范式法测定纤维素

范式法测定纤维素原理采用范氏（Van Soest ）的洗涤纤维分析法测定中性洗涤纤维 （NDF）和酸性洗涤纤维（ADF）原理:植物性饲料经中性洗涤剂煮沸 处理，不溶解的残渣为中性洗涤纤维，主要为细胞壁成分，其中包括 半纤维素、纤维素、木质素和硅酸盐。植物性饲料经酸性洗涤剂处理， 剩余的残渣为酸性洗涤纤维，其中包括纤维素、木质素和硅酸盐。酸 性洗涤纤维经72%硫酸处理后的残渣为木质素和硅酸盐，从酸性洗涤 纤维值中减去72%硫酸处理后的残渣为饲料的纤维素含量。将72%硫 酸处理后的残渣灰化，在灰化过程中逸出的部分为酸性洗涤木质素（ADL）的含量。试剂的配制中性洗涤剂（3%十二烷基硫酸钠）：准确称取18.6g乙二胺四乙 酸二钠（EDTA，C10H14O8Na2?2H2O，分析纯）和 6.8g 硼酸钠 （Na2B4O7?10H2O，分析纯）放入烧杯中，加入少量蒸馏水，加热 溶解后，再加入30g十二烷基硫酸钠（C12H25NaO4S，分析纯）和 10ml乙二醇乙醚（C4H10O2，分析纯）；再称取4.56 g无水磷酸氢 二钠（Na2HPO4，分析纯）置于另一烧杯中，加入少量蒸馏水微微加 热溶解后，倒入前一个烧杯中，在容量瓶中稀释至1000ml，其中pH 值约为6.97.1（pH值一般勿需调整）；小硫酸：量取约27.87 ml 浓硫酸（分析纯，比重1.84，98%），徐徐加入已装有500ml蒸馏水 的烧杯中，令却后注入1000ml容量瓶定容，标定；酸性洗涤剂（2% 十六烷三甲基漠化铵）：称取20g十六烷三甲基漠化铵（CTAB，分析 纯）溶于1000ml1N硫酸，必要时过滤；中性洗涤纤维测定准确称取1.0000g样品（通过40目筛）置于直筒烧杯中，加入 100ml中性洗涤剂和数滴十氢化萘及0.5g无水亚硫酸钠。将烧杯套上 冷凝装置于电炉上，在510min内煮沸，并持续保持微沸60min。 煮沸完毕后，取下直筒烧杯，将烧杯中溶液倒入安装在抽滤瓶上的已 知重量的玻璃坩埚中进行过滤，将烧杯中的残渣全部移入，并用沸水 冲洗玻璃坩埚与残渣，直洗至滤液呈中性为止。用20ml丙酮冲洗二次， 抽滤。将玻璃坩埚置于105C烘箱中烘2h后，在干燥器中冷却30 min 称重，直称至恒重。酸性洗涤纤维测定准确称取1.0000g样品(通过40目筛)置于直筒烧杯中，加入 100 ml酸性洗涤剂和数滴十氢化萘及0.5g无水亚硫酸钠。将烧杯套 上冷凝装置于电炉上，在510min内煮沸，并持续保持微沸60min。 趁热用已知重量的玻璃坩埚抽滤，并用沸水反复冲洗玻璃坩埚及残渣 至滤液呈中性为止。用少量丙酮冲洗残渣至抽下的丙酮液呈无色为止， 并抽净丙酮。将玻璃坩埚置于105C烘箱中烘2h后，在干燥器中冷却 30 min称重，直称至恒重。酸性洗涤木质素和酸不溶灰分(AIA )测定将酸性洗涤纤维加入 72%硫酸，在20C消化3h后过滤，并冲洗至中性。消化过程中溶解部分为纤维素，不溶 解的残渣为酸性洗涤木质素和酸不溶灰分，将残渣烘干并灼烧灰化后 即可得出酸性洗涤木质素和酸不溶灰分的含量。结果计算中性洗涤纤维含量的计算：NDF(%) = (W1-W2)/ Wx100 式中：W1玻璃坩埚和NDF重(gW2玻璃坩埚重(g ) W试样重 (g)酸性洗涤纤维含量的计算：ADF(%) = (G1-G2)/Gx100式中：G1玻璃坩埚和ADF重(g) G2玻璃坩埚重(g) W试样 重(g)半纤维素含量的计算：半纤维素(%) =NDF(%)-ADF(%) 纤维素含量的计算：纤维素=ADF (%)-经72%硫酸处理后的 残渣(%)酸性洗涤木质素(ADL )含量的计算：ADL(%)二残渣(%) - 灰分(硅酸盐, )酸性洗涤木质素和酸不溶灰分(AIA )测定的优化：把酸性洗涤纤 维置于50ml烧杯中，加入5ml 72%硫酸，20水解3h,然后加水 45ml,室温过夜，次日用已称恒重的3号砂芯漏斗过滤，水洗残渣至 pH6.5，于60烘干，称重。