一年生葛莖的化學(xué)成分與纖維特性研究

高曉路，唐漢軍*，梁潔，陶湘林，魏穎娟，吳躍輝，陳志輝

一年生葛莖的化學(xué)成分與纖維特性研究

高曉路1,2，唐漢軍1,2*，梁潔2，陶湘林2，魏穎娟2，吳躍輝2，陳志輝3

(1.湖南大學(xué)隆平分院，湖南 長(zhǎng)沙 410125；2.湖南省農(nóng)業(yè)科學(xué)院農(nóng)產(chǎn)品加工研究所，湖南 長(zhǎng)沙 410125；3.湖南省農(nóng)業(yè)科學(xué)院作物研究所，湖南 長(zhǎng)沙 410125)

為充分利用葛麻纖維，采用化學(xué)法分析湖南和江西不同地區(qū)一年生野葛莖和人工栽培粉葛莖及葛麻的化學(xué)成分，探討制麻技術(shù)對(duì)纖維性能的影響，并通過(guò)電鏡掃描、顯微鏡觀察等對(duì)葛麻表面形態(tài)結(jié)構(gòu)、單纖維特性進(jìn)行表征。結(jié)果表明：野生鮮葛莖的干物質(zhì)總含量高于粉葛的，且干物質(zhì)總量、不溶性纖維含量均隨生長(zhǎng)期延長(zhǎng)而增加，粉葛的各項(xiàng)指標(biāo)在地域和品種間均存在差異，在12月采收的3個(gè)粉葛中，太空粉葛莖的粗脂肪、粗蛋白、灰分和可溶性纖維的質(zhì)量分?jǐn)?shù)均較高，江西粉葛的均較低；堿處理法所得葛麻的殘膠率明顯小于自然發(fā)酵法的殘膠率，其斷裂強(qiáng)度較大，且葛麻表面的纖維結(jié)構(gòu)較清晰；堿處理法所得不同原料葛麻的理化特性和化學(xué)成分在地域間、品種間均表現(xiàn)出明顯差異，總體上野葛麻的斷裂強(qiáng)度較高，野葛和粉葛均有隨生長(zhǎng)期延長(zhǎng)而斷裂強(qiáng)度增加的趨勢(shì)，膠質(zhì)等非纖維成分達(dá)17.5%~33.3%；野葛的纖維素含量均達(dá)80%以上，且不同生長(zhǎng)期間的纖維素含量沒(méi)有明顯差異，粉葛的纖維素含量低于野葛的，且12月采收的樣品纖維素含量顯著低于9月采收樣品的；葛麻單纖維的公制支數(shù)為3 098.2~3 866.7 m/g，單纖維線密度為2.6~3.2 dtex，野葛麻的平均直徑和公制支數(shù)優(yōu)于粉葛麻的；葛麻的纖維素含量、半纖維素含量與葛麻單纖維的理化特性具有密切關(guān)聯(lián)。

葛莖；野葛麻；粉葛麻；化學(xué)成分；纖維特性

葛()是多年生豆科藤本藥食兩用植物，主要分布在熱帶和溫帶地區(qū)，目前在世界范圍已有35種被確認(rèn)[1]，其中野葛((Wild) Ohwi)分布最為廣泛，其次是粉葛(Benth)，均是加工葛根淀粉[2–4]和中藥材[5–8]的主要原料來(lái)源。近年，中國(guó)在葛新品種的培育、栽培、加工技術(shù)和產(chǎn)品研發(fā)等方面取得了巨大的進(jìn)步，在華南、華東、華中、西南等地均形成一定的產(chǎn)業(yè)規(guī)模，每年可食部的葛根產(chǎn)量達(dá)150萬(wàn)t以上。葛根的種植和初加工已成為“三區(qū)”脫貧致富的一個(gè)重要產(chǎn)業(yè)。但目前對(duì)葛的研究大部分集中于對(duì)葛根的研究分析，葛葉莖[9]等地上部分幾乎沒(méi)有得到有效利用。由于葛莖韌皮纖維(麻)的優(yōu)良特性及富含異黃酮等活性成分，加上現(xiàn)代科技的融入，葛麻制品[10–13]成為了高端紡織品。目前，對(duì)葛麻的研究報(bào)道較少，系統(tǒng)的研究開(kāi)發(fā)應(yīng)用幾乎是空白。

