用濾袋法測(cè)定發(fā)酵棉源飼料中木質(zhì)素含量

吳紅巖，謝麗蓉，蘇玲玲*

（1.新疆畜牧科學(xué)院飼料研究所，烏魯木齊 830011；2.新疆畜牧科學(xué)院，烏魯木齊 830011）

新疆太陽(yáng)輻射強(qiáng)烈、晝夜溫差大，棉花產(chǎn)量高，因此棉副產(chǎn)品資源相當(dāng)豐富。據(jù)農(nóng)業(yè)部農(nóng)情調(diào)度顯示：2017年，新疆棉花實(shí)播面積210.86萬(wàn)hm2，播種面積占全國(guó)的63%。按每公頃土地產(chǎn)秸稈10 t計(jì)算，則棉稈年產(chǎn)量為885.61萬(wàn)t。因?yàn)椴煌N植區(qū)、儲(chǔ)存期、儲(chǔ)存方式、氮肥使用量、收割時(shí)期及棉花品種、部位的不同導(dǎo)致棉稈營(yíng)養(yǎng)成分差異較大。棉稈莖的粗蛋白含量相比偏低 (4.55%～6.79%)；棉稈莖的纖維素（35.22%～47.01%）；木質(zhì)素的含量較高（15.98%～19.78%）[1-3]。如果針對(duì)其營(yíng)養(yǎng)特點(diǎn)科學(xué)合理的開(kāi)發(fā)利用棉稈飼料資源，對(duì)于緩解新疆飼草料資源短缺，發(fā)展節(jié)糧型畜牧業(yè)具有非常重要的指導(dǎo)意義。目前棉稈利用率低的原因是由于秸稈內(nèi)木質(zhì)素中木聚糖的糖酸酸鏈與半纖維素共價(jià)相結(jié)合,形成包裹纖維素的框架結(jié)構(gòu),而且木質(zhì)素與碳水化合物結(jié)合所形成的化學(xué)鍵也會(huì)阻礙纖維素酶的分解[4]。使得瘤胃微生物很難降解這些物質(zhì),從而嚴(yán)重阻礙了草食家畜降解利用秸稈[5]。此外木質(zhì)素及秸桿中存在的部分酚醛類化合物還會(huì)減少微生物的附著量,尤其是能夠降低某些活力極強(qiáng)的纖維分解菌的活性，從而阻礙草食家畜對(duì)秸軒的消化利用。因此要想利用好棉稈主要是需要降低棉稈中木質(zhì)素的含量即棉稈開(kāi)發(fā)的首要問(wèn)題是確定纖維素、半纖維素及木質(zhì)素含量，而研究測(cè)定其含量為棉源飼料的合理資源化利用提供可靠的技術(shù)資料。目前飼料中的酸性洗滌木質(zhì)素(ADL)的測(cè)定方法主要使用國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)方法GB/T20805-2006，此法抽濾等步驟中樣品轉(zhuǎn)移時(shí)容易造成樣品溢出且費(fèi)時(shí)、效率低。濾袋技術(shù)是20世紀(jì)90年代初發(fā)展起來(lái)的一種簡(jiǎn)便易行，高效準(zhǔn)確分析技術(shù)。該項(xiàng)技術(shù)目前主要應(yīng)用于飼料和食品中粗纖維、中性洗滌纖維 、酸性洗滌纖維的測(cè)定。本文作者之前也做了大量的用濾袋法測(cè)定飼料中NDF和ADF[6-8]的相關(guān)工作，但能否用纖維濾袋樣品中木質(zhì)素ADL，每個(gè)樣品需要12 moL/L濃硫酸才能將棉源飼料中大部分細(xì)胞內(nèi)容物如脂肪、蛋白質(zhì)、糖類和纖維素等分解完全，本文針對(duì)這個(gè)內(nèi)容開(kāi)展了如下工作。

