濾袋法測(cè)定紅麻、黃麻韌皮纖維主要成分的方法檢驗(yàn)

楊喜愛，肖愛平，冷鵑，廖麗萍，劉亮亮

(中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué)院麻類研究所，長(zhǎng)沙 410205)

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濾袋法測(cè)定紅麻、黃麻韌皮纖維主要成分的方法檢驗(yàn)

楊喜愛，肖愛平，冷鵑，廖麗萍，劉亮亮

(中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué)院麻類研究所，長(zhǎng)沙 410205)

根據(jù)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)方法“GB/T 5889-1986 苧麻化學(xué)成分定量分析方法”和“GB/T 6434-2006 飼料中粗纖維測(cè)定方法—過濾法”的提取反應(yīng)原理，應(yīng)用濾袋對(duì)紅麻、黃麻韌皮纖維的主要化學(xué)成分水溶物、果膠、半纖維素和粗纖維進(jìn)行檢測(cè)分析方法的改進(jìn)，并對(duì)國(guó)標(biāo)方法和濾袋法的檢測(cè)結(jié)果進(jìn)行差異比較分析，“配對(duì)t—檢驗(yàn)”統(tǒng)計(jì)分析結(jié)果表明兩種檢測(cè)方法無顯著差異。由此，確立了一種應(yīng)用濾袋快速準(zhǔn)確測(cè)定黃麻、紅麻韌皮纖維主要化學(xué)成分的新方法。

紅麻；黃麻；韌皮纖維；化學(xué)成分檢驗(yàn)

目前紅/黃麻化學(xué)成分的分析測(cè)定一直參考“GB/T 5889-1986 苧麻化學(xué)成分定量分析方法”進(jìn)行[1]，還沒有紅/黃麻化學(xué)成分分析的標(biāo)準(zhǔn)檢測(cè)方法；與苧麻原麻不同，紅/黃麻原麻皮厚，纖維粗硬，檢測(cè)時(shí)難以扎成麻球，提取劑也不容易滲透，因此紅/黃麻原麻需要粉碎或者剪碎后再加入提取劑進(jìn)行高溫煮提。每一成分提取結(jié)束還需將樣品從反應(yīng)瓶中轉(zhuǎn)移到玻璃砂芯坩堝進(jìn)行抽濾清洗，抽濾洗凈后的樣品再轉(zhuǎn)移到反應(yīng)瓶中進(jìn)行下一步的成分提取，如此反復(fù)。樣品在坩堝中抽濾洗凈平均需要3～5 h，完成每個(gè)成分的分析平均需要1 d的時(shí)間。由于果膠分解物的粘稠性會(huì)堵塞坩堝濾孔，果膠分解結(jié)束后的抽濾清洗尤為費(fèi)時(shí)。完成一個(gè)樣品的測(cè)試需要7 d左右的時(shí)間，檢測(cè)效率極低。在多次轉(zhuǎn)移的過程中，樣品也容易損失，導(dǎo)致結(jié)果不準(zhǔn)。粗纖維的測(cè)試分析則采用“GB/T 6434-2006 飼料中粗纖維測(cè)定方法—過濾法”[2]，酸堿分解結(jié)束都需要經(jīng)過過濾和洗滌過程，轉(zhuǎn)移過程中容易造成樣品的損失，坩堝過濾耗時(shí)很長(zhǎng)，檢測(cè)效率不高。根據(jù)傳統(tǒng)國(guó)標(biāo)方法的反應(yīng)原理，本方法對(duì)國(guó)標(biāo)法中部分參數(shù)進(jìn)行適當(dāng)改進(jìn)，應(yīng)用濾袋對(duì)紅麻、黃麻韌皮纖維中水溶物、果膠、半纖維素和粗纖維進(jìn)行測(cè)定分析，通過國(guó)標(biāo)法對(duì)該方法的檢測(cè)結(jié)果進(jìn)行檢驗(yàn)，采用“配對(duì)t—檢驗(yàn)”[3]判斷其檢測(cè)結(jié)果的準(zhǔn)確性和可靠性，以期為紅麻、黃麻化學(xué)成分檢測(cè)標(biāo)準(zhǔn)的制訂奠定技術(shù)基礎(chǔ)。

1 材料與方法

1.1 材料

樣品：3個(gè)不同品種紅麻和3個(gè)不同品種黃麻韌皮纖維來源于農(nóng)業(yè)部麻類產(chǎn)品質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)測(cè)試中心委托檢驗(yàn)存留樣品。

