本發明涉及甜高粱秸稈中物質含量的測量方法，具體地，涉及一種測定甜高粱秸稈殘渣中洗滌纖維含量的方法，屬于農業技術領域。
背景技術：
在農業生產中，會產生大量的生物質廢棄物，長期以來這些廢棄物的資源化能源化利用一直是研究的熱點。甜高粱是一種可再生的綠色能源作物，大多數的研究集中在利用甜高粱的莖稈汁液發酵產乙醇，但是其秸稈殘渣也是一種資源，可以進一步開發利用。
經過現有技術的文獻檢索發現，中國專利申請號為CN 201110091984.5、公開號為CN 102735566A，名稱為：牧草中酸性洗滌纖維含量的測定方法，該專利的自述為：(1)將重量為A的所述牧草和酸性洗滌液混合后置于保存瓶中，將所述保存瓶置于微波爐中進行脫氣；(2)將所述保存瓶進行封口后置于壓力鍋中進行加壓，得到混合液；(3)用重量為B的過濾器進行過濾步驟(2)得到的混合液，得到的濾餅即為所述酸性洗滌纖維；(4)將所述過濾器和濾餅干燥至恒重C，然后按照式(I)進行計算即得則所述牧草中所述酸性洗滌纖維含量ADF(％)。該項技術的不足之處在于：需要使用壓力容器(壓力鍋)進行實驗，實驗步驟比較繁瑣。一次測定只能計算出酸性洗滌纖維的含量。
中國專利申請號為CN201510121434.1、公開號為CN104655784A，名稱為：一種測定植物秸稈木質纖維素組分含量的方法，該專利的自述為：首先選取供試材料的植株秸稈進行預處理，接著進行72％濃硫酸和4％稀硫酸兩步酸解，將植物秸稈中的木質纖維素組分降解、分離，然后通過HPLC方法精確測定纖維素以及半纖維素的含量，利用UV方法測定降解液中酸可溶木質素的含量，通過灼燒法測定酸不溶木質素的含量。該項技術的不足之處在于：需要使用高相液相色譜儀(HPLC)和紫外分光光度計(UV)等精密儀器進行實驗，實驗步驟比較繁瑣。
技術實現要素：
針對現有技術中的缺陷，本發明的目的是提供一種測定甜高粱秸稈殘渣中洗滌纖維含量的方法，步驟簡單，可以方便快捷的測定甜高粱秸稈殘渣中的中性洗滌纖維含量，酸性洗滌纖維含量，酸性洗滌木質素含量，纖維素含量，半纖維素含量，木質素含量等多種參數，為其資源化的利用提供數據和理論支持。
為實現上述目的，本發明采用以下技術方案：
一種測定甜高粱秸稈殘渣中洗滌纖維含量的方法，包括如下步驟：
S1：甜高粱秸稈的預處理：將甜高粱秸稈收獲后除去根，穗和葉子部分，進行干燥處理，甜高粱秸稈的殘渣樣品，用于后續的測定；
S2：稱取適量所述甜高粱秸稈的殘渣樣品，用中性洗滌劑消煮，抽濾并用丙酮沖洗，干燥后得到中性洗滌纖維的含量；所述中性洗滌劑為25-35g/L的十二烷基硫酸鈉溶液；
S3：重新稱取所述甜高粱秸稈的殘渣樣品，用酸性洗滌劑消煮，抽濾并用丙酮沖洗，干燥后得到固體，計算得到酸性洗滌纖維含量；所述酸性洗滌劑為十六烷三甲基溴化銨和硫酸的混合水溶液；
S4：在S3得到的固體中，加入質量百分比濃度為68-75％的硫酸，攪拌呈糊狀，靜置，蒸餾水沖洗后干燥并稱重；
S5：把S4的到的固體，進行灰化處理，灰化冷卻后稱重，計算得到酸性洗滌木質素含量，纖維素含量，半纖維素含量，木質素含量。
優選地，所述的S1，步驟為：
