趙玉雪 朱佳敏 楊 霞 婁 麗

(貴州省核桃研究所，貴州 貴陽 550005)

核桃青皮又稱青龍衣，為核桃外部的一層厚厚綠色果皮，含有多種次生代謝物質(zhì)，可影響生態(tài)平衡[1]，在核桃加工場所，會產(chǎn)生4～5倍干核桃的核桃青皮，數(shù)量較大[2]。核桃青皮中含有多種毒性物質(zhì)成分，堆置在野外的核桃青皮經(jīng)雨水浸泡后，浸出液流入渠道、河(湖)泊中，會對水體造成嚴重污染。若要對核桃青皮整體處理，從根本上解決污染問題，就要對其加以無害化處理，采用高溫堆肥法生產(chǎn)有機肥，實現(xiàn)廢棄的核桃青皮肥料化利用，這不僅可以減少對生態(tài)環(huán)境的污染，還可增加果農(nóng)的經(jīng)濟收入。將核桃青皮充分的開發(fā)、有效合理的利用可使經(jīng)濟效益、社會效益、環(huán)境效益三者達到最大程度統(tǒng)一。

在合理利用青皮將化合物轉(zhuǎn)化利用為有機肥成分之前，必須了解青皮本身的理化特性，測定核桃青皮中木質(zhì)素、纖維素和半纖維素含量。目前，對核桃青皮的測定只有多糖、酚類物質(zhì)等化學(xué)成分的研究[3-4]，對木質(zhì)素、纖維素和半纖維素含量還未測定過。纖維素的測定方法主要有重鉻酸鉀-碘量法[5]、酸性洗滌法與酸堿醇醚處理法和差重法(VanSoest方法)[6]等。半纖維素的測定方法主要有堿液提取法[7]、差重法、濃堿溶解硼酸絡(luò)合分級抽提法、2mol/L鹽酸水解法[8]和洗滌劑法等。測定木質(zhì)素的方法主要有Klason法[9]、紅外光譜定量分析法[10]、同位素標記法、差重法、濁度法、綜合運用法[11]等。本文主要采用濃硫酸法測定核桃青果皮的木質(zhì)素，72%濃硫酸水解法測定了纖維素和2mol/L鹽酸水解法測定了半纖維素，以期為核桃青皮進行有機肥利用提供一些基礎(chǔ)資料。

1 材料、試劑與儀器

1.1 主要材料和試劑

核桃青皮采自正安縣瑞溪鎮(zhèn)云心品種，烘干磨粉備用；

主要試劑：醋酸、乙醇、乙醚、硫酸、氯化鋇、重鉻酸鉀、硫代硫酸鈉、硝酸、硝酸鈣、鹽酸、酚酞、氫氧化鈉、碘化鉀、淀粉等。

1.2 儀器與設(shè)備

低速臺式離心機(無錫市瑞江分析儀器有限公司)；水浴鍋(常州翔天實驗儀器長)；紫外可見分光光度計(上海儀電分析儀器有限公司)；FA2004N電子天平(上海精密科學(xué)儀器有限公司)；移液器；燒杯；試管；容量瓶；玻璃棒等。

2 實驗方法

2.1 木質(zhì)素測定

稱取0.05～0.10g核桃青皮粉裝入離心管中，加入質(zhì)量分數(shù)為1%的醋酸10mL，搖勻后離心。將沉淀用質(zhì)量分數(shù)為1%醋酸5mL洗滌1次,然后加3～4mL70%乙醇和30%乙醚混合液(體積比1：1),浸泡3min，棄去上清液，共浸洗3次，將沉淀物在沸水浴中將水分蒸干，然后向干燥后的沉淀物中加入72%的硫酸3mL，用玻璃棒攪勻，室溫下靜置16h，使木質(zhì)素全部溶解，然后向試管中加入10mL蒸餾水，用玻璃棒攪勻，置沸水浴中5min，冷卻，加 5mL的蒸餾水和0.5mL質(zhì)量分數(shù)10%的氯化鋇溶液，搖勻，離心。沉淀后用蒸餾水沖洗2次，再向洗過的木質(zhì)素沉淀中加入10mL質(zhì)量分數(shù)10%的硫酸和10mL0.025mol/L重鉻酸鉀溶液，將試管放于沸水浴中15min，攪拌。冷卻后，將試管中所有的物質(zhì)轉(zhuǎn)入燒杯中作滴定用，用15～20mL蒸餾水洗滌殘余部分。然后向燒杯中加入5mL20%的K溶液和1mL質(zhì)量分數(shù)1%的淀粉溶液，用硫代硫酸鈉滴定測量木質(zhì)素。同時以0.2mol/L硫代硫酸鈉滴定10mL質(zhì)量分數(shù)10%的硫酸和10mL0.025mol/L重鉻酸鉀溶液作為試劑空白實驗。實驗數(shù)據(jù)見表2。

木質(zhì)素含量計算公式: X=k(a-b)/(n*48)

