木质素检测
木质素检测
木质素又称作木素，是自然界唯一能够提供可再生芳基化合物的非石油资源，为第二大天然高分子材料。根据结构单元不同，可将木质素分为三种类型：愈创木基木质素（guaiacyl lignin，G-木质素）、紫丁香基木质素（syringyl lignin，S-木质素）和对羟基苯基木质素（hydroxy-phenyl lignin，H-木质素）。木质素主要源于工业纸浆的副废物，制浆工业每年产生5000万吨左右的木质素副产品。但迄今为止，超过95%的木质素扔直接排入江河或者浓缩后烧掉，很少得到高效利用。随着人类对环境污染和资源危机等问题的不断深入，木质素作为天然高分子所具有的可再生性、可降解性等性质日益受到重视。
中心以广泛应用于木质素研究的热解-气相色谱-质谱分析技术为基础，通过不断改良优化测试方法，发展了一种四甲基氢氧化铵-裂解-气相色谱-质谱分析技术（TMAH-Py-GC-MS）。科标化工分析检测中心通过了中国国家认证认可监督管理委员会（CMA）实验室认证认可，能出具权威的第三方检测报告。
木质素含量检测(甲基化裂解色谱质谱分析法)
一、实验原理
四甲基氢氧化铵-裂解-气相色谱-质谱分析技术通过对裂解产物中的羟基、氨基、羧基等基团原位甲基化，有效地克服常规裂解分析法因产生不稳定中间体、高沸点和强极性产物而难于进入色谱系统获得有效分离的缺点，拓宽了分析范围，降低了GC柱温，缩短了分析时间，进而对木质素及其结构单元进行定量分析。
二、仪器和试剂
①裂解器（又称裂解色谱装置）：管式炉裂解器。
②台式色谱质谱联用仪（70eV，带数据库）。
③毛细管色谱柱，色谱柱为DB-5MS，其长30m、内径0.25mm、膜厚0.25μm的石英毛细管柱。
④甲基化试剂：四甲基氢氧化胺甲醇溶液（10g/100mL）。
三、试验方法
将样品和甲基化试剂（四甲基氢氧化铵甲醇溶液）混合，加热，用不锈钢小工具压磨试样，使试样能溶于四甲基氢氧化铵中，取析出的伴有四甲基氢氧化铵的细小颗粒，裂解温度550℃，进行裂解色谱质谱联用分析。
图1花的TMAH-Py-GC-MS谱图
四、结果计算与评价
科标化工分析检测中心利用甲基化裂解色谱质谱分析法计算木质素含量。
附图
1.木质素分子结构模型
2.木质素三种主要结构单元
3.表1木质素TMAH-Py-GC-MS分析主要裂解产物
木质素含量测定实验总结
一、结构性质 木质素是由4种醇单体 (对香豆醇、松柏醇、5-羟基松柏醇、芥子醇)形成的一种复杂酚类聚合物,它是包围于管胞、导管及木纤维等纤维束细胞及厚壁细胞外并使这些细胞具有特定显色反应(加间苯三酚溶液一滴, 待片刻, 再加盐酸一滴, 即显红色)的物质。根据木质素的性质, 测定木质素的方法有直接浓酸水解分离测定法、光度法、红外光谱法、氧化还原反应滴定法等, 对花生壳的木质素采用氧化还原滴定法进行含量测定。 二、反应原理 木质素在醋酸的作用下,易溶于乙醇和乙醚的混合液,在硫酸介质中用重铬酸钾氧化为二氧化碳和水, 反应方程式如下: C 6H 10O 5+4K 2Cr 2O 7+16H 2SO 4= 4Cr 2(SO 4)3+4K 2SO 4+6CO 2 +21H 2O Cr 2O 72- + 14H + + 6I - 2 + 2Cr 3+ + 7H 2O Cr 3+为亮绿色 2S 2O 32- + I 2 4O 62- + 2I - 遇浓硫酸有红色针状晶体铬酸酐析出，对其加热则分解 放出氧气，生成硫酸铬，使溶液的颜色由橙色变成绿色。稍溶于冷水，水溶液呈酸性，属强氧化剂 过量的重铬酸钾用硫代硫酸钠回滴,淀粉KI 溶液为指示剂。其中加氯化钡溶液的作用是让溶出的木质素和硫酸钡(硫酸与氯化钡反应)一起沉淀。 三、试剂准备 1. 1%醋酸（质量分数）：15mL ；1mL36%的乙酸，加水定容到36mL 2. V 乙醇：V 乙醚=1:1 : 20 mL ； 3. 72%硫酸：3 mL ；72%硫酸密度：1.634g/cm 3,98%硫酸密度：1.84 g/cm 3. 量取652mL98%硫酸加水定容到1000 mL ，即为72%硫酸。 4. 10%氯化钡（质量分数）：0.5 mL ；取1g 定容到10 mL. 5. 10%硫酸（质量分数）：10 mL ；10%硫酸密度：1.07 g/cm 3，量取593.4 mL98% 硫酸加水定容到1000 mL ，即为10%硫酸. 6. 0.025mol/L 重铬酸钾：10 mL ；先经过120℃烘干2小时，称取1.225g 加水定容到1000 mL ，避光，棕色瓶保存。 7. 20%KI(质量分数)：5 mL ；20g 加水到100 mL 8. 1%淀粉（质量分数）：1 mL ；1g 加水定容到100 mL