濾袋：12μm孔徑濾袋，購(gòu)于中國(guó)農(nóng)業(yè)大學(xué)肉牛研究中心。

試劑：① 3 g/L草酸銨溶液：稱取3.00 g草酸銨溶解在一定量的蒸餾水中，定容至1 L。② 12 g/L氫氧化鈉溶液：稱取12.00 g氫氧化鈉在一定量的蒸餾水中，定容至1 L。③ 1.25%硫酸溶液：稱取1.25 g濃硫酸溶解到100 mL蒸餾水中。④ 1.25%氫氧化鈉溶液：稱取1.25 g氫氧化鈉溶解到100 mL蒸餾水中。

設(shè)備：帶冷凝回流裝置可加熱玻璃杯(1000 mL，F(xiàn)OSS)；纖維切割刀；封口機(jī)(50 Hz～60 Hz，ANKOM)；電熱板(室溫～300 ℃，LabTech)；分析天平(感量0.1 mg，METTLER)；電熱恒溫干燥箱(室溫～200 ℃，LabTech)；高速植物樣品粉碎機(jī)(24000 r/min，F(xiàn)W177，北京永光明醫(yī)療儀器廠)；耐酸堿記號(hào)筆(ANKOM)。

1.2 方法

1.2.1 國(guó)標(biāo)法：水溶物、果膠、半纖維素的測(cè)定按“GB/T 5889-1986”進(jìn)行。

1.2.2 國(guó)標(biāo)法：粗纖維的測(cè)定按“GB/T 6434-2006”進(jìn)行。

1.2.3 濾袋法

1.2.3.1 試樣處理與烘干重

將紅麻和黃麻韌皮纖維樣品折中對(duì)折，剪取中間約占整個(gè)樣品1/3長(zhǎng)的部位，揀出麻骨、麻皮以及其他雜質(zhì)，混合理直平鋪于臺(tái)面上，隨機(jī)選取3個(gè)抽樣點(diǎn)，每點(diǎn)抽取一束(50 g～100 g)，切割刀切成長(zhǎng)約2 mm的碎段，混勻備用[4-6]。

每個(gè)濾袋稱取試樣約1 g，精確至0.1 mg，封口機(jī)熱熔封口。電熱恒溫干燥箱103 ℃±2 ℃，烘干至恒重。

1.2.3.2 水溶物的測(cè)定

烘干稱重后的3個(gè)試樣濾袋放入加熱燒杯中(每3個(gè)濾袋為1個(gè)處理)，加入蒸餾水150 mL，裝好冷凝回流裝置，煮沸1 h，熱水清洗至洗滌水無色，稍瀝水后再加入蒸餾水150 mL，煮沸2 h，清洗至洗滌水無色。同時(shí)設(shè)置另一個(gè)反應(yīng)終止后不予以清洗的對(duì)照處理，比較清洗和不清洗兩種終點(diǎn)處理方式的結(jié)果差異。將處理后的濾袋烘干，烘干溫度、時(shí)間和結(jié)果計(jì)算方法同GB/T 5889-1986。

1.2.3.3 果膠的測(cè)定

測(cè)完水溶物的濾袋放回加熱燒杯中，加入3 g/L草酸銨溶液150 mL，裝好冷凝回流裝置，煮沸3.5 h，熱水清洗至洗滌水不混濁。濾袋烘干和結(jié)果計(jì)算方法同GB/T 5889-1986。

1.2.3.4 半纖維素的測(cè)定

測(cè)完果膠的濾袋放回加熱燒杯中，加入12 g/L氫氧化鈉溶液150 mL，裝好冷凝回流裝置，煮沸3.5 h，熱水清洗至洗滌水無色。濾袋烘干和結(jié)果計(jì)算方法同GB/T 5889-1986。

1.2.3.5 粗纖維的測(cè)定

①稀酸稀堿處理：重新稱取3個(gè)試樣濾袋，每個(gè)濾袋試樣稱量約為1 g，準(zhǔn)確至0.1 mg，熱熔封口。烘干恒重后放入加熱燒杯中，加入1.25%硫酸溶液150 mL，裝好冷凝回流裝置，微沸1.5 h，熱水清洗至洗滌水無色，稍瀝水后再用1.25%氫氧化鈉溶液150 mL，裝好冷凝回流裝置，微沸1.5 h，熱水清洗至洗滌水無色，烘干至恒重。②灰化：稀酸稀堿處理后的濾袋在預(yù)稱重的坩堝中500 ℃±15 ℃加熱灰化。

計(jì)算出稀酸稀堿處理后裝樣濾袋烘干總質(zhì)量，減掉灰化殘?jiān)|(zhì)量，即為損失的有機(jī)物質(zhì)量。粗纖維含量按公式計(jì)算：W=[M2-(M1×C)]/M0×100%，式中W為粗纖維含量，單位為百分比(%)；M1—濾袋質(zhì)量，單位為克(g)；M0—樣品質(zhì)量，單位為克(g)；M2—損失的有機(jī)物質(zhì)量，單位為克(g)；C—灰分空白濾袋因素(空白濾袋灰化后質(zhì)量/空白濾袋質(zhì)量)。

