厚壁毛竹的主要化學成分及其稀酸水解成分分析

竹材是速生型植物資源，具有生長快、易繁 殖、產量高、再生能力強等特點，通過合理間 伐，可永續利用，是理想的代木材料。厚壁毛竹 （ Phyllostachys edulis cv. pachyloen） 是 20 世 紀 80 年代發現的一種毛竹變種，其稈略呈四方 形，稈壁率是毛竹的 2.0 倍，胸徑部位絕對厚度 可達 2.5 cm 以上，是等徑毛竹的 1.8 倍，出材率 比一般的毛竹要高，具有較高的研究和應用價 值。目前，厚壁毛竹在生物質能源及化學品等高 值化應用尚處于起步階段，其化學成分的類別 和含量直接影響厚壁毛竹材性和利用價值，尤其 對人造板應用和制漿造紙影響較大。有研究指 出，不同年份和不同部位厚壁毛竹的主要成分含 量具有較大的差異性?；诖耍狙芯恳?1 年 生、2 年生、5 年生厚壁毛竹為對象，研究其中 稈、枝、葉部位不同部位化學成分類別和含量變 化規律，以期為厚壁毛竹的合理利用提供參考。

厚壁毛竹來自江西農業大學竹種園，分別砍 取長勢中等的 1 年生、2 年生、5 年生厚壁毛竹各 一根。實驗試劑主要有：苯、乙醇、亞氯酸鈉、 冰醋酸、硫酸、氫氧化鈉、硝酸、氯化鋇等，均 為分析純。實驗儀器主要有：液相色譜儀、粉碎 機、40～60 目篩子、烘箱、福爾馬爐、電子天平（賽多利斯電子天平）、可控溫恒溫水浴箱（上海精宏實驗設備有限公司）、真空泵、綜纖維素測定 儀等。

厚壁毛竹的稈、枝、葉經切碎后于干燥箱干 燥，再利用粉碎機分別進行粉碎和精磨，粉末再 經標準篩子篩分得到 60 目的樣品，然后用密封袋 密封保存備用。

1）水分含量的測定。測定方法基于試樣在 （105±3）℃ 烘干 12 h 至恒質量后所失去的水分。

2）灰分含量的測定。測定方法基于將試樣加 以燃燒和灼燒后，稱取其礦物質殘渣的質量。

3）苯醇抽提物含量的測定。以中性溶劑提取 試樣，其中樹脂、脂肪、蠟、單寧等物溶于溶劑 中，然后將所得抽出液加以抽濾、烘干，稱量不 易揮發的殘渣。

4）纖維素及綜纖維素含量的測定。纖維素測 定方法是基于 20% 硝酸、80% 乙醇混合液處理原料，使其中所含的木質素變為硝化木質素，從而 溶于乙醇中。剩余殘渣過濾后用水洗滌并烘干， 測定其含量。綜纖維素測定方法是在 pH 約 4.5 下 用 NaClO2、冰醋酸、蒸餾水處理已抽出樹脂的試 樣，以除去含有的木質素，從而定量地測定綜纖 維素含量。

5）酸不溶木質素含量的測定?；谟?72% 的硫酸處理已經脫去提取物的木粉，其中不溶于 酸的部分為酸不溶木質素。木材中的碳水化合物 在硫酸的作用下發生水解而溶出，只需定量地測 定其殘余物，即可測得酸不溶木質素的含量。

1）精確稱取 0.300 0 g 風干試樣于水解罐中， 向其中緩慢加入 3.0 mL 的 72% H2SO4，封口，于 30 ℃ 下保溫 60 min，期間 5～10 min 搖勻 1 次。 之 后 向 水 解 罐 中 加 入 84.0  mL 蒸 餾 水 ， 稀 釋 H2SO4 至 4% 并搖勻，封口，置于 121 ℃ 下水解 1 h。 取出冷卻至室溫，加入固體 NaOH 中和水解液至 中性范圍。采用 HPLC 色譜儀分析水解液中糖組成。

2）各種糖濃度測定采用高效液相色譜（Agilent 1 100 Series）進行分析，外標法測定。以各 種標準糖纖維二糖、葡萄糖、木糖和阿拉伯糖為 樣品，通過高效液相色譜建立標準方程。

待測糖液：取 1 mL 濾出液放入 1.5 mL 離心 管，在 10 000 r/min 的條件下離心 10 min，然后通 過套上過濾膜的 2.5 mL 針管吸濾到取樣瓶中。最 后放到色譜議中進行分析。

色譜條件：BioradAminex HPX-87H 色譜柱； 進樣量 10 μL；流動相 0.05 mol/L H2SO4；流速 0.6 mL/min；柱溫 55 ℃；檢測器為示差檢測器； 檢測器溫度 35 ℃。

含水率是竹材基本的物理性能參數。由表1可知，各種年齡段的厚壁毛竹，含水量均呈現出 稈部>葉部>枝部的規律性，這一規律性與毛竹各 部位的比表面積有關，比表面積大有利于水分的 蒸發，導致蓄水能力的差異性。從 1 年生、2 年 生和 5 年生厚壁毛竹各部位的縱向含水率的變化 可知，隨著年齡的增長含水率會有所增加，然后 會降低，這符合毛竹的生長規律。厚壁毛竹的各部 位的含水率適中，處于 5%～10%，滿足人造板對含水率的要求，是一種較好的人造板原材料。 竹材的主要組分為有機物質和無機物質，燃 燒后無機物成為灰分，主要是鉀、鈉、鈣的無機 鹽類和二氧化硅等。由表 1 可知，灰分含量呈現 的規律為葉部>枝部>稈部，單一部位上，隨著年 齡的增加，整體上稈和枝部位的灰分含量呈下降趨勢，而葉部位的含量上升明顯。其中 5 年生厚 壁毛竹的葉片灰分含量最高，為 8.30%，而其稈 部含量最低為 1.13%?；曳趾吭礁?，在膠合界 面會形成非極性表層，影響膠黏吸附和氫鍵的形 成，導致人造板內結合強度低?；曳趾康睦?積與厚壁毛竹的營養吸收和光合作用有關。