1 材料與方法

1.1 儀器與試劑

儀器：小型高速粉碎機(jī)(WK-1000A)，福斯；分析天平：分度值0.0001 g(型號(hào))，賽多利斯；箱式電阻爐（SX2-8-10TZ）額定溫度 1 000 ℃；電熱干燥箱（DHG-9140A）；高溫電熱爐（IKAC-MAG）。

試劑：硫酸 （H2SO4分析純）；十六烷基三甲基溴化銨 (C19H42NBr，CTAB分析純)；十二烷基硫酸鈉（C12H25SO4Na分析純）。

酸性洗滌劑：測(cè)定酸性洗滌纖維用的溶液。

原料：新疆南疆地區(qū)棉稈與不同粗飼料混合經(jīng)纖維分解菌發(fā)酵70 d后的樣品。

1.2 試驗(yàn)方法

1.2.1 樣品預(yù)處理

自然干燥晾干后，用粉碎機(jī)粉碎，過(guò)40目分樣篩。

1.2.2 木質(zhì)素的測(cè)定

按照濾袋法先測(cè)定ADF：（1）在纖維濾網(wǎng)袋上，用特殊記號(hào)筆編號(hào)、稱重后，稱量樣品重0.5 g左右于袋中，封好口。每種樣品做3個(gè)平行樣。（2）7個(gè)袋放入大燒杯中，加入酸性洗滌劑800 mL，煮沸1 h(以開(kāi)始沸騰計(jì)時(shí)，注意煮沸過(guò)程液體濃度不變)。（3）把濾網(wǎng)袋取出用自來(lái)水洗凈，涼干，于105℃烘箱中烘2 h，干燥器內(nèi)冷卻30 min，確保恒重后計(jì)入質(zhì)量。

1.2.3 ADL的測(cè)定

將以上的濾袋放入燒杯中，第一次浸泡：每個(gè)濾袋加12.0 moL/L的硫酸100 mL在20℃~25℃下浸泡消解3 h，取出用熱水洗凈至中性。第二次和第三次是重復(fù)第一次浸泡步驟。晾干，于105℃烘箱中烘4 h后，冷卻30 min后立即稱重。再將每個(gè)樣品放入相對(duì)應(yīng)稱好重量和編好號(hào)的坩堝中，先炭化，后放入550℃高溫爐中燒4 h（溫度升到550℃開(kāi)始計(jì)時(shí)），放干燥器冷30 min后，確保恒重后計(jì)入質(zhì)量。

計(jì)算ADL公式：(酸性洗滌后濾袋和樣品重-纖維袋重量-（灰化后坩堝重-原坩堝重)）*100%/樣重。國(guó)標(biāo)方法：GB/T20805-2006[9]本實(shí)驗(yàn)中樣品由北京譜尼測(cè)試集團(tuán)測(cè)定。