纤维素,木质素等的含量研究实验报告
纤维素、木质素等的含量研究 木材化学的木素研究是研究木材及其内含物和树皮等组织的化学组成及其结构、性质、分布规律和利用途径的技术基础学科。以木材解剖学、有机化学和高分子化学为基础，也是木材科学的重要组成部分，它为林产化学加工提供了理论基础。 木材的主要成分有木质素、纤维素、半纤维素和一些可溶性抽提物。纤维素是由葡萄糖组成的大分子多糖。不溶于水及一般有机溶剂。是植物细胞壁的主要成分。纤维素是自然界中分布最广、含量最多的一种多糖，占植物界碳含量的5 0%以上。木质素是由四种醇单体（对香豆醇、松柏醇、5-羟基松柏醇、芥子醇）形成的一种复杂酚类聚合物。木质素是构成植物细胞壁的成分之一，具有使细胞相连的作用。木质素是一种含许多负电集团的多环高分子有机物，对土壤中的高价金属离子有较强的亲和力。 本次实验就是通过一些常用的化学方法对这些主要成分进行提取和定量测定，从而进行进一步的研究和分析。 本次实验所用的原料为两种，分别是试样一麻杆上部（Ⅰ-10-9）、试样二木质板（Ⅱ-10-6）。原料都是按照GB2677.1标准准备的。该实验共分八个小实验，分别是试样的制备、水分的测定、灰分的测定、1%氢氧化钠溶液抽提物的测定、有机溶剂抽提物的测定、纤维素的测定、聚戊糖的测定、木素的测定。实验仪器和实验步骤及实验结果分述如下： 一．试样的制备(木材原料磨粉) 1.使用工具： 剥皮刀、手锯、标签纸、粉碎机、40目及60目标准铜丝网筛、具有磨砂玻璃塞的广口瓶2个 2.试样的采取：
采取同一产地，同一树种的原木3-4根，标明原木的的树种、树龄、产地、砍伐年月、外观品级等，用剥皮刀将所取得的原木表皮全都剥净。 用手锯在每根原木箱部，腰部底部，各锯2-3块或厚约2-3cm原木，风干后，切成小薄片，充分混合，按四分法取得均匀样品约500g。然后置入粉碎机中磨至全部能通过40目筛的细末。过筛，截取能通40目筛但不能通过60目筛的部分细末，风干，贮于具有磨砂玻璃筛的广口瓶中，留供分析使用。 最终准备两个试样的粉末，分别将对应试样的广口瓶贴上标签：试样一（Ⅰ-10-9）、试样二（Ⅱ-10-6）。 二．水分的测定（干燥法GB2677.2—81） 1.仪器设备： 带有温度调节器的恒温烘箱、干燥器、扁形称量瓶6个、分析天平。 2.实验步骤： 精确称取1g（准确称量至0.0001g）粉碎试样一和试样二，分别放置于洁净的已烘干并恒重的扁形称量瓶中，置于烘箱中，于105±3℃烘干4小时，之后取出将称量瓶移入干燥器中，冷却半小时后称重，再移入烘箱，继续烘干1小时，冷却称重。如此重复施行，直至恒重为止。 根据实验步骤平行做3次，得到3份数据，取其算术平均值作为测定结果，要求准确到小数点后第二位，三次测定计算值间误差不应超过0.20%。 3.实验数据记录： 4.实验结果计算：
木质素
木质素的应用研究进展 林化10-3班边少杰100524326 摘要：木质素与纤维素和半纤维素是构成植物骨架的主要成分，木质素是自然界中含量第二的天然高分子化合物，其含量仅次于纤维素。它是制浆造纸工业的主要副产物，也是木材水解工业中不可缺少的副产物，是重要的可再生资源之一。研究和发展应用木质素技术是化工领域和生物质应重视的热点和难点问题。木质素的利用面广，主要分为木质素的高分子利用和木质素的降解利用。本文主要阐述了木质素的高分子应用主要包括木质素在吸附剂，表面活性剂，水处理剂，粘合剂，橡胶复合材料，替代柴油及木质素在农业生产中的应用。木质素的降解利用主要体现在生产香草醛上。通过对木质素应用领域的研究，可以看出木质素的的应用面广泛，市场潜力巨大。同时，我们也发现在其生产中面临的问题。如何利用木质素，提高生产技术，增加产品产量，提高产品性能，减少化学污染使我们面临木质素研究主要面临的问题。相信在时代步伐的指引下，我们必将逐个击破这些问题，为更好，更广泛的应用木质素做出努力。 关键字：木质素背景高分子利用降解利用面临问题