S101：將甜高粱秸稈收獲后除去根部，穗子和葉子，通過榨汁碾壓機，擠壓獲得甜高粱的汁液和甜高粱秸稈殘渣；
S102：將S101得到的甜高粱秸稈殘渣風干處理后，研磨后過篩得到40-60目的生物質樣品；
S103：將S102得到的生物質樣品，按照蒸餾水與生物質樣品質量比例5-50，把生物質樣品洗滌三次，除去生物質樣品上殘留的蔗糖、葡萄糖和果糖物質；
S104：對經S103處理后的物質進行的處理，在60℃的烘箱內干燥24小時，在干燥器中冷卻到室溫后，用密封袋封存，以免纖維素酶等物質對生物質樣品的降解，對結果造成誤差。
優選地，所述中性洗滌劑，配置方法為：
稱取乙二胺四乙酸二鈉Na2EDTA、四硼酸鈉Na2B4O7·10H2O，加入蒸餾水，加熱溶解，得到溶液A；
稱取十二烷基硫酸鈉、乙二醇乙醚，加入蒸餾水，加熱溶解，得到溶液B；
稱取十二水磷酸氫二鈉，加入蒸餾水，加熱溶解，得到溶液C；
將上述溶液A、溶液B、溶液C冷卻后混合，調節PH為7.0，制備成25-35g/L的十二烷基硫酸鈉溶液。
優選地，所述的酸性洗滌劑，配置方法為：
稱取十六烷三甲基溴化銨，溶解在質量百分比濃度為0.5％的硫酸溶液中，制備得到十六烷三甲基溴化銨和硫酸的混合水溶液。
優選地，所述的中性洗滌纖維的含量，測定方法為：
取適量甜高粱秸稈的殘渣樣品，稱重為M1，加入取0.5倍M1質量的無水硫酸鈉無水亞硫酸鈉；加入適量中性洗滌劑和取M1質量的1-辛醇，消煮，抽濾，沸水沖洗，抽濾，用丙酮沖洗抽濾，105℃干燥過夜，樣品稱重為M2。
優選地，所述酸性洗滌纖維含量，測定方法為：
取適量甜高粱秸稈的殘渣樣品，樣品稱重為M3；加入適量酸性洗滌劑和加入M3質量的1-辛醇；消煮，抽濾，沸水沖洗，抽濾，用丙酮沖洗抽濾；105℃干燥過夜，樣品稱重為M4；樣品中加入質量百分比濃度為68-75％的硫酸，攪拌呈糊狀，靜置；適量蒸餾水沖洗三次，105℃干燥過夜，冷卻后樣品稱重為M5；500℃灰化2h，冷卻后樣品稱重為M6。
優選地，所述的洗滌纖維，計算方法為：
中性洗滌纖維W(NDF)＝M2/M1·100％
細胞內容物W1＝1-W(NDF)
酸性洗滌纖維W(ADF)＝M4/M3·100％
半纖維素W2＝W(NDF)-W(ADF)
纖維素W3＝(M4-M5)/M3·100％
酸性洗滌木質素W(ADL)＝(M5-M6)/M3·100％
不可溶的灰分W4＝M6/M3·100％
木質素W5＝1-W1–W2–W3–W4。
與現有技術相比，本發明具有如下的有益效果：
本發明的測定甜高粱秸稈殘渣中洗滌纖維含量的方法有以下優點：樣品經過預處理，干擾測定的雜質被排除。實驗操作步驟簡單，利用實驗室常備儀器如電加熱爐和抽濾裝置，即可一次測定計算出中性洗滌纖維含量，酸性洗滌纖維含量，酸性洗滌木質素含量，纖維素含量，半纖維素含量，木質素含量，結果精確可靠，在生物質類木質纖維素成分分析，生物能源等領域具有應用及參考價值。
具體實施方式
下面結合具體實施例對本發明進行詳細說明。以下實施例將有助于本領域的技術人員進一步理解本發明，但不以任何形式限制本發明。應當指出的是，對本領域的普通技術人員來說，在不脫離本發明構思的前提下，還可以做出若干變形和改進。這些都屬于本發明的保護范圍。