把剩余残渣在马福炉中550C经2.5h灰 化，测得灰分重量。洗涤优化：经过实际试验，发现中性洗涤纤维测定和酸性洗涤纤 维测定中用丙酮冲洗这步效果不大，测量精度要求不高时，可省略。方法一：化学滴定法(我们测定出来的结果较文献报道偏低)(一) 纤维素含量的测定1. 所需溶液硝酸和醋酸的混合液，0.5N重铬酸钾溶液，试亚铁灵 指示剂0.1N硫酸亚铁铵溶液，浓硫酸，0.1N重铬酸钾溶液。2. 实验步骤(1)配制所需的各种溶液，硫酸亚铁铵溶液在使用的 周内准备，并在使用当天测定其滴定度K。用该硫酸亚铁铵溶液滴定 25mL 0.1N的重铬酸钾溶液，用去m mLoK= 25x0.1/m(2 )称取自然风干的生物质粉末0.05-0.06g，数值为n(3) 装入离心管内，加入硝酸和醋酸的混合液5mL(4 )塞住离心管，在沸水中煮沸25min，并定期搅拌(5) 离心，倒去清液，加入蒸馏水离心洗涤沉淀，共洗三次(6) 加入10mL 0.5N的重铬酸钾溶液和8mL浓硫酸，搅匀，放 入开水中10min，并定期搅拌(7) 冷却，倒入锥形瓶中，用少许蒸馏水冲洗沉淀，滴入3滴试 亚铁灵试剂，用0.1N的硫酸亚铁铵溶液滴定，用去b mL,由黄色经 黄绿色至红褐色为终点(8) 用0.1N的硫酸亚铁铵溶液单独滴定加入8mL浓硫酸和 10mL 0.5N重铬酸钾溶液，用去a mL (9 )生物质中纤维素的含量计 算公式 x% = 0.675xK(a-b)/n(二) 半纤维素含量的测定1. 所需溶液80%硝酸钙溶液，2N盐酸，酚酞指示剂，2N氢氧化 钠溶液，碱性铜试剂，草酸-硫酸混合液，0.5%淀粉，0.01N硫代硫酸 钠溶液。2. 实验步骤(1) 称取自然风干的生物质粉末0.1-0.2g，数值为n(2) 装入小烧杯中，加入15mL 80%的硝酸钙溶液，盖好加热至 沸腾，在慢慢沸腾的情况下加热5min( 3)分步离心，分别用10mL 热水洗涤沉淀三次(4) 在沉淀中加入10mL 2N的盐酸，搅匀，沸水浴中搅拌情况 下微沸45min(5) 离心，残渣分别用10mL蒸馏水冲洗三次，冲洗后的水溶液 合并在离心液中(6) 加入1滴酚酞，用2N氢氧化钠溶液中和到显橙红色(7) 转入100mL的容量瓶，稀释到刻度(8) 用干燥滤纸过滤到干燥烧杯中(9 )移液管吸取10mL滤液，加入10mL碱性铜试剂，盖好在沸 水中煮15min(10 “令却，加入5mL草酸-硫酸混合液，加入0.5mL 0.5%淀粉， 用0.01N硫代硫酸钠溶液滴定至蓝色消失，用去b mL(11 )取10mL碱性铜试剂，加5mL草酸-硫酸混合液，再加 10mL滤液，加入0.5mL 0.5%的淀粉，0.01N硫代硫酸钠溶液滴定至 蓝色消失，用去a mL(12 )生物质中半纤维素的含量计算公式x% = 0.9x100 248 - (a-b)(a-b)/10000x10xn (三)木质素含量的测定1. 所需溶液1%醋酸，丙酮，73%硫酸，10%氯化钡溶液，0.5N 重铬酸钾溶液，浓硫酸，0.1 N硫酸亚铁铵溶液，试亚铁灵指示剂。2. 