目录 1.序言 (3) 2.概述 (3) 2.1 木质素的结构与特性 (3) 2.2 木质素的分类 (4) 3.木质素的综合利用 (4) 3.1 木质素的高分子利用 (4) 3.11 木质素在表面活性剂、活性炭的研究 (4) 3.12 在树脂粘合剂合成中的应用 (5) 3.13木质素在橡胶复合材料中的应用 (5) 3.14 木质素作水处理剂的应用 (6) 3.15 木质素替代柴油技术 (6) 3.16 木质素在农业生产中的应用 (6) 3.2 木质素的降解利用 (7) 3.21 木质素制备香草醛的研究 (7) 4. 结语 (7) 参考文献: (8)
木质素(Lignin )含量试剂盒说明书
货号: MS2636 规格：100管/96样木质素（Lignin ）含量试剂盒说明书 紫外分光光度法 注意：正式测定之前选择 2-3 个预期差异大的样本做预测定。 测定意义: 木质素是构成植物细胞壁的成分之一，是由聚合的芳香醇构成的一类物质，存在于木质组织中，主要作用是通过形成交织网来硬化细胞壁。木质素主要位于纤维素纤维之间，起抗压作用。 测定原理: 木质素中的酚羟基发生乙酰化后在280nm处有特征吸收峰，280nm的吸光值高低与木质素含量正相关。 自备实验用品及仪器： 天平、40目筛，玻璃试管、烧杯、离心机，恒温水浴锅、封口膜、烘箱、紫外分光光度计/酶标仪、微量石英比色皿/96孔板(UV板)、高氯酸，浓硫酸。 试剂组成和配制： 试剂一：液体50mL×1瓶，4℃保存。 试剂二：液体50mL×1瓶，4℃保存。 试剂三：液体100mL×1瓶，4℃保存。 样品处理： 样品80℃烘干至恒重，粉碎，过40目筛，称取约2mg（记为W）于10mL玻璃试管中（务必用玻璃试管，不可用Ep管） 计算公式： 第1页，共2页
标准曲线：y = 0.0347x+0.0068，R2=0.9889 Lignin（mg/g干重）= (ΔA-0.0068)÷0.0347×V反总×10-3÷W×T=0.0294×(ΔA-0.0068) ÷0.002×50 V反总：反应总体积：1.02mL；W：样本质量，g；T：稀释倍数 注意事项： 1.试剂一有毒性，请操作时做好防护措施，加热前必须用封口膜密封，以防气体溢出。 2.加热过程中有剧烈反应，震荡时轻摇，以免压力过大喷出造成人身伤害。 3.试剂三具有强刺激性，建议操作过程全部在通风橱子操作。 4.取上清加试剂三步骤根据自己样品乙酰化程度，试剂三的用量可调整，保证吸光值在0.1-0.8之间即可，并在公式中参与计算。 第2页，共2页
纤维素、半纤维素、木质素测定
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6.9~7.1（pH值一般勿需调整）； 1N 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，冷却后注入1000ml容量瓶定容，标定；酸性洗涤剂（2%十六烷三甲基溴化铵）：称取20g十六烷三甲基溴化铵（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5~10min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105℃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5~10min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105℃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20℃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）/ W×100 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）/G×100 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（%）
GC-MS在木质素结构分析中的应用
