紫穗槐纤维基本组分含量测定

林子力

摘 要 目前，有关紫穗槐纤维基本化学成分及含量的研究报道尚十分有限，故本实验对紫穗槐纤维各基本组分进行测定并得出结果：水分含量约为5.27%;苯-乙醇抽提物含量约为12.05%;木质素含量约为28.7%;综纤维素含量约为76.50%;纤维素含量约为48.42%。本研究为进一步开发紫穗槐提供了一定的科学依据，对节约和高效利用木材资源具有一定意义。

关键词 紫穗槐;纤维组分;测定

中图分类号：S793.2 文献标志码：B 文章编号：1673-890X（2015）27--02

1 紫穗槐概述

1.1 定义

紫穗槐（Amorpha fruticosa L.）属豆科植物，又被称之为棉槐、紫花槐。紫穗槐原产于美国东北部和东南部，紫穗槐的植株一般生长高度在1～4 m，由于紫穗槐的叶子类似于像槐树，其所开花朵为紫色，且花朵聚集成穗状。因此，命名为紫穗槐。该植物在我国有着较广的种植区域，主要分布在华北、西北地区，由于紫穗槐具有较强的耐寒、耐旱、耐湿和耐盐碱等多种性能;同时，具有抗风沙等多种用途，其属于易生长灌木。因此，紫穗槐在一些荒山坡、水多流失较严重的地区得到了较广地推广[1]。

1.2 紫穗槐种植的必要性

紫穗槐在我国的分布范围很广，主要由于得益于以下几个方面。首先，紫穗槐能够较有效地保护生态环境，主要由于紫穗槐具有较强的抗旱性、抗风沙性，再加上我国很多地区由于人为因素的破坏，导致水土流失现象较为严重。因此，紫穗槐广泛地种植在道路两侧及河流沟渠护坡上，能够减少水土流失;同时，紫穗槐的根系十分发达，能够起到“活钢筋”的作用，且紫穗槐易于繁殖，不需要过多的人为种植。其次，紫穗槐可以对盐碱荒地进行改良，增加土地肥力的作用。紫穗槐属于豆科植物，有着数量较多的根瘤菌，而且其耐碱性较强，在改良盐碱地的同时，也能够增加土地的肥力。另外，由于紫穗槐叶量大，其每年落叶量达到2 250～4 500 kg/hm2。研究表明，如果在一块土地种植5 a紫穗槐，其所处土地的地表的有机质有着较大的改善，且含盐量下降30%以上。最后，紫穗槐能够促进当地经济的发展，由于紫穗槐的枝条细长柔韧，非常适用于筐篓、簸箕等工艺品的编制，也可以作为人造纤维、纸张等原料，很好地帮助农民经济的发展。

2 紫穗槐研究进展

2.1 紫穗槐刨花板的研究

紫穗槐原料的突出特点是纤维的形状短粗，细胞腔大，纤维的干缩和湿胀性均大于一般刨花板用材。这些特点决定了其刨花板的物理强度低，吸水厚度膨胀率较高。范德成采用部分对比试验[2]，利用正交试验方法研究出紫穗槐刨花板生产的较佳工艺条件，结果表明，紫穗槐能够作为刨花板原料生产出合格的刨花板。

2.2 紫穗槐制浆的研究

制浆研究表明，紫穗槐纤维呈纺锤性，纤维细短但匀整，杂细胞含量较少，纸浆颜色较暗并带有紫色。山东造纸研究所首次对紫穗槐这种新的造纸纤维原料进行了一系列研究[3]，并使其成功地用于生产化学浆制胶印书刊纸。开发利用紫穗槐制浆造纸是很有前途的。

2.3 紫穗槐发电

生物质能发电主要是利用农业、林业和工业废弃物为原料，也可以将城市垃圾作为原料，采取直接燃烧或气化的发电方式[4]。用紫穗槐作燃料发电，已经引起了生物质能电厂的普遍关注。要实现利用紫穗槐发电的目标，只在理论上的可行是远远不够的，必须要有充足的原料来源，只有这样，紫穗槐发电才能真正变成现实。通过推广紫穗槐发电，可以为生物质发电企业提供充足的燃料来源，在保证企业经济效益的同时，紫穗槐大面积种植也具有很好的经济、环境和社会效益。