本研究中，系統(tǒng)分析湖南及江西地區(qū)的野葛和栽培粉葛一年生莖的基本營(yíng)養(yǎng)成分，比較自然發(fā)酵法和堿處理法得到的一年生葛莖的出麻率及其理化特性，旨在為開(kāi)發(fā)高附加值葛麻提供依據(jù)。

1　材料與方法

1.1　試驗(yàn)材料

一年生葛莖的種類、產(chǎn)地和采收時(shí)間如表1所示。

表1　供試材料

1.2　指標(biāo)檢測(cè)方法

1) 鮮葛莖的水分含量分析。隨機(jī)選取一年生鮮葛莖3~5支，清水洗凈，取中段5 cm，切成長(zhǎng)約5 mm小段，采用AOAC法[14]分析樣品的水分含量，計(jì)算鮮葛莖的干物質(zhì)質(zhì)量百分比。

2) 葛莖基本營(yíng)養(yǎng)成分含量分析。隨機(jī)選取一年生鮮葛莖3~5支，清水洗凈，切成厚約2 mm薄片，在105 °C下殺青15 min，70 °C下常壓烘干，用小型粉碎機(jī)粉碎至直徑小于0.2 mm粉末作為分析樣品。采用AOAC法[14]分析樣品的基本營(yíng)養(yǎng)成分(水分、干物質(zhì)、粗脂肪、粗蛋白、總纖維、總糖、灰分)的含量，并通過(guò)分析樣品的水分含量值修正各成分?jǐn)?shù)據(jù)，作為各營(yíng)養(yǎng)成分的干基含量值，并計(jì)算其總糖含量。

3) 原麻的形態(tài)觀察。采用SEM掃描電子顯微電鏡(EVO–LS10)觀察原麻的形態(tài)。

4) 自然發(fā)酵法葛麻提取工藝。取鮮莖樣品10~20支，剪去葉片，清水洗去泥沙等雜質(zhì)，用蒸汽處理30 min殺青，常溫下自然發(fā)酵7 d后，剝?nèi)№g皮組織，清除表皮等雜質(zhì)，漂洗干凈，70 ℃常壓烘干，作為原麻樣品。根據(jù)鮮莖干物質(zhì)含量及原麻含水量計(jì)算出粗麻率。

5) 堿處理法葛麻提取工藝。取鮮莖樣品10~20支，剪去葉片，清水洗去泥沙等雜質(zhì)，在2%的NaOH溶液中煮沸60 min，剝?nèi)№g皮組織，清除表皮等雜質(zhì)，漂洗至中性，70 °C常壓烘干，作為原麻樣品。根據(jù)鮮莖干物質(zhì)含量及原麻含水量計(jì)算出粗麻率。

6) 原麻的厚度分析。參照ULUDAG等[15]的方法測(cè)定單片麻厚度。

7) 原麻的斷裂強(qiáng)度分析。原麻樣品放置于20 °C的硝酸鎂飽和溶液恒濕器中24 h以上，采用質(zhì)構(gòu)儀(TPA–CP3)進(jìn)行質(zhì)構(gòu)分析。分析條件：探頭TA7，探頭速度0.5 mm/s，觸發(fā)點(diǎn)負(fù)載4.5 g，探頭推進(jìn)距離10 mm，單片麻樣品寬度3 mm，隔距18.5 mm。