GC-MS在木质素结构分析中的应用 人类利用纤维素历史悠久，然而木质素至今却未得到广泛应用。木质素是天然最丰富的芳香高聚物，它和纤维素、半纤维素一起以木素－碳水化合物复合体的形式存在于植物的细胞壁中，形成具有立体网状结构的巨大分子。一般情况，木素都被视为废弃物，它的利用相当有限，据估计，大部分来源于制浆废液中的木质素都被排放掉，仅有1%～2%用作制造其他特殊产品［1］。如今，木素由于其特殊的芳香酚型结构，正逐渐被人们所认识，并作为化学工业的基础原料加以开发和利用。随着资源短缺和能源危机的加剧，资源危机和环境污染已成为人类社会面临的两大挑战，对木素开发并加以利用不仅节约了大量资源，而且减少了环境污染，因此，具有重要的经济意义和社会意义［2］。要想对木素加以开发并利用，对木素的结构分析及研究必不可少。 1 木质素的结构 木素的结构一般认为木素的结构是由醚键连接的甲氧化的苯酚环构成的，用放射性碳元素标记进行的大量研究证实木素有3种苯丙烯醇结构：对羟基苯丙烯醇，也叫对香豆醇；松柏醇；芥子醇。它们是所有木质素的基本前体和构造单元。下图是木素的3种基本结构单元： 1.1 木素的分类 研究木素的结构，往往需要将木素从其他的木质成分中分离出来，在该分离过程中尽量不破坏其本身的结构，这在木素化学上仍是一个主要问题。事实上，木质素的特性主要来自于分子结构和它在细胞壁中的定位，因此，对木素的分离不改变构成而完全保存结构特点，是不可能实现的。用于分析的木素按照分离方
法的不同，可大致分为两大类：一类是使木质素以外的成分进行降解；另一种是选用与木素不起反应的溶剂。 1.1.1使木质素以外的成分进行降解 使木质素以外的成分进行降解是除去聚糖（纤维素和半纤维素），木质素作为不溶物质沉淀下来，如硫酸木素和盐酸木素，该方法分离的木素其结构已发生变化。 1.1.2选用与木素不起反应的溶剂 选用与木素不起反应的溶剂，将木材中的木素抽提出来或将木素转变成可溶性的衍生物，再用适当溶剂抽提，从而使木质素与纤维素分离，得到木质素，如布劳恩木素、纤维素分解酶木素、贝克曼木素、二氧六环木素等，该方法往往不能得到木素量的全部。 2木素的分析方法 近几十年来，各种分析技术已被用于木素结构研究中，目前所获得的所有关于木素结构的信息都来源于对木素降解产物或是直接对分离出的木素本身进行的各种分析方法的研究。目前，用于木素结构分析的分析方法主要有紫外光谱、红外光谱、高效液相色谱、质谱、核磁共振技术等，而且更新的分析技术也将进一步应用于木素的结构分析中。 2.1质谱 质谱分析是现代物理、化学以及材料领域内使用的一个极为重要的工具，已有80年历史。早期的质谱仪器主要用于测定原子质量、同位素的相对丰度以及研究电子碰撞过程等物理领域。质谱分析方法是通过对样品离子的质量和强度的测定来进行成分和结构分析的一种方法。质谱基本原理：被分析的样品首先离子化，然后利用离子在电场或磁场中的运动性质，将离子按质荷比（m/e）分开并按质荷比大小排列成谱图形式，所以根据质谱图即可确定样品成分、结构和相对分子质量。应用热裂解—质谱或热裂解－气相色谱－质谱，可分别获得不同高分子结构特征的热裂产物，从而进一步揭示聚合物的链节以及序列分布。质谱对木素降解产物的鉴定起着重要作用。根据木质素的对羟基苯丙烷基单元（H）、愈创木基苯丙烷单元（G）和紫丁香基苯丙烷单元（S）的比率的不同［3－5］，可通过热解－气相色谱－质谱分析技术对木质素样品进行分析确定。对木素的热解的降
木质素检测
木质素检测 木质素又称作木素，是自然界唯一能够提供可再生芳基化合物的非石油资源，为第二大天然高分子材料。根据结构单元不同，可将木质素分为三种类型：愈创木基木质素（guaiacyl lignin，G-木质素）、紫丁香基木质素（syringyl lignin，S-木质素）和对羟基苯基木质素（hydroxy-phenyl lignin，H-木质素）。木质素主要源于工业纸浆的副废物，制浆工业每年产生5000万吨左右的木质素副产品。但迄今为止，超过95%的木质素扔直接排入江河或者浓缩后烧掉，很少得到高效利用。随着人类对环境污染和资源危机等问题的不断深入，木质素作为天然高分子所具有的可再生性、可降解性等性质日益受到重视。 中心以广泛应用于木质素研究的热解-气相色谱-质谱分析技术为基础，通过不断改良优化测试方法，发展了一种四甲基氢氧化铵-裂解-气相色谱-质谱分析技术（TMAH-Py-GC-MS）。科标化工分析检测中心通过了中国国家认证认可监督管理委员会（CMA）实验室认证认可，能出具权威的第三方检测报告。 木质素含量检测(甲基化裂解色谱质谱分析法) 一、实验原理 四甲基氢氧化铵-裂解-气相色谱-质谱分析技术通过对裂解产物中的羟基、氨基、羧基等基团原位甲基化，有效地克服常规裂解分析法因产生不稳定中间体、高沸点和强极性产物而难于进入色谱系统获得有效分离的缺点，拓宽了分析范围，降低了GC柱温，缩短了分析时间，进而对木质素及其结构单元进行定量分析。 