紫色。山東造紙研究所首次對紫穗槐這種新的造紙纖維原料進行了一系列研究[3]，并使其成功地用于生產(chǎn)化學漿制膠印書刊紙。開發(fā)利用紫穗槐制漿造紙是很有前途的。

2.3 紫穗槐發(fā)電

生物質(zhì)能發(fā)電主要是利用農(nóng)業(yè)、林業(yè)和工業(yè)廢棄物為原料，也可以將城市垃圾作為原料，采取直接燃燒或氣化的發(fā)電方式[4]。用紫穗槐作燃料發(fā)電，已經(jīng)引起了生物質(zhì)能電廠的普遍關(guān)注。要實現(xiàn)利用紫穗槐發(fā)電的目標，只在理論上的可行是遠遠不夠的，必須要有充足的原料來源，只有這樣，紫穗槐發(fā)電才能真正變成現(xiàn)實。通過推廣紫穗槐發(fā)電，可以為生物質(zhì)發(fā)電企業(yè)提供充足的燃料來源，在保證企業(yè)經(jīng)濟效益的同時，紫穗槐大面積種植也具有很好的經(jīng)濟、環(huán)境和社會效益。

3 紫穗槐基本成分測定

3.1 分析用試樣的采取

在每棵原木梢、腰、底部各鋸2～3塊厚2～3 cm的原木，風干后，切成薄片混合，按四分法取樣品100 g用粉碎機磨成能通過40目篩的細末。取能通過40目篩但不能通過60目篩的細末。

3.2 水分含量的測定

測定方法是根據(jù)試樣在（105±2）℃下烘干至恒所失去的質(zhì)量與試樣原質(zhì)量之比而求得的，以百分數(shù)表示。參考了“GB/T 2677.2-2011 造紙原料水分的測定”的規(guī)定。

（1）

式（1）中，G為扁形稱量瓶質(zhì)量（g）;G1為扁形稱量瓶與試樣在烘干前的質(zhì)量（g）;G2為扁形稱量瓶與試樣在烘干后的質(zhì)量（g）。

3.3 苯-乙醇抽出物含量測定

測定方法是用苯—乙醇混合液抽提試樣，然后將抽出液蒸發(fā)，烘干，稱量不揮發(fā)的殘渣量[5]。苯—乙醇抽出物包括原料中所含有的樹脂、蠟及脂肪以及一些乙醚不溶物如單寧及色素等。參考了“GB/T 2677.6-1994 造紙原料有機溶劑抽出物含量的測定”的規(guī)定。

（2）

式（2）中，G為高形瓶質(zhì)量（g）;G1為高形瓶連同已烘干殘余物質(zhì)量（g）;G2為風干試樣質(zhì)量（g）;W為試樣水分（%）。

3.4 木質(zhì)素含量測定

測定方法是用72%（m/m）硫酸水解已用苯—乙醇抽提過的原料試樣，從而定量地測定其殘余物（木質(zhì)素）量，即測得酸不溶木質(zhì)素含量[6]。參考了“GB/T 10337-2008 造紙原料和紙漿中酸溶木質(zhì)素的測定法”的規(guī)定。

（3）

式（3）中，G為濾器烘干后的質(zhì)量（g）;G1為烘干后的濾器連同殘渣質(zhì)量（g）;G2為風干試樣質(zhì)量（g）;W為試樣水分（%）。

3.5 綜纖維素含量測定

綜纖維素是指植物原料在除去木質(zhì)素后所保留的全部半纖維素及纖維素的總量。測定方法是用亞氯酸鈉處理已抽出樹脂的試樣以除去其中所含的木質(zhì)素，從而定量地測定殘留物（綜纖維）的量[7]。本實驗參考了“GB/T 2677.10-1995造紙原料綜纖維素含量的測定”的規(guī)定。

3.6 纖維素含量測定

測定方法是基于20%硝酸和80%乙醇混合液處理試樣，使試樣品中的木質(zhì)素變?yōu)橄趸举|(zhì)素，所生成的硝化木質(zhì)素和氧化木質(zhì)素溶解于乙醇中;同時，有大量的半纖維素被水解，氧化而溶出[8]。所得殘渣即硝酸乙醇纖維素。所得的殘渣過濾后，用水清洗并烘干，測定其含量。

（4）

式（4）中，G為玻璃濾器質(zhì)量（g）;G1為盛有烘干后殘渣的玻璃濾器質(zhì)量（g）;G2為風干試樣質(zhì)量（g）;W為試樣水分（%）。

3.7 結(jié)果

本次實驗測定了紫穗槐纖維中水分、苯-乙醇抽提物、木質(zhì)素、綜纖維素以及纖維素的含量。經(jīng)過兩組實驗進行對比求取平均值和標準偏差，得出結(jié)論，基本達到本次實驗的目的。根據(jù)測量數(shù)據(jù)，紫穗槐中水分含量約為5.27%;苯-乙醇抽提物含量約為12.05%;木質(zhì)素含量約為28.7%;綜纖維素含量約為76.50%;纖維素含量約為48.42%。測量值在理論值范圍內(nèi)，數(shù)據(jù)符合要求，測量結(jié)果可供參考時使用。

參考文獻

[1]汪進，孫德俠.紫穗槐木制漿造紙的研究[J].中國造紙，1992（3）.

[2]Kemal M，Wahba Khalil S K，Rao N G S，et al.Isolation and Identification of A Cannabinoid-like Compound from Amorpha Species[J].Journal of Natural Products，1979，42（5）：463-468.

[3]Lester A M，Young H P，Ali A，et al.Amorfrutin A and B，Bibenzyl Antimicrobial Agents from Amorpha Fruticosa[J].Phytochemistry，1981，20（4）：781-785.

[4]焦姣，孫慧，蘭杰，等.紫穗槐種子殺菌活性成分的提取、分離與鑒定[J].農(nóng)藥，2012，51（7）：491-493.

[5]DIAO Y P，LI Q G，LI K，et al.Identification of the Antibacterial Chemical Constituents of Amorpha Fruticosa L.by A Modified High-Throughput Screening Method[J].Asian Journal of Chemistry，2011，23（10）：4669-4671.

[6]范珊珊.紫穗槐抑菌活性研究及其化學成分分析[D].南京：南京信息工程大學，2009.

[7]Klouchek E.Experimental Studies on the Hepatoprotective Activity of Isolated Amorpha fruticosa flavonoids[J].Eksperimentalna Meditsina I Morfologiia，1985，24（2）：50-54.

[8]Terada H. Structural Elucidation and Chemical Conversion of Amorphispironone，A Novel Spironone form Amorpha fruticosa to Rotenoids[J].Chemical& Pharmaceutical Bulletin，1993，41（1）：187-190.

（責任編輯：劉昀）