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NREL 测纤维素、半纤维素和木质素的含量的步骤
1. 测木质纤维素中的水分。用烘箱在 105℃下烘干至恒重(至少烘4 h)测其含水量。
2. 如果木质纤维素中含有的水分高于 10%则需风干,在空气湿度较大或物料较湿的情况下
于不高于 40 ℃的烘箱内烘(恒重),如果含水量低于 10%则无需处理而进行粉碎,粉碎时
机器会产生热量对生物质有影响,所以一次粉碎时间不宜过长。
3. 粉碎物料,取 40 目‐60 目之间的木质纤维素。称取300 ±10.0 mg,用滤纸包好放入索氏
抽提提取管中,使其低于虹吸管最高处。
4. 水抽:水溶性物质有无机物质;非结构性糖;含氮物质等,用索氏抽提法抽提 6‐24 h。
(根据木质纤维素特点决定需不需要进行水抽)
5. 醇抽:(水抽后将水倒干净后加入95% 乙醇进行醇抽)醇溶性物质有叶绿素;蜡类或其
他微量组分,用索氏抽提法抽提 16‐24 h。(5g:200mL,看物料密度和抽提器高度)
6. 抽提完成后风干物料(如果湿,40 ℃同前条件预干燥)
7. 将物料加入带盖的管中(20mL 具塞试管),加入 3.00 ±0.01mL 的 72% 硫酸溶液并搅拌
1 min,将管盖好后放入 30±3 ℃的水浴锅中温浴 60±5 min,每隔 5-10 min搅拌一
次,搅拌过程中保持管在水浴锅中。(全过程磁力搅拌就好)
8. 将管中的物料转移到一个带盖的瓶子中,稀释酸的浓度至 4% ,所加蒸馏水包括冲洗水
在内共 84.00 ±0.04 mL 。
9. 移取糖回收标准液 (SRS )10.00 mL 于另一瓶中,加入 348 µL 72% 硫酸。糖回收标准液:
即为单糖的4% 稀硫酸溶液,用于折算糖稀酸、高温水解过程中变成其他物质,如糠醛
等的损失率。精确称取一定量的葡萄糖、木糖、阿拉伯糖于 100mL 容量瓶中,分装成 10
份,每份 10 mL,放入‐80℃ 超低温冰箱中保存,用时溶解后加入 348 µL 72% 硫酸溶液
即可。(可先测样品浓度,再回去参照该浓度配样算回收率)
10. 将瓶子放入高压灭菌锅中,于 121 ℃下保温 60 min,待温度降为室温的时候打开瓶盖。
11. 用烘干至恒重在干燥器中冷却并记录其重量的砂芯坩埚抽滤,所得滤液用来分析纤维素
半纤维素含量及酸溶性木质素,残渣则用来分析酸不溶性木质素。
12. 将坩埚放入 105 ℃烘箱中烘干至恒重(重量精确到 0.1 mg),再放入 575 ±25℃ 马弗炉
中烧 24 ±6 h。马弗炉的程序升温条件为:从室温升至 105 ℃,保持 12min,以 10 ℃
/min 的速率升至250 ℃ 保持 30 min, 以20 ℃/min 的速率升至575 ℃保持180 min。
待温度降至 105 ℃的时候将坩埚取出放入干燥器中冷却并称重。(总灰分与酸不溶木素
灰分不同,这一步要测)
13. 酸溶性木质素的测定(6 h 以内测定)。取滤液稀释适当倍数后用分光光度计测其OD 值
(0.7‐1),4%硫酸作为参比和稀释液。
14. 滤液用碳酸钙中和后进行 HPLC 法分析结构糖含量。用 Biorad Aminex HPX‐87H 柱对样品
进行分析的条件为:流动相为 0.005M 硫酸, 流速为 0.6 mL / min,进样量为 20 µL,柱
温为 55 ℃,检测器温度为 30 ℃,监测器为示差折光检测器,运行时间为 20 min。
15. 根据标准曲线算得样品中糖的浓度,进而算的纤维素半纤维素的含量。
16. 计算方法:W 酸不溶性木质素=W 坩埚 滤渣干燥后重量‐W 马弗炉烧后坩埚重量
+
UVabs0.08673稀释倍数
%酸溶性木质素 (其中ε为生物质在特定波长的吸收
ε物料重光程长
能力,可查)
CHPLC稀释倍数
单糖浓度 C
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