式中: k-硫代硫酸鈉的濃度，mol/L；

a-空白滴定所消耗硫代硫酸鈉的體積，mL；

b-溶液所消耗硫代硫酸鈉的體積，mL；

n-核桃青皮粉的質(zhì)量，g；

48為1molC6H10O5相當于硫代硫酸鈉 (一定濃度 )的滴定度。

2.2 纖維素測定

稱取0.05～0.10g青皮粉于試管中，加入5mL醋酸和硝酸混合液，蓋上球形玻蓋， 置沸水浴中加熱25min，并不斷攪拌，取出、冷卻后離心，棄去上清液，沉淀物用水沖洗3次，向沉淀中加入10mL質(zhì)量分數(shù)為10%的硫酸10mL0.01mol/L的重鉻酸鉀溶液，搖勻，在沸水浴中加熱10min，取出后倒入三角瓶中，用適量的蒸餾水洗滌3次，一并倒入三角瓶中，溶液冷卻后加入5mL20%的KI溶液和1mL質(zhì)量分數(shù)為0.5%的淀粉溶液，用0.2mol/L硫代硫酸鈉滴定測量纖維素。同時以滴定10mL質(zhì)量分數(shù)為10%的硫酸10mL0.01mol/L的重鉻酸鉀溶液作為試劑空白實驗。

纖維素含量計算公式：X=k(a-b)/(n*24)

式中: k-硫代硫酸鈉的濃度，mol/L；

a-空白滴定所消耗硫代硫酸鈉的體積，mL；

b-溶液所消耗硫代硫酸鈉的體積，mL；

n-核桃青皮粉的質(zhì)量，g；

24為1molC6H10O5相當于硫代硫酸鈉(一定濃度)的滴定度。

2.3 半纖維素測定

取0.1～0.2g青皮粉于燒杯中，加入10mL質(zhì)量分數(shù)80%硝酸鈣溶液，置電爐上加熱，小火煮沸5 min，冷卻后離心；將沉淀用熱水沖洗3次，然后向沉淀中加10 mL濃度為2mol/L的鹽酸，蓋上玻蓋，混勻，置沸水浴中，不時攪拌下沸騰45min；冷卻后離心，將上清液移入100mL容量瓶中，將沉淀沖洗3次，洗滌液并入容量瓶中；向容量瓶中加1滴酚酞，用NaOH中和至顯玫瑰色，稀釋至刻度，隨后將其過濾至燒杯中，棄去最初濾出的幾滴濾液。用DNS法測定溶液中的還原糖，即取2 ml濾液于試管中并加入1.5mlDNS試劑，于沸水浴中5min，冷卻，在540 nm波長下測定吸光度，并對照標準曲線進行分析。

標準曲線的制作：取8支洗凈烘干的20 ml具塞刻度試管，分別加入葡萄糖標準溶液(1.0mg/mL)0.0ml、0.2ml、0.4ml、0.6ml、0.8ml、1.0ml、1.2ml、1.4ml補充蒸餾水至2ml，再各加入1.5mlDNS后搖勻沸水浴5min,冷卻后定容至15ml，用分光光計測定540nm時候的波長。

3 結(jié)果與分析

核桃青皮中的木質(zhì)素測定結(jié)果如表1，計算所得木質(zhì)素含量為33.82%；纖維素測定結(jié)果如表2，計算所得纖維素含量為22.42%；與核桃殼中木質(zhì)素含量38.05%，纖維素含量30.88%相比[12]，有點差距但相差不大，相差原因可能與地域差異性、品種差異性、鮮干程度有關(guān)，也會和青皮與殼的差異有關(guān)。測得葡萄糖標準曲線為圖1，核桃青皮中還原糖含量為23.8%，在所制得的葡萄糖標準曲線范圍內(nèi)，因此用還原糖含量乘上系數(shù)0.9，即可得出核桃青皮得半纖維素含量，為21.42%。

表1 木質(zhì)素含量測定結(jié)果

表2 纖維素含量測定結(jié)果

圖1 葡萄糖標準曲線

4 討論

核桃青皮目前有應(yīng)用在天然染物[13]、軋鋼[14]、抗瘤活性[15]中，同時抑菌作用也多應(yīng)用于多種作物的病菌防治中[16]。此外，以物理擠壓后的核桃青皮渣為原料，配以不同比例制備原料，通過發(fā)酵處理，還可制備核桃青皮生物有機肥[17]。而木質(zhì)素、纖維素和半纖維素是構(gòu)成植物骨架的主要組成部分，木質(zhì)素的吸附緩釋性質(zhì)能夠較好地保持化學(xué)肥料的有效性并能使其緩慢釋放，是一種良好的有機復(fù)合肥控釋材料。確定核桃青皮中纖維素、木質(zhì)素和半纖維素的含量能為核桃青皮可再生資源的充分利用打下理論基礎(chǔ)，為核桃青皮制備有機肥料提供可行性研究基礎(chǔ)。隨著對核桃青皮的深入研究，將核桃青皮充分的開發(fā)、有效合理的利用，不僅可避免污染環(huán)境，還能提高其利用率能有效提高社會效益和經(jīng)濟效益。