8) 原麻的單點(diǎn)回潮率分析。準(zhǔn)確稱取105 °C烘干的樣品約0.5 g()，放入已知質(zhì)量(1)的干燥皿，在相對(duì)濕度55.87%的硝酸鎂飽和溶液恒濕器中放置7 d，稱量干燥皿總質(zhì)量(2)?；爻甭?(2–1)/× 100%。

9) 原麻的殘膠率及化學(xué)成分分析。按照GB/T 5889—1986苧麻化學(xué)成分定量分析方法[16]測(cè)量原麻成分。

10) 原麻的單纖維特性分析。隨機(jī)抽取葛麻扎緊，用刀片切成厚約0.3 mm的斷片，在研缽中適當(dāng)研磨混勻，在105 °C下烘干，稱取50.00 mg粉末樣品(3次)，加入5%NaOH溶液2 mL，并在沸水浴中煮沸3 h以上，然后用超聲波細(xì)胞破碎機(jī)進(jìn)一步處理2 h，充分分散，將該處理液定容至25 mL，作為單纖維分析樣品。該處理液經(jīng)過(guò)3次離心–漂洗操作后，收集沉淀并在105 °C下烘至恒重，作為單纖維斷片總質(zhì)量。單纖維分析樣品搖勻后，每次精確取10 μL于載玻片上，參照冷娟等[17]的方法，在金相顯微鏡(250A–BA310)下計(jì)量10 μL樣品(6次)中單纖維斷片的總數(shù)、平均長(zhǎng)度和平均直徑。25 mL樣品中單纖維的總長(zhǎng)度和單纖維斷片的平均直徑作為葛麻單纖維特性評(píng)判依據(jù)，參照GB/T 5884—1986苧麻纖維支數(shù)試驗(yàn)方法[18]計(jì)算葛麻的公制支數(shù)、葛麻的單纖維線密度。

上述測(cè)得的所有數(shù)據(jù)均采用Excel 2007和SPSS 7.0統(tǒng)計(jì)處理。

2　結(jié)果與分析

2.1　葛莖的水分含量及基本營(yíng)養(yǎng)成分

如表2所示，一年生葛莖的水分含量為68.3%～78.0%，干物質(zhì)含量為22.0%～31.7%；野葛的干物質(zhì)總量高于栽培粉葛；粉葛在地域以及品種間有明顯的差異，其中太空粉葛的干物質(zhì)含量最低。隨著生長(zhǎng)時(shí)間的延長(zhǎng)，野葛的粗脂肪、粗蛋白、總糖、灰分和可溶性纖維的質(zhì)量分?jǐn)?shù)有減少的趨勢(shì)，而不溶性纖維質(zhì)量分?jǐn)?shù)明顯增加。粉葛的各項(xiàng)指標(biāo)在地域和品種間均存在差異，與湖南12月采收的粉葛比較，湖南9月采收粉葛的粗脂肪、粗蛋白和灰分的質(zhì)量分?jǐn)?shù)較低，而總纖維、總糖的質(zhì)量分?jǐn)?shù)略高；在12月采收的3個(gè)粉葛中，太空粉葛莖的粗脂肪、粗蛋白、灰分和可溶性纖維的質(zhì)量分?jǐn)?shù)均較高，江西粉葛的均較低。

表2　一年生葛鮮莖的水分和干物質(zhì)含量及干基葛莖的基本營(yíng)養(yǎng)成分

2.2　不同方法提取的原麻形態(tài)

運(yùn)用掃描型電子顯微鏡對(duì)野葛莖原麻(KS3)的表面特征進(jìn)行觀察，結(jié)果(圖1)顯示，自然發(fā)酵法原麻表面比堿處理法原麻表面明顯覆蓋著更多的果膠等雜質(zhì)，堿處理法原麻展現(xiàn)了更清晰的纖維結(jié)構(gòu)。