2 結(jié)果與分析

2.1 發(fā)酵棉源飼料中中性洗滌纖維，酸性洗滌纖維和木質(zhì)素含量（見(jiàn)表1、表2）

表1 樣品中 NDF、ADF和ADL含量（%）（n=3）

序號(hào) 樣本編號(hào) 第一次A D L% 第二次A D L% 第三次A D L%1 1 A 1 1 2 2.8 1±2.7 8 A 1 6.6 5±0.9 5 B 1 5.9 8±0.7 7 1 2 A 1 2 2 3.1 1±3.3 6 A 1 3.8 1±0.6 1 B 1 3.0 5±0.8 5 1 3 A 1 3 1 9.8 7±1.3 8 A 1 5.6 8±0.8 0 B 1 5.1 9±0.5 5 1 4 A 1 4 2 1.2 4±2.3 8 A 1 6.2 9±0.9 4 B 1 5.2 6±0.4 6 1 5 A 1 5 2 0.4 2±1.2 2 A 1 5.9 4±0.7 3 B 1 4.9 2±0.4 9 1 6 A 1 6 2 1.6 0±1.3 8 A 1 8.7 1±0.9 0 B 1 8.2 2±0.7 4 1 7 A 1 7 1 9.6±0.8 2 A 1 4.5 8±0.4 8 B 1 4.0 7±0.6 2 1 8 A 1 8 2 6.7 5±1.0 6 A 2 0.7±1.4 0 B 2 0.8 1±0.9 6 1 9 A 1 9 1 6.7 3±0.9 7 A 1 7.8 6±1.3 0 B 1 7.3 5±0.4 6 2 0 A 2 0 1 8.8 5±1.5 6 A 1 2.9 5±0.9 0 B 1 3.0 4±0.6 0 2 1 A 2 1 2 0.1±1.2 4 A 1 3.8 6±0.8 4 B 1 3.2 3±0.7 5 2 2 A 2 2 2 1.0 7±0.8 7 A 1 5.0 6±0.9 1 B 1 4.8 8±0.7 2 2 3 A 2 3 2 3.1±1.2 5 A 1 5.9 6±0.7 2 B 1 5.3 3±0.5 8 2 4 A 2 4 2 4.5 4±0.7 2 A 1 6.4 6±0.7 2 B 1 6.0 7±0.2 8 2 5 A 2 5 2 0.1 3±0.7 8 A 1 5.0 6±0.4 2 B 1 4.3 8±0.7 9 2 6 A 2 6 2 2.2 7±1.2 0 A 1 8.3 1±0.8 7 B 1 7.9 6±0.7 7

表2 樣品中ADL含量（%）（n=6）

從表1中可以看出發(fā)酵棉稈的ADL第一次浸泡在18%~26%左右，而再次浸泡值可以再降5%~8%左右，第一次浸泡和第二次浸泡差異極顯著。而第三次浸泡后基本與第二次差異不顯著。

從表2可知，用國(guó)標(biāo)法和本實(shí)驗(yàn)浸泡2次木質(zhì)素測(cè)定結(jié)果接近。

3 討 論

目前飼料中木質(zhì)素的分析大多采用國(guó)標(biāo)法。在采用該法測(cè)定時(shí)，通常首先稱取一定量樣品于燒杯中，然后加入100 mL酸性洗滌劑煮沸1 h后，在玻璃砂漏斗內(nèi)抽濾，抽濾過(guò)后轉(zhuǎn)移到燒杯內(nèi)加入12.0 moL/L的硫酸溶液至半滿再消解3 h后，繼續(xù)轉(zhuǎn)移到玻璃砂漏斗內(nèi)抽濾，并將殘?jiān)D(zhuǎn)移到古氏坩堝中。然后烘干灰化稱重計(jì)算。該過(guò)程不僅費(fèi)工費(fèi)時(shí)，由于12.0 moL/L硫酸煮沸過(guò)程中火力控制不當(dāng)容易溢出，造成殘?jiān)鼡p失和燒傷操作人員。另外在將殘?jiān)D(zhuǎn)移到古氏坩堝中時(shí)，很易發(fā)生抽濾困難或抽漏。因此很多人研究用濾袋法替代傳統(tǒng)方法[10]。本試驗(yàn)用纖維濾網(wǎng)袋法分析飼料中的木質(zhì)素時(shí)，省去了抽濾，而且可批量進(jìn)行測(cè)定，效率高。一個(gè)800 mL燒杯可以處理7個(gè)左右樣品。本試驗(yàn)第一次用12.0 moL/L的硫酸100 mL在20℃~25℃下浸泡消解3 h，樣品結(jié)果偏高，而且平行性差，再次消解，又能降低5%左右，說(shuō)明第一次的酸添加量不夠。用國(guó)標(biāo)法和濾袋法（本試驗(yàn)2次浸泡）進(jìn)行的對(duì)比試驗(yàn)，分析數(shù)據(jù)表明，纖維濾網(wǎng)袋法分析結(jié)果可與國(guó)標(biāo)法相一致，這與薛紅楓[11]等人得出的采用傳統(tǒng)抽濾、ANKOM濾袋和CAU濾袋技術(shù)測(cè)定的16種反芻動(dòng)物飼料中木質(zhì)素（高錳酸鉀法）3種方法間差異不顯著一致，本試驗(yàn)得出此方法也可應(yīng)用與棉源飼料中木質(zhì)素含量的測(cè)定。