实验步骤(1) 标定新配的0.1N硫酸亚铁铵溶液,滴定度为K(2 )称取自然风干的生物质粉末0.05-0.1g，数值为n(3 )装入离心管，加入10mL 1%醋酸，摇动5min混匀(4) 离心，用5mL 1%醋酸洗沉淀(5) 加丙酮3-4mL，在摇荡的情况下浸泡3min，洗三次(6) 用玻璃棒将沉淀沿管壁分散开，将离心管放热水中使沉淀充 分干燥(7 )在干燥沉淀中加入73%硫酸3mL,用玻璃棒搅匀，挤压成 均匀的浆液(8 )室温下方攵置一夜(9) 加入10mL蒸馏水，搅匀，置沸水中5min(10 “令却，加入0.5mL 10%氯化钡溶液，搅匀，离心，倒出清 液，分别用10mL蒸馏水冲洗沉淀两次，每次要混匀(11)沉淀中加入10mL 0.5N的重铬酸钾溶液和8mL浓硫酸， 放入沸水不时搅拌15min(12 )令却，倒入锥形瓶中，用少许蒸馏水冲洗沉淀，滴入3滴 试亚铁灵试剂，用0.1N的硫酸亚铁铵溶液滴定，用去b mL，由黄色 经黄绿色至红褐色为终点(13)用0.1N的硫酸亚铁铵溶液单独滴定加 入8mL浓硫酸的10mL 0.5N重铬酸钾溶液，用去a mL(14 )生物质 中木质素的含量计算公式x% = 0.433xK (a-b)/n半纤维素含量的测定p方法原理用沸腾的80%硝酸钙溶液使淀粉溶解，同时将干扰测定半纤维素 的溶于水的其它碳水化合物除掉。将沉淀用蒸馏水冲洗以后，用较高 浓度的盐酸，大大缩短半纤维素的水解时间，水解得到的糖溶液，稀 释到一定体积，用氢氧化钠溶液中和，其中的总糖量用铜碘法测定半纤维素含量的测定所需溶液(1) 80%硝酸钙溶液(2)2 mol/l盐酸(3 )酚酞指示剂(4)2 mol/l氢氧化钠溶液(5)碱性铜试剂(配置方法：称取无水Na2CO3 40g，溶于100ml蒸馏水中,溶后加酒石酸7.5g若不易溶解可稍加热， 冷却后移入1000ml的容量瓶中。另取纯结晶CuSO4 4.5g溶200ml 蒸馏水中，溶后再将此溶液倾入上述容量瓶内，加蒸馏水至1000ml 刻度，放置备用)(6)草酸-硫酸混合液(7 ) 0.5%淀粉(8 )0.1mol/l硫代硫酸钠溶液p实验步骤（3个平行）（1）称取自然风干的生物质粉末0.1-0.2g，数值为n（2）装入10ml离心管中，加入10mL 80%的硝酸钙溶液，盖好 加热至沸腾，在慢慢沸腾的情况下加热5min（ 3）分步离心，分别用 10mL热水洗涤沉淀3次，之后加5ml丙酮再洗3次。（4）在沉淀中加入10mL 2 mol/l的盐酸，搅匀，沸水浴中不停 搅拌情况下微沸45min（5）离心，残渣分别用10mL蒸馏水冲洗三次，冲洗后的水溶液 合并在离心液中。（注意：离心液千万别倒掉了，要倒在三角瓶中）（6）加入1滴酚酞，用2 mol/l氢氧化钠溶液中和到显橙红色（或 者成为玫瑰色）（7）转入100mL的容量瓶，稀释到刻度（8）用干燥滤纸过滤到干燥烧杯中（注：抛弃最初滤出的少量滤 液）（9）移液管吸取 10mL滤液装入大试管中，加入10mL碱性铜试 剂，盖好在沸水中煮15min（10）冷却，加入5mL草酸-硫酸混合液（加酸混合的时候必须 在不断搅拌的情况下加入），再加入0.5mL 0.5%淀粉，用0.1 mol/l 硫代硫酸钠溶液滴定至蓝色消失，用去b mL（11）取10mL碱性铜试剂，加5mL草酸-硫酸混合液，再加 10mL滤液，加入0.5mL 0.5%的淀粉，0.01N硫代硫酸钠溶液滴定至蓝色消失，用去a mL（做空白对照）（12 ）生物质中半纤维素的含量计算公式x%=0.9x100x248 -（a-b）（a-b）/（ 1000xn）纤维素的测定方法原理：生物质（浒苔、锯末和玉米秸秆）在加热的情况下用醋酸和硝酸 的混合液处理，在这种情况下，细胞间的物质被溶解，纤维素也分解 成单个的纤维，木质素、半纤维素和其它的物质也被除去。