圖1　野葛原麻(KS3)的形態(tài)觀察結(jié)果

2.3　不同方法提取的原麻的理化特性

從表3可以看出，自然發(fā)酵法原麻(KS3)的粗麻率和回潮率比堿處理法的略高，而單片麻厚度和殘膠率(以干基計(jì))顯著高于堿處理法原麻，并表現(xiàn)較小的斷裂強(qiáng)度。這些結(jié)果表明，堿處理法不僅大幅縮短了前處理時(shí)間，同時(shí)獲得的原麻質(zhì)量較好，相比自然發(fā)酵法有很大的工藝優(yōu)勢(shì)。

表3　不同方法提取的原麻(KS3)的理化特性

同列不同字母示處理方法間差異顯著(<0.05)。

2.4　不同原料的原麻的理化特性

采用堿處理法提取7個(gè)樣品的原麻，它們的理化指標(biāo)如表4所示。干基粗麻率6.5%～11.9%，原麻的回潮率4.7%～5.6%，斷裂強(qiáng)度453.6～572.0 MPa，地域間以及品種間均表現(xiàn)出明顯的差異?？傮w上野葛的斷裂強(qiáng)度較高，野葛和粉葛均有隨生長(zhǎng)期延長(zhǎng)斷裂強(qiáng)度增加的趨勢(shì)。

表4　堿處理法提取的不同原料的原麻理化特性

同列不同字母示樣品間差異顯著(<0.05)。

2.5　不同葛麻原麻的化學(xué)成分

7個(gè)樣品的原麻化學(xué)成分如表5所示。膠質(zhì)等非纖維成分達(dá)到17.5%～33.3%。野葛的纖維素含量均達(dá)80%以上，不同時(shí)期樣品的纖維素含量間的差異無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義；9月以前采收的樣品，野葛與栽培粉葛的纖維素含量間差異無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義；12月采收的粉葛樣品，在地域間有明顯差異。木質(zhì)素在生長(zhǎng)期間有所增加，9月以前采收的樣品木質(zhì)素均未被檢出，而12月采收的樣品木質(zhì)素含量約為10%，且脂蠟質(zhì)含量有增加的趨勢(shì)。綜合這些理化特性可認(rèn)為，作為葛麻的提取原料，野葛莖優(yōu)于粉葛莖，同時(shí)均在9月前采收比較理想。

表5　不同葛麻原麻的化學(xué)成分

同列不同字母示樣品間差異顯著(<0.05)。

2.6　葛麻的單纖維特性

葛麻的纖維形態(tài)如圖2所示。葛麻單纖維的直徑約3～12 μm，絕大多數(shù)在10 μm以下，平均直徑6.3～7.2 μm；公制支數(shù)3 098.2～3 866.7 m/g；單纖維線密度2.6～3.2 dtex，在品種間、地域間均表現(xiàn)出明顯差異，總體上野葛優(yōu)于栽培粉葛(表6)。與其他植物纖維比較，這些指標(biāo)也遠(yuǎn)優(yōu)于苧麻纖維(21.6 μm)[19]和桑蠶絲(9.6 μm)[20]。這些結(jié)果預(yù)示葛莖韌皮纖維是一種優(yōu)異的紡織纖維，具有巨大的開(kāi)發(fā)潛力和經(jīng)濟(jì)價(jià)值。

圖2　葛麻的纖維形態(tài)觀察結(jié)果

表6　葛麻的單纖維特性

同列不同字母示樣品間差異顯著(<0.05)。

2.7　葛麻的品質(zhì)特性與單纖維理化特性的相關(guān)性分析

從表7可以看出，半纖維素含量與葛麻單纖維的平均直徑呈極顯著正相關(guān)；半纖維素含量與葛麻單纖維的線密度呈顯著正相關(guān)；半纖維素含量與葛麻單纖維的公制支數(shù)呈極顯著負(fù)相關(guān)；纖維素含量與葛麻單纖維的平均直徑呈顯著負(fù)相關(guān)；纖維含量與葛麻單纖維的公制支數(shù)呈顯著正相關(guān)；水溶物含量與所測(cè)的葛麻其他特性間均無(wú)相關(guān)性，纖維素含量與葛麻單纖維的線密度無(wú)相關(guān)性?？傮w來(lái)看，葛麻的纖維素含量、半纖維素含量與葛麻單纖維的理化特性具有密切關(guān)聯(lián)。

