蒙古櫟乙醇燃料林不同家系橡實商品性狀分析

吳迪，邢少博，祝旭加，盧泰羽，孫岳胤

(黑龍江省林業(yè)科學院牡丹江分院，黑龍江 牡丹江 157010)

蒙古櫟(QuercusmongolicaFisch.)，又稱蒙古柞、柞樹，殼斗科櫟屬落葉喬木，在我國主要分布于東北三省和內(nèi)蒙古地區(qū)，是東北次生落葉闊葉林的主要組成樹種[1]。在東北地區(qū)，蒙古櫟橡實資源相當豐富，分布廣泛，面積大。黑龍江省僅蒙古櫟就達246萬 hm2，年產(chǎn)橡實200萬t以上[2]。

蒙古櫟橡實營養(yǎng)成分中含有豐富的淀粉，可作為生產(chǎn)工業(yè)乙醇的非糧原料之一[3]。目前我國燃料乙醇的生產(chǎn)能力不足千萬噸。況且，隨著國家糧食安全問題日益突出，盡管生產(chǎn)燃料乙醇的原料主要是陳化糧，但依然會對國家糧食安全造成巨大威脅[4]。隨著科學技術(shù)的進步和發(fā)展，利用非糧原料生產(chǎn)燃料乙醇成為國家燃料乙醇產(chǎn)業(yè)發(fā)展的戰(zhàn)略方向之一[5-6],因此，充分利用我省豐富的蒙古櫟資源，利用蒙古櫟橡實生產(chǎn)燃料乙醇[7],有利于森林資源開發(fā)與保護的協(xié)調(diào)發(fā)展，對實現(xiàn)燃料乙醇產(chǎn)業(yè)原料供給多元化，促進國民經(jīng)濟可持續(xù)發(fā)展，增加社會穩(wěn)定性，有著重要意義。

對所選擇的不同家系蒙古櫟橡實商品性狀指標進行分析，為非糧乙醇燃料產(chǎn)業(yè)的發(fā)展提供技術(shù)支持。

1 材料與方法

1.1 試驗材料

蒙古櫟乙醇原料林65株優(yōu)樹分別選于五營、鐵力、帶嶺、興隆、樺南、林口、東京城和綏陽等地。其中5株源于五營，10株源于鐵力，10株源于帶嶺，9株源于興隆，10株源于樺南，林口4株，東京城9株，綏陽10株。各地點基本情況見表1。

表1 蒙古櫟乙醇原料林優(yōu)樹來源地概況

1.2 試驗方法

各優(yōu)樹蒙古櫟橡實收集后，用55 ℃溫水浸種殺蟲30 min，放置于陰涼通風處晾干，橡實淀粉含量用GB/T 5009.9-2003中《食品中淀粉的測定》進行檢測分析；可溶性糖含量采用蒽酮比色定糖法測定;單寧含量用分光光度計法測定；糠醛采用改良硫酸法測定;蛋白質(zhì)含量按GB/T 5009.5-2003《食品中蛋白質(zhì)的測定》測定；橡實灰分按GB/T 5009.4-2003《食品中灰分的測定》進行測定；粗纖維含量按GB/T 5009.10-2003《植物類食品中粗纖維的測定方法》進行測定；橡殼脂肪按GB/T 21496-2008/ISO 15301:2001《動植物油脂 油脂沉淀物含量的測定 離心法》進行測定；橡殼活性炭采用氯化鋅鹽酸法進行測定。數(shù)據(jù)用EXCEL2007和SPSS17軟件進行處理分析。

2 結(jié)果與分析

蒙古櫟乙醇燃料林各優(yōu)樹橡實商品性狀指標見表2。

表2 蒙古櫟乙醇原料林各優(yōu)樹橡實商品性狀指標

蒙古櫟乙醇燃料林各優(yōu)樹橡實商品性狀指標的方差分析結(jié)果見表3。

表3 蒙古櫟乙醇原料林各優(yōu)樹橡實商品性狀指標的方差分析

從表3可以看出，各優(yōu)樹在橡仁淀粉、粗纖維、可溶性糖、可制乙醇物質(zhì)總量、單寧、蛋白質(zhì)、脂肪含量、橡殼糠醛含量、橡殼單位重量可制活性炭重量、橡實灰分等各項指標均存在著顯著的差異。