本發明測試原理：中性洗滌劑使植物細胞破裂，細胞內容物溢出(包括蛋白質，脂肪，可溶性的碳水化合物，可溶性的灰分物質)，而纖維素類物質如纖維素，木質素，半纖維素和不溶性灰分部分則保留下來，主要是細胞壁的組分，稱為中性洗滌纖維。酸性洗滌劑可以溶解生物質中的內容物成分和半纖維素成分，剩余的殘渣主要是纖維素，半纖維素和硅酸鹽成分，因此半纖維素的含量可以通過中性洗滌纖維的含量和酸性洗滌纖維含量的差值得到。68-75％的硫酸(優選72％的硫酸)可以溶解酸性洗滌纖維中的纖維素成分，因此纖維素的含量可以通過計算72％的硫酸處理前后的失重百分比得到。樣品經過酸性洗滌及和72％硫酸處理后，剩余的成分主要為木質素和硅酸鹽類，再經過500℃灰化后，酸性洗滌木質素被燃盡逸出，剩余成分主要為灰分和硅酸鹽。因此酸性洗滌木質素的含量可以通過計算灰化前后的失重百分比得到。因為纖維素，半纖維素，木質素，細胞內容物和不可溶的灰分含量相加等于1。因此木質素的含量可以通過1減去纖維素，半纖維素，細胞內容物和不可溶的灰分含量得到。
以下實施例中按照以下實施步驟進行，實際中，中性洗滌劑、酸性洗滌劑、68-75％的硫酸(72％硫酸)配置可以在整個預處理之前，也可以采用現有成熟產品。
步驟1：預處理步驟，得到測定秸稈殘渣樣品
步驟2：配置中性洗滌劑
步驟3：配置酸性洗滌劑
步驟4：配置72％硫酸
步驟5：稱取秸稈殘渣樣品，測定中性洗滌纖維
步驟6：稱取秸稈殘渣樣品，測定其他指標
本發明以下實施例中，預處理步驟中研磨過篩等，可以使樣品均一，粒徑變小，方便后續的實驗操作；
本發明以下實施例中，預處理步驟中蒸餾水洗滌的作用為：去除試驗中雜質干擾；
本發明以下實施例中，預處理步驟中烘干密封袋封存的作用為：避免秸稈殘渣的腐爛變質，組成成分變化；
本發明以下實施例中，采用1-辛醇作為消泡劑，可以防止在樣品消煮過程中，隨泡沫溢出容器，造成實驗的誤差和錯誤；
本發明以下實施例中，采用試劑的分步溶解和配置，使物質溶解充分，避免溶解度和溶解性不同的物質在配置中相互干擾。
實施例一：
1.甜高粱秸稈的預處理：將甜高粱秸稈收獲后除去根部和葉子，進行干燥處理；
將甜高粱秸稈收獲后除去根部和葉子，通過榨汁碾壓機，擠壓獲得甜高粱的汁液和秸稈生物質。把秸稈生物質在進行風干處理后，研磨后過篩得到40-60目的生物質樣品。然后按照蒸餾水與甜高粱莖稈10:1的比例把秸稈洗滌三次，除去莖稈生物質上殘留的蔗糖、葡萄糖和果糖等物質。然后在60℃的烘箱內干燥24小時，在干燥器中冷卻到室溫后，用密封袋封，以免纖維素酶等物質對生物質的降解，對實驗造成誤差。
2.配置中性洗滌劑
所述中性洗滌劑采用25-35g/L的十二烷基硫酸鈉溶液，優選30g/L的十二烷基硫酸鈉。
取100ml的燒杯稱取18.61g乙二胺四乙酸二鈉(Na2EDTA)，6.81g四硼酸鈉(Na2B4O7·10H2O)，加入蒸餾水，加熱溶解；取500ml燒杯稱取30g十二烷基硫酸鈉，10ml乙二醇乙醚，加入蒸餾水，加熱溶解；取100ml燒杯，稱取11.72g十二水磷酸氫二鈉，加入蒸餾水，加熱溶解；冷卻后混合，調節PH為7.0，定容至1000ml；