表7　葛麻的品質(zhì)特性及葛麻單纖維理化特性的相關(guān)性分析結(jié)果

“*”示顯著相關(guān)(<0.05)；“**”示極顯著相關(guān)(<0.01)。

3　結(jié)論與討論

本研究中，對(duì)湖南和江西不同地區(qū)，以及夏冬兩季的一年生野葛和栽培粉葛共計(jì)7個(gè)樣品的葛莖成分及其韌皮纖維的制麻特性進(jìn)行了比較。葛莖的干物質(zhì)總量為22.0%～31.7%，野葛的高于栽培粉葛，且生長(zhǎng)時(shí)間越長(zhǎng)，野葛干物質(zhì)總量有增加的趨勢(shì)，而脂肪、蛋白、總糖、灰分和可溶性纖維等營(yíng)養(yǎng)成分的相對(duì)比例減少，不溶性纖維含量增加?？傊鹎o的營(yíng)養(yǎng)成分因品種、地域和生長(zhǎng)時(shí)間存在明顯的差異，與已報(bào)道的[21]基本一致?？梢赃@樣認(rèn)為，以提取葛麻為目的時(shí)，充分生長(zhǎng)的葛莖比較理想，但不可忽略品種和地域的差異。

因自然發(fā)酵法提取葛麻，有成本低、污染小等優(yōu)勢(shì)，但堿處理法提取葛麻效率高，可將7 d的自然發(fā)酵期縮短至幾小時(shí)，且獲得的原麻殘膠率顯著降低，斷裂強(qiáng)度顯著增大，原麻質(zhì)量明顯提高。7個(gè)葛莖樣品，干基粗麻率為6.5%～11.9%，其纖維素含量為66.7%～82.5%，7月至9月的野葛原麻的纖維素含量均達(dá)到80%以上，斷裂強(qiáng)度總體上高于粉葛。野葛和粉葛均隨生長(zhǎng)期延長(zhǎng)而斷裂強(qiáng)度呈增加趨勢(shì)，但是12月粉葛莖的原麻的木質(zhì)素含量高達(dá)10%左右，且脂蠟質(zhì)含量有增加的趨勢(shì)，而9月的原麻幾乎不含木質(zhì)素(未檢出)。綜合考慮，作為葛麻的提取原料，野葛莖優(yōu)于粉葛莖，同時(shí)均在9月前采收比較好。

本研究中，將原麻進(jìn)一步切細(xì)碾磨均勻，然后采用高溫堿煮結(jié)合超聲波處理分散，用5%NaOH溶液煮沸比預(yù)試驗(yàn)用3%NaOH的分散效果好，幾乎達(dá)到了完全分散的目的，獲得了較好的單纖維斷片分散液。該液體調(diào)整到適當(dāng)濃度(300根/10 μL)后，通過(guò)金相顯微鏡攝像系統(tǒng)[17,19]，測(cè)量了單位質(zhì)量的單纖維斷片的數(shù)量、長(zhǎng)度和直徑等數(shù)據(jù)，獲得了較好的公制支數(shù)、單纖維線密度等重要指標(biāo)。但從顯微觀察結(jié)果分析，部分纖維(特別是切口部位)有被堿水解的跡象。基于這些觀察推斷，比較小的纖維斷片有可能被水解掉，使公制支數(shù)的數(shù)據(jù)偏小，今后高溫堿煮的處理?xiàng)l件需要進(jìn)一步確認(rèn)和完善。