3 紫穗槐基本成分测定

3.1 分析用试样的采取

在每棵原木梢、腰、底部各锯2～3块厚2～3 cm的原木，风干后，切成薄片混合，按四分法取样品100 g用粉碎机磨成能通过40目筛的细末。取能通过40目筛但不能通过60目筛的细末。

3.2 水分含量的测定

测定方法是根据试样在（105±2）℃下烘干至恒所失去的质量与试样原质量之比而求得的，以百分数表示。参考了“GB/T 2677.2-2011 造纸原料水分的测定”的规定。

（1）

式（1）中，G为扁形称量瓶质量（g）;G1为扁形称量瓶与试样在烘干前的质量（g）;G2为扁形称量瓶与试样在烘干后的质量（g）。

3.3 苯-乙醇抽出物含量测定

测定方法是用苯—乙醇混合液抽提试样，然后将抽出液蒸发，烘干，称量不挥发的残渣量[5]。苯—乙醇抽出物包括原料中所含有的树脂、蜡及脂肪以及一些乙醚不溶物如单宁及色素等。参考了“GB/T 2677.6-1994 造纸原料有机溶剂抽出物含量的测定”的规定。

（2）

式（2）中，G为高形瓶质量（g）;G1为高形瓶连同已烘干残余物质量（g）;G2为风干试样质量（g）;W为试样水分（%）。

3.4 木质素含量测定

测定方法是用72%（m/m）硫酸水解已用苯—乙醇抽提过的原料试样，从而定量地测定其残余物（木质素）量，即测得酸不溶木质素含量[6]。参考了“GB/T 10337-2008 造纸原料和纸浆中酸溶木质素的测定法”的规定。

（3）

式（3）中，G为滤器烘干后的质量（g）;G1为烘干后的滤器连同残渣质量（g）;G2为风干试样质量（g）;W为试样水分（%）。

3.5 综纤维素含量测定

综纤维素是指植物原料在除去木质素后所保留的全部半纤维素及纤维素的总量。测定方法是用亚氯酸钠处理已抽出树脂的试样以除去其中所含的木质素，从而定量地测定残留物（综纤维）的量[7]。本实验参考了“GB/T 2677.10-1995造纸原料综纤维素含量的测定”的规定。

3.6 纤维素含量测定

测定方法是基于20%硝酸和80%乙醇混合液处理试样，使试样品中的木质素变为硝化木质素，所生成的硝化木质素和氧化木质素溶解于乙醇中;同时，有大量的半纤维素被水解，氧化而溶出[8]。所得残渣即硝酸乙醇纤维素。所得的残渣过滤后，用水清洗并烘干，测定其含量。

（4）

式（4）中，G为玻璃滤器质量（g）;G1为盛有烘干后残渣的玻璃滤器质量（g）;G2为风干试样质量（g）;W为试样水分（%）。

3.7 结果

本次实验测定了紫穗槐纤维中水分、苯-乙醇抽提物、木质素、综纤维素以及纤维素的含量。经过两组实验进行对比求取平均值和标准偏差，得出结论，基本达到本次实验的目的。根据测量数据，紫穗槐中水分含量约为5.27%;苯-乙醇抽提物含量约为12.05%;木质素含量约为28.7%;综纤维素含量约为76.50%;纤维素含量约为48.42%。测量值在理论值范围内，数据符合要求，测量结果可供参考时使用。

参考文献

[1]汪进，孙德侠.紫穗槐木制浆造纸的研究[J].中国造纸，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，孙慧，兰杰，等.紫穗槐种子杀菌活性成分的提取、分离与鉴定[J].农药，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学成分分析[D].南京：南京信息工程大学，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.

（责任编辑：刘昀）