3.配置酸性洗滌劑
所述酸性洗滌劑為十六烷三甲基溴化銨和硫酸的混合水溶液，優選20g/L十六烷三甲基溴化銨。
配置質量濃度0.5％硫酸溶液，取250ml燒杯，加入適量水，放在天平上清零，稱取49g濃硫酸，沿玻璃杯壁加入，不斷攪拌，定容至1000ml；取1000ml燒杯，稱取20g十六烷三甲基溴化銨；室溫下溶解。
4.配置72％硫酸：清洗烘干1000ml量筒、試劑瓶、容量瓶；量筒稱取652ml濃硫酸；溶解在300ml的蒸餾水中，冷卻；室溫下，1000ml容量瓶定容；
5.取適量樣品(經過預處理后的甜高粱秸稈殘渣)，稱重為0.551g(M1)，加入0.5g無水亞硫酸鈉；加入適量中性洗滌劑和1ml 1-辛醇(消泡劑)；在電加熱爐上消煮60min；抽濾，沸水沖洗，抽濾，用20ml丙酮沖洗抽濾；105℃干燥過夜，樣品稱重為0.3675g(M2)；
6.取適量樣品(經過預處理后的甜高粱秸稈殘渣)，樣品稱重為1.0488g(M3)；加入適量酸性洗滌劑和1ml 1-辛醇(消泡劑)；在電加熱爐上消煮60min；抽濾，沸水沖洗，抽濾，用20ml丙酮沖洗抽濾；105℃干燥過夜，樣品稱重為0.4681g(M4)；樣品中加入72％硫酸，攪拌呈糊狀，靜置3h；適量蒸餾水沖洗，105℃干燥過夜，冷卻后樣品稱重為0.0862g(M5)；500℃灰化2h，冷卻后樣品稱重為0.0085g(M6)；
7.洗滌纖維計算方法為：
中性洗滌纖維W(NDF)＝M2/M1·100％＝0.3675/0.551·100％＝66.70％
細胞內容物W1＝1-W(NDF)＝1-66.70％＝33.3％
酸性洗滌纖維W(ADF)＝M4/M3·100％＝0.4681/1.0488·100％＝44.63％
半纖維素W2＝W(NDF)-W(ADF)＝22.07％
纖維素W3＝(M4-M5)/M3·100％＝(0.4681-0.0862)/1.0488·100％＝36.41％
酸性洗滌木質素W(ADL)＝(M5-M6)/M3·100％＝(0.0862-0.0085)/1.0488·100％＝7.41％
不可溶的灰分W4＝M6/M3·100％＝0.0085/1.0488·100％＝0.81％
木質素W5＝1-W1–W2–W3–W4＝1–33.3％–22.07％–36.41％–0.81％＝7.41％
實施例二：
1.甜高粱秸稈的預處理，經預處理后得到甜高粱秸稈殘渣；
將甜高粱秸稈收獲后除去根部和葉子，通過榨汁碾壓機，擠壓獲得甜高粱的汁液和秸稈生物質。把秸稈生物質在進行風干處理后，研磨后過篩得到40-60目的生物質樣品。然后按照蒸餾水與甜高粱莖稈10:1的比例把秸稈洗滌三次，除去莖稈生物質上殘留的蔗糖、葡萄糖和果糖等物質。然后在60℃的烘箱內干燥24小時，在干燥器中冷卻到室溫后，用密封袋封，以免纖維素酶等物質對生物質降解，對實驗造成誤差。