本研究獲得的葛纖維公制支數(shù)達(dá)3 098.2～3 866.7 m/g，單纖維的平均直徑6.3～7.2 μm，單纖維線密度為2.6～3.2 dtex，這些數(shù)據(jù)完全優(yōu)于同類型的苧麻纖維[19]。雖然葛麻纖維的品質(zhì)存在品種、地域和季節(jié)上的差異，但在天然纖維中是一種高品質(zhì)纖維，具有巨大的開(kāi)發(fā)潛力和經(jīng)濟(jì)價(jià)值。本研究中，葛莖原麻提取率為6.5%～11.9%，理論上可年產(chǎn)原麻672.6～1 457.3 kg/hm2，葛莖原麻的最高產(chǎn)量與江西的苧麻產(chǎn)量(1 500 kg/hm2)相近，如果年收割3次，產(chǎn)量有望進(jìn)一步提高?；诟鹇榈睦w維品質(zhì)遠(yuǎn)高于苧麻，單位面積的產(chǎn)值更高。

葛麻是一種優(yōu)良的天然植物纖維，綜合品質(zhì)比苧麻的高；從單纖維線密度指標(biāo)評(píng)價(jià)，甚至比桑蠶絲優(yōu)良，具有很大的開(kāi)發(fā)潛力和經(jīng)濟(jì)價(jià)值。品種上，野葛的纖維優(yōu)于粉葛；季節(jié)上，生長(zhǎng)期長(zhǎng)的優(yōu)于生長(zhǎng)期短的，但生長(zhǎng)期過(guò)長(zhǎng)，木質(zhì)化程度增加，葛麻的產(chǎn)量和質(zhì)量均會(huì)有所降低。葛麻的提取工藝有待進(jìn)一步研究。

[1] 梁潔，李琳，唐漢軍．葛的功能營(yíng)養(yǎng)特性與開(kāi)發(fā)應(yīng)用現(xiàn)狀[J]．食品與機(jī)械，2016，32(11)：217–224．

LIANG J，LI L，TANG H J．Research and development of functional properties in Pueraria[J]．Food and Machinery，2016，32(11)：217–224．

[2] 陶湘林，郭晉琦，吳躍輝，等．太空葛根的營(yíng)養(yǎng)功能成分及淀粉理化特性評(píng)價(jià)[J]．中國(guó)糧油學(xué)報(bào)，2017，32(12)：38–43．

TAO X L，GUO J Q，WU Y H，et al．Nutritional components of space Pueraria root and physicochemical properties of its starch-evaluation[J]．Journal of the Chinese Cereals and Oils Association[J]，2017，32(12)：38–43．

[3] 高曉路，唐漢軍，梁潔，等．功能性葛根淀粉制備技術(shù)研究[J]．湖南農(nóng)業(yè)科學(xué)，2018(10)：87–91．

GAO X L，TANG H J，LIANG J，et al．Study on the preparation technology of functional Kudzu starch [J]，Hunan Agricultual Sciences，2018(10)：87–91．

[4] LIANG J，MAEDA T，TAO X L，et al．Physicochemical properties ofroot starches and their effect on the improvement of buckwheat noodle quality[J]．Cereal Chemistry，2017，94(3)：554–559．

[5] TANAKA T，TANG H J，YU F N，et al．Kudzu() vine ethanol extracts improve ovariectomy-induced bone loss in female mice[J]．Journal of Agricultural and Food Chemistry，2011，59(24)：13230–13237．

[6] TANAKA，T，UCHIYAMA T，TANG H J．Kudzu isoflavonoids suppress bone resorption in ovariectomized mice[J]．Trace Nutrients Research，2010，27：35–38．

[7] YUAN S Y，SHENG T，LIU L Q，et al．Puerarin prevents bone loss in ovariectomized mice and inhibits osteoclast formation in vitro[J]．Chinese Journal of Natural Medicines，2016，14(4)：265–269．