淀粉、多 缩戊糖和其它物质受到了水解。用水洗涤除去杂质以后，纤维素在硫 酸存在下被重铬酸钾氧化成二氧化碳和水。C6H10O5+4K2Cr2O7+16H2SO4=6CO2+4Cr2(SO4)3+4K2S O4+21H2O过剩的重铬酸钾用硫酸亚铁铵溶液滴定，再用硫酸亚铁铵滴定同 量的但是未与纤维素反应的重铬酸钾，根据差值可以求得纤维素的含 量。实验步骤(3个平行)(1)配制所需的各种溶液，硫代硫酸钠溶液在使用的一周内准备， 并在使用当天测定其滴定度K。用该硫代硫酸钠溶液滴定25mL 0.1 mol/l的重铬酸钾溶液，用去m mL。滴定度：K=25x0.1/m(2 )称取自然风干的生物质粉末0.05-0.06g，数值为n(3) 装入10 ml离心管内，加入硝酸和醋酸的混合液5mL(4 )盖住离心管，在沸水中煮沸25min，并定期搅拌(5) 离心，倒去清液，加入蒸馏水离心洗涤沉淀，共洗三次(6) 加入10mL 0.5mol/l的重铬酸钾溶液和8mL浓硫酸，搅匀， 放入开水中10min，并定期搅拌(7 )冷却，倒入锥形瓶中，用少许蒸馏水(10-15ml)冲洗沉淀， 滴入3滴邻菲罗琳指示剂，用0.1mol/l的硫代硫酸钠溶液滴定，用去 b mL,由绿色转变为砖红色为终点(8)用0.1N的硫酸亚铁铵溶液单独滴定加入8mL浓硫酸和10mL 0.5mol/l重铬酸钾溶液，用去a mL (9)生物质中纤维素的含 量计算公式 x%=0.675xK(a-b)/n2:木质素含量的测定方法原理先用1%的醋酸处理以分离出糖、有机酸和其它可溶性化物。然后 用丙酮处理，分离叶绿素、拟脂、脂肪和其它脂溶性化合物。将沉淀 用蒸馏水洗涤以后，在硫酸存在下，用重铬酸钾氧化水解产物中的木质素：C11H12O4+8K2Cr2O7+32H2SO4=11CO2+8K2SO4+8Cr2（SO4）3 + 32H2O过量的重铬酸钾用硫代硫酸钠溶液滴定。方法和测定纤维素 相同。所需溶液（1）1%醋酸（2）丙酮（3）73%硫酸（4）10%氯化钡溶液（5） 0.5mol/l重铬酸钾溶液（6）浓硫酸（7）0.1mol/l硫代硫酸钠溶液（8）邻菲罗琳指示剂p实验步骤（1）标定新配的0.1 mol/l硫代硫酸钠溶液，滴定度为K（2）称取自然风干的生物质粉末0.05-0.1g，数值为n（3）装入离心管，加入10mL 10%乙酸，摇动5min混匀（4）离心，用5mL 10%醋酸洗沉淀2次。（5）加丙酮3-4mL,在摇荡的情况下浸泡3min，共浸洗三次（6）用玻璃棒将沉淀沿管壁分散开，将离心管放热水中使沉淀充 分干燥以使丙酮完全挥发（大约在10分钟左右）（7 ）在干燥沉淀中加入72%硫酸3mL,用玻璃棒搅匀，挤压成 均匀的浆液（8 ）室温下放置一夜（约16小时），溶解全部的纤维素（9 ）第二天向离心管中加入10mL蒸馏水，用玻璃棒搅匀，置沸 水中5min（10 “令却，加入（5 ml蒸留水，）0.5mL 10%氯化钡溶液，搅 匀，离心，倒出清液，分别用10mL蒸留水冲洗沉淀两次，每次要混 匀（11）沉淀中加入10mL 0.5mol/l的重铬酸钾溶液和8mL浓硫 酸，放入沸水不时搅拌15min（12 ）令却，倒入锥形瓶中，用少许蒸留水冲洗沉淀，滴入3滴 试邻菲罗啉指示剂，用0.1mol/l的硫代硫酸钠溶液滴定，用去bmL, 由绿色转变为砖红色即为终点（13 ）用0.1mol/l的硫代硫酸钠溶液单独滴定加入8mL浓硫酸 的10mL 0.5N重铬酸钾溶液，用去amL （14 ）生物质中木质素的含u、(qe)lxmm17.0H%xSMS