為進一步準確評價各家系橡實商品性狀指標的表現(xiàn)差異，我們以可制乙醇物質(zhì)總量、單寧、脂肪含量、橡殼單位重量可制活性炭重量為主要考核指標對各家系進行聚類分析。聚類分析采用分層聚類，首先把數(shù)據(jù)按平方根標準化轉(zhuǎn)換。聚類方法經(jīng)過反復試算確定為組間平均連接法，變量間距離測度方法為歐氏距離平方法，分類數(shù)為3類。分類結(jié)果見表4。

表4 蒙古櫟乙醇原料林各優(yōu)樹橡實商品性狀指標的聚類分析

由表4可以看出，第一類包括的優(yōu)樹有WY-1、WY-2、WY-3、WY-4、WY-5、TL-2、TL-3、TL-4、TL-5、TL-6、TL-7、TL-8、TL-9、TL-10、DL-1、DL-2、DL-3、DL-4、DL-5、DL-6、DL-7、DL-8、DL-9、DL-10、XL-1、XL-2、XL-3、XL-4、XL-5、XL-6、XL-7、XL-8、XL-9、HN-2。即除TL-1和HN-2號優(yōu)樹外，囊括了五營、鐵力、帶嶺和興隆的全部34株優(yōu)樹。從參與聚類分析的可制乙醇物質(zhì)總含量、單寧含量、脂肪含量、橡殼單位重量可制活性炭重量四項指標的均值來看，這一類的主要特點是，可制乙醇物質(zhì)總量和橡殼單位重量可制活性炭重量最低，而單寧含量和脂肪含量最高。

圖1 蒙古櫟乙醇原料林各優(yōu)樹橡實商品性狀指標的聚類分析樹狀圖

第二類包括的優(yōu)樹有TL-1、LK-1、LK-2、LK-3、LK-4、SY-1、SY-2、SY-3、SY-5、SY-6、SY-6、SY-7、SY-8、SY-9，即除TL-1外，包括了林口、綏陽兩種源的全部優(yōu)樹。這一類的最大特點是可制乙醇物質(zhì)總含量最高，達到70%以上。其次是橡殼單位重量可制活性炭重量也相對較高，為0.31 kg每公斤。單寧和脂肪含量相對較低。作為生產(chǎn)燃料乙醇這一利用方向來說，這一分類應該是比較理想的蒙古櫟乙醇原料林良種選育目標。

第三類包括的優(yōu)樹有HN-1、HN-3、HN-4、HN-5、HN-7、HN-8、HN-9、HN-10、DJC-1、DJC-2、DJC-4、DJC-6、DJC-7、DJC-8、DJC-9，即除HN-2、HN-6和DJC-5外囊括了樺南和東京城兩個種源的所有優(yōu)樹。這一類的主要特征是在參與聚類分析的可制乙醇物質(zhì)總含量、單寧含量、脂肪含量、橡殼單位重量可制活性炭重量四項指標均比較低。其中、單寧含量、脂肪含量、橡殼單位重量可制活性炭重量三項指標在四類中最低。充分表現(xiàn)出蒙古櫟橡實商品性狀指標中自北向南可制乙醇物質(zhì)總含量和橡殼單位重量可制活性炭重量逐步升高、而單寧、脂肪含量逐步降低這一趨勢的過渡類型的特征。

第四類僅包括兩個優(yōu)樹，即HN-6和DJC-5。這一類的主要特征是橡殼單位重量可制活性炭重量指標最高，達到0.41 kg每公斤。其可制乙醇物質(zhì)總含量也達到了61%以上。同時，單寧和脂肪含量也比較低。這一類也可以與第二類一同作為蒙古櫟乙醇原料林良種選育目標。

3 結(jié)論

通過對蒙古櫟乙醇燃料林不同家系橡實商品性狀指標的分析研究，我們發(fā)現(xiàn)各優(yōu)樹在橡仁淀粉、粗纖維、可溶性糖、可制乙醇物質(zhì)總量、單寧、蛋白質(zhì)、脂肪含量、橡殼糠醛含量、橡殼單位重量可制活性炭重量、橡實灰分等各項指標均存在著顯著的差異。通過綜合比較，初步確定TL-1、LK-1、LK-2、LK-3、LK-4、SY-1、SY-2、SY-3、SY-5、SY-6、SY-6、SY-7、SY-8、SY-9、HN-6和DJC-5為優(yōu)良家系。