[8] ZHU X，WANG K，ZHANG K，et al．Puerarin protects human neuroblastoma SH-SY5Y cells against glutamate-induced oxidative stress and mitochondrial dysfunction[J]．Journal of Biochemical and Molecular Toxicology，2016，30(1)：22–28．

[9] 李琳，唐漢軍，單楊，等．栽培粉葛藤蔓的營(yíng)養(yǎng)成分特性及其安全性評(píng)價(jià)[J]．食品與機(jī)械，2014，30(3)：64–68，173．

LI L，TANG H J，SHAN Y，et al．Food safety evaluation of cultivated Kudzu vine(thomsoii Benth [J]．Food and Machinery，2014，30(3)：64–68，173．

[10] LUO X Y，BENSON R S，KIT K M，et al．Kudzu fiber-reinforced polypropylene composite[J]．Journal of Applied Polymer Science，2002，85(9)：1961–1969．

[11] RASCH R，STRICHER A，TRUSS R W．Energy filtered low voltage "in lens detector" SEM and XPS of natural fiber surfaces[J]．Journal of Applied Polymer Science，2014，131(9)：1–7．

[12] 吳綏菊，栗小云．葛藤纖維高溫脫膠工藝研究[J]．上海紡織科技，2013，41(8)：8–9，47．

WU S J，LI X Y．Study on the high-temperature degumming process offiber[J]．Shanghai Textile Science &Technology，2013，41(8)：8–9，47．

[13] KAWAHARA Y，TSUDA T，MINAMI H，et al. Enzymatic retting of kudzu fibers[J]．Journal of Applied Polymer Science，2007，106(4)：2759–2762．

[14] HELRICH K．Official Methods of Analysis of the AOAC[S]．15th ed．Arlington：Association of Official Analytical Chemists，1990．

[15] ULUDAG S，LOHA V，PROKOP A，et al．The effect of fermentation (retting) time and harvest time on kudzu () fiber strength[C]//WYMAN C E，DAVISON B H．Seventeenth Symposium on Biotechnology for Fuels and Chemicals．ABAB Symposium．Totowa：Humana Press，1996，57/58：75–84．

[16] GB/T 5889—1986苧麻化學(xué)成分定量分析方法[S]．

GB/T 5889—1986Method of quantitative analysis of ramie chemical components [S]．

[17] 冷鵑，肖愛(ài)平，廖麗萍，等．全自動(dòng)苧麻纖維細(xì)度儀的研制[J]．中國(guó)麻業(yè)科學(xué)，2016，38(4)：167–175．

LENG J，XIAO A P，LIAO L P，et al．The development of automatic ramie fiber fineness instrument[J]．Plant Fiber Sciences in China，2016，38(4)：167–175．

[18] GB/T 5884—1986苧麻纖維支數(shù)試驗(yàn)方法[S]．

GB/T 5884—1986Count testing of ramie fiber[S]．

[19] 巫瑩柱，梁家豪，范菲，等．顯微投影法測(cè)定棉/苧麻混紡比的不確定度評(píng)定[J]．紡織學(xué)報(bào)，2018，39(11)：33–37．

WU Y Z，LIANG J H，F(xiàn)AN F，et al．Evaluation on uncertainty of cotton /ramie blending ratio by micro-projection[J]．Journal of Textile Research，2018，39(11)：33–37．

[20] 楊瑩瑩，呂智寧，田偉，等．木薯蠶絲結(jié)構(gòu)與性能表征[J]．紡織學(xué)報(bào)，2017，38(6)：1–5．

YANG Y Y，LYV Z N，TIAN W，et al．Structure and properties of cassava silk[J]．Journal of Textile Research，2017，38(6)：1–5．

[21] RASHID M D H，UDDIN M D N，ASAEDA T，et al. Seasonal variations of carbohydrates inrelated to growth and phenology[J]．Weed Biology & Management，2017，17(2)：103–111．

Characterization of the chemical components and fiber characteristics of the annualstem