2 結(jié)果與分析

2.1 水溶物

水溶物測(cè)定結(jié)果如表1，可以看出如果用濾袋法測(cè)水溶物不清洗，測(cè)定結(jié)果比國(guó)標(biāo)法的結(jié)果平均下降約2%，因此不再做差異比較分析。采用“配對(duì)試驗(yàn)兩個(gè)樣本均數(shù)差異顯著性檢驗(yàn)-t檢驗(yàn)”對(duì)清洗處理后的濾袋法和國(guó)標(biāo)法測(cè)定結(jié)果進(jìn)行差異比較分析，結(jié)果表明顯著水平α=0.05情況下，|t|=0.435

傳統(tǒng)國(guó)標(biāo)法水溶物分析采用2次換蒸餾水煮沸，第一次煮完的蒸餾水直接倒掉，第二次煮完后在分樣篩中將樣品洗干凈，然后烘干樣品。但這個(gè)過程在完全開放的條件下進(jìn)行，分樣篩孔徑較大，再加上第一次直接傾倒水溶液過程，容易將纖維碎屑等附著物質(zhì)一并除掉，導(dǎo)致測(cè)定結(jié)果偏大。濾袋法測(cè)水溶物也經(jīng)過2次蒸餾水煮沸過程，但如果沒有經(jīng)過適當(dāng)?shù)那逑?，水溶物不能完全從濾袋中析出，會(huì)影響結(jié)果的準(zhǔn)確性，導(dǎo)致水溶物結(jié)果偏小，影響后續(xù)的果膠測(cè)定。因此，濾袋法分析水溶物需要經(jīng)過一個(gè)適當(dāng)?shù)那逑催^程，清洗至洗滌液無色即可。

表1 水溶物測(cè)定終點(diǎn)處理方式與結(jié)果差異顯著性比較

Tab.1 Final treatment and difference of testing results of water-soluble substance between filter-bag method and national standard method

編號(hào)濾袋法(不清洗)國(guó)標(biāo)法d=x1-x2濾袋法(清洗)國(guó)標(biāo)法d=x1-x2d214.656.63-6.926.630.290.084125.847.31-7.437.310.120.014437.628.54-7.978.54-0.570.3249411.3312.67-12.5612.67-0.110.0121511.6413.42-12.6713.42-0.750.5625614.7616.17-16.1816.170.010.0001總和50.9464.74-63.7364.74-1.010.9981平均8.4910.79-x1=10.62x2=10.79-0.17-差異標(biāo)準(zhǔn)誤Sd0.163|t|值0.435顯著水平α=0.05情況下,|t|=0.435

2.2 果膠

果膠測(cè)定結(jié)果如表2，可以看出顯著水平α=0.05情況下，|t|=1.014

表2 果膠測(cè)定結(jié)果差異顯著性比較

Tab.2 Difference of testing results of pectin between filter-bag method and national standard method

編號(hào)濾袋法國(guó)標(biāo)法d=x1-x2d217.877.99-0.120.014427.016.740.270.072936.357.03-0.680.462448.568.74-0.180.032457.347.61-0.270.072966.856.790.060.0036總和43.9844.90-0.920.6586平均x1=7.33x2=7.48-0.15-差異標(biāo)準(zhǔn)誤Sd0.148|t|值1.014顯著水平α=0.05情況下,|t|=1.014

2.3 半纖維素

半纖維測(cè)定結(jié)果如表3，可以看出顯著水平α=0.05情況下，|t|=1.147

表3 半纖維素測(cè)定結(jié)果差異顯著性比較

Tab.3 Difference of testing results of hemicellulose between filter-bag method and national standard method

編號(hào)濾袋法國(guó)標(biāo)法d=x1-x2d2112.3712.75-0.380.1444213.6513.88-0.230.0529310.7110.350.360.1296410.1311.04-0.910.8281513.5813.97-0.390.1521611.3611.120.240.0576總和71.8073.11-1.311.3647平均x1=11.97x2=12.19-0.218-差異標(biāo)準(zhǔn)誤Sd0.190|t|值1.147顯著水平α=0.05情況下,|t|=1.147

2.4 粗纖維

粗纖維測(cè)定結(jié)果如表4，顯著水平α=0.05情況下，|t|=0.818

表4 粗纖維測(cè)定結(jié)果差異顯著性比較

Tab.4 Difference of testing results of crude fiber between filter-bag method and national standard method