2.配置中性洗滌劑(30g/L的十二烷基硫酸鈉)配置方法為：取100ml的燒杯稱取18.61g乙二胺四乙酸二鈉(Na2EDTA)，6.81g四硼酸鈉(Na2B4O7·10H2O)，加入蒸餾水，加熱溶解；取500ml燒杯稱取30g十二烷基硫酸鈉，10ml乙二醇乙醚，加入蒸餾水，加熱溶解；取100ml燒杯，稱取11.72g十二水磷酸氫二鈉，加入蒸餾水，加熱溶解；冷卻后混合，調節PH為7.0，定容至1000ml；
3.配置酸性洗滌劑(20g/L十六烷三甲基溴化銨)配置方法為：配置0.5％硫酸溶液，取250ml燒杯，加入適量水，放在天平上清零，稱取49g濃硫酸，沿玻璃杯壁加入，不斷攪拌，定容至1000ml；取1000ml燒杯，稱取20g十六烷三甲基溴化銨；室溫下溶解；
4.配置72％硫酸配置方法為：清洗烘干1000ml量筒、試劑瓶、容量瓶；量筒稱取652ml濃硫酸；溶解在300ml的蒸餾水中，冷卻；室溫下，1000ml容量瓶定容；
5.取適量樣品(甜高粱秸稈殘渣)，稱重為0.548g(M1)，加入0.5g無水亞硫酸鈉；加入適量中性洗滌劑和1ml 1-辛醇(消泡劑)；在電加熱爐上消煮60min；抽濾，沸水沖洗，抽濾，用20ml丙酮沖洗抽濾；105℃干燥過夜，樣品稱重為0.3638g(M2)；
6.取適量樣品(甜高粱秸稈殘渣)，樣品稱重為1.0099g(M3)；加入適量酸性洗滌劑和1ml 1-辛醇(消泡劑)；在電加熱爐上消煮60min；抽濾，沸水沖洗，抽濾，用20ml丙酮沖洗抽濾；105℃干燥過夜，樣品稱重為0.4504g(M4)；樣品中加入72％硫酸，攪拌呈糊狀，靜置3h；冷水沖洗，105℃干燥過夜，冷卻后樣品稱重為0.0814g(M5)；500℃灰化2h，冷卻后樣品稱重為0.0073g(M6)；
7.洗滌纖維計算方法為：
中性洗滌纖維W(NDF)＝M2/M1·100％＝0.3638/0.548·100％＝66.39％
細胞內容物W1＝1-W(NDF)＝1-66.39％＝33.61％
酸性洗滌纖維W(ADF)＝M4/M3·100％＝0.4504/1.0099·100％＝44.60％
半纖維素W2＝W(NDF)-W(ADF)＝21.79％
纖維素W3＝(M4-M5)/M3·100％＝(0.4504-0.0814)/1.0099·100％＝36.54％
酸性洗滌木質素W(ADL)＝(M5-M6)/M3·100％＝(0.0814-0.0073)/1.0099·100％＝7.34％
不可溶的灰分W4＝M6/M3·100％＝0.0073/1.0099·100％＝0.72％
木質素W5＝1-W1–W2–W3–W4＝1–33.61％–21.79％–36.54％–0.72％＝7.34％
綜上，本發明利用實驗室常備儀器如電加熱爐，抽濾裝置等，即可一次測定可以計算出中性洗滌纖維含量，酸性洗滌纖維含量，酸性洗滌木質素含量，纖維素含量，半纖維素含量，木質素含量。整個方法步驟簡單，結果精確可靠。本發明研究甜高粱秸稈殘渣中洗滌纖維的含量，為其資源化的利用提供數據和理論支持。
以上對本發明的具體實施例進行了描述。需要理解的是，本發明并不局限于上述特定實施方式，本領域技術人員可以在權利要求的范圍內做出各種變形或修改，這并不影響本發明的實質內容。