GAO Xiaolu1,2, TANG Hanjun1,2*, LIANG Jie2, TAO Xianglin2, WEI Yingjuan2, WU Yuehui2, CHEN Zhihui3

(1.Longping Branch Graduate School, Hunan University, Changsha, Hunan 410125, China; 2.Institute of Agricultural Products Processing, Hunan Academy of Agricultural Sciences, Changsha, Hunan 410125, China; 3.Crop Research Institute of Hunan Academy of Agricultural Sciences, Changsha, Hunan 410125, China)

In order to characterize thefiber, we used chemical method to investigate the chemical composition of annual(wild) Ohio stem and cultivatedBenthand P.in Hunan and Jiangxi, and the influence offiber making technology on fiber performance was discussed. The surface morphology and single fiber characteristics offiber were characterized using scanning electron microscope and microscope observation. The results showed that the total dry matter content of(wild) Ohio stem was higher than that ofBenth, and the total dry matter content and insoluble fiber content increased with the long-term growth. The indexes ofBenth varied in the sample collected from different regions and varieties. Among the threeBenth collected in December, the contents of crude fat, crude protein, ash and soluble fiber of spaceBenth were the highest and those of Jiangxiwere the lowest. The residual gum rate offiber by alkali treatment was significantly lower than that by natural fermentation, and its breaking strength was larger, and the fiber structure on the surface offiber was clear; the physical and chemical properties offiber by alkali treatment showed obvious differences among regions and varieties, and the breaking strength of(wild) Ohio by alkali treatment was higher in general, and(wild) fiber andBenth were have the trend of increasing with the growth of long-term, and the non fiber components such as colloid was 17.5%-33.3%. The fiber content of(wild) Ohio was more than 80%, and there was no significant difference in the cellulose content of(wild) Ohio during different growth periods. The cellulose content ofBenth was lower than that of(wild)Ohio, and the cellulose content of the samples collected in December was significantly lower than that of the samples collected in September. The metric number of single fibers ofwere 3 098.2-3 866.7 m/g, the linear density of single fibers were 2.6-3.2 dtex, and the average diameter and metric number of(wild)Ohio were better than those ofBenth; the cellulose content and hemicellulose content offiber were closely related to the physical and chemical properties of single fiber offiber.

stem;(wild) Ohio fiber;Benth fiber; chemical composition; fiber characteristics

10.13,331/j.cnki.jhau.2020.01.011

S567.23+9；TS102.2

A

1007-1032(2020)01-0070-07

2019–04–17

2019–07–08

湖南省科技創(chuàng)新引導(dǎo)計(jì)劃(S2017SFXYZY0084)；湖南省農(nóng)業(yè)創(chuàng)新聯(lián)盟協(xié)同創(chuàng)新計(jì)劃(2017LM0404)；湖南省農(nóng)業(yè)科學(xué)院作物淀粉化學(xué)與代謝組學(xué)創(chuàng)新團(tuán)隊(duì)平臺(tái)建設(shè)項(xiàng)目(2014TD06)

高曉路(1991—)，女，河南平頂山人，碩士研究生，主要從事食品營(yíng)養(yǎng)與安全研究，2646251687@qq.com；

，唐漢軍，博士，研究員，主要從事作物淀粉化學(xué)研究，tanghanjun@yeah.net

高曉路，唐漢軍，梁潔，陶湘林，魏穎娟，吳躍輝，陳志輝．一年生葛莖的化學(xué)成分與纖維特性研究[J]．湖南農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版)，2020，46(1)：70–76．

GAO X L, TANG H J, LIANG J, TAO X L, WEI Y J, WU Y H, CHEN Z H. Characterization of the chemical components and fiber characteristics of the annualstem[J]．Journal of Hunan Agricultural University(Natural Sciences), 2020, 46(1): 70–76.

http://xb.hunau.edu.cn

責(zé)任編輯：鄒慧玲

英文編輯：柳正