編號(hào)濾袋法國(guó)標(biāo)法d=x1-x2d2148.5848.99-0.410.1681243.1443.75-0.610.3721354.7954.700.090.0081451.4550.970.480.2304547.6447.560.080.0064646.3246.89-0.570.3249總和291.92292.86-0.941.11平均x1=48.65x2=48.81-0.157-差異標(biāo)準(zhǔn)誤Sd0.192|t|值0.818顯著水平α=0.05情況下,|t|=0.818

3 結(jié)論

通過對(duì)國(guó)標(biāo)法“GB5889-1986 苧麻化學(xué)成分定量分析方法”和“GB/T 6434-2006 飼料中粗纖維測(cè)定方法—過濾法”中的試料形式和用量、提取試劑、浴比、處理時(shí)間以及終點(diǎn)處理等因素進(jìn)行適當(dāng)改進(jìn)，應(yīng)用濾袋測(cè)定紅麻、黃麻中水溶物、果膠、半纖維素和粗纖維的檢測(cè)結(jié)果準(zhǔn)確可靠，可以作為一種快速準(zhǔn)確的檢測(cè)方法。該方法從反應(yīng)開始到結(jié)束樣品都在濾袋中，能有效避免短細(xì)纖維流失和樣品損失等的問題，提高檢測(cè)結(jié)果的準(zhǔn)確性[7-8]。同時(shí)該方法可以一次處理多個(gè)樣品，能極大地提高檢測(cè)方法的效率和準(zhǔn)確性。該方法材料和設(shè)備要求簡(jiǎn)單，容易操作，誤差小，檢測(cè)效率高，結(jié)果數(shù)據(jù)可為紅麻、黃麻韌皮纖維化學(xué)成分檢測(cè)標(biāo)準(zhǔn)的制訂奠定技術(shù)基礎(chǔ)。

[1] GB/T 5889-1986《苧麻化學(xué)成分定量分析方法》[S].北京：中國(guó)標(biāo)準(zhǔn)出版社.

[2] GB/T 6434-2006《飼料中粗纖維測(cè)定方法—過濾法》[S].北京：中國(guó)標(biāo)準(zhǔn)出版社.

[3] 明道緒.田間試驗(yàn)與統(tǒng)計(jì)分析[M].科學(xué)出版社，2005年.

[4] 張森，張媛媛，蘇宇辰，等.飼料粒度及分布對(duì)國(guó)標(biāo)法和濾袋法測(cè)定粗纖維的影響及兩種方法的差異比較[J].糧食與飼料工業(yè),2015,(9):62-66.

[5] 田雨佳，曹志軍，李勝利*，等.不同粉碎粒度的飼料對(duì)濾袋法測(cè)定纖維物質(zhì)含量的影響[J].動(dòng)物營(yíng)養(yǎng)學(xué)報(bào)，2013，25(2)：350-355.

[6] 魏時(shí)來，藺淑琴，李典芬，等.飼糧樣品粉碎粒度對(duì)ADF和NDF尼龍濾袋法測(cè)定值的影響[J].畜牧獸醫(yī)雜志，2008，27(4)：3-5.

[7] 朱立濤，范志勇，楊丹丹，等.用濾袋測(cè)定飼料粗纖維含量的試驗(yàn)研究[J].飼料工業(yè)，2012，33(7)：55-56.

[8] 毛艷貞，羅彬月，侯國(guó)軍，等.濾袋法測(cè)定棉籽粕中粗纖維含量的不確定度評(píng)定[J].中國(guó)飼料，2015，(18)：29-34.

Method Inspection on Testing Main Components in Kenaf and Jute Bast Fiber with Filter Bags

YANG Xiai，XIAO Aiping，LENG Juan，LIAO Liping，LIU Liangliang

(Institute of Bast Fiber Crops, Chinese Academy of Agricultural Sciences, Changsha 410205，China)

Based on the same extraction reaction theories of the two national standard methods, namely “GB/T 5889-1986” and “GB/T 6434-2006”, the new improved methods with filter bags to test the main components including water-soluble-substances, pectin, hemicellulose and crude fiber in kenaf and jute bast fiber were studied. The testing results of the new methods were compared to estimate the reliability and difference with national standard methods by t-inspection analysis. There was no significant difference between the filter-bag methods and national standard methods. Therefore, the rapid and reliable testing methods applied with filter bags are established to test the main components in kenaf and jute bast fiber.

kenaf; jute; bast fiber; main components inspection

1671-3532(2016)05-0207-05

2016-07-15

楊喜愛(1974-)，女，副研究員，主要從事農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量安全與標(biāo)準(zhǔn)技術(shù)研究。E-mail:648440468@qq.com

S563.5

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