二、仪器和试剂 ①裂解器（又称裂解色谱装置）：管式炉裂解器。 ②台式色谱质谱联用仪（70eV，带数据库）。 ③毛细管色谱柱，色谱柱为DB-5MS，其长30m、内径0.25mm、膜厚0.25μm的石英毛细管柱。 ④甲基化试剂：四甲基氢氧化胺甲醇溶液（10g/100mL）。 三、试验方法 将样品和甲基化试剂（四甲基氢氧化铵甲醇溶液）混合，加热，用不锈钢小工具压磨试样，使试样能溶于四甲基氢氧化铵中，取析出的伴有四甲基氢氧化铵的细小颗粒，裂解温度550℃，进行裂解色谱质谱联用分析。
木质素的研究进展
Botanical Research 植物学研究, 2016, 5(1), 17-25 Published Online January 2016 in Hans. https://www.360docs.net/doc/561371084.html,/journal/br https://www.360docs.net/doc/561371084.html,/10.12677/br.2016.51004 Progress in Research on Lignin Yongbin Meng1*, Lei Xu1, Zidong Zhang1, Ying Liu2, Ying Zhang2, Qinghuan Meng2, Siming Nie2, Qi Lu1,2 1National Engineering Laboratory for Ecological Use of Biological Resources, Harbin Heilongjiang 2Key Laboratory of Forest Plant Ecology, Ministry of Education, Northeast Forestry University, Harbin Heilongjiang Email: 347576614@https://www.360docs.net/doc/561371084.html,, luqi42700473@https://www.360docs.net/doc/561371084.html, Received: Dec. 10th, 2015; accepted: Dec. 24th, 2015; published: Dec. 30th, 2015 Copyright ? 2016 by authors and Hans Publishers Inc. This work is licensed under the Creative Commons Attribution International License (CC BY). https://www.360docs.net/doc/561371084.html,/licenses/by/4.0/ Abstract Lignin is a renewable aromatic polymer in nature, and it can be used in the process of high added value. In addition, the oil and natural gas are facing the serious situation of increasingly exhausted. Lignin as a part of alternative fossil raw materials shows a good application prospect. In order to realize the use of lignin, firstly, we must understand the composition and structure of lignin. Stat-ing from the chemical composition of lignin, this paper analyzed and compared some methods and techniques for separation as well as extraction, and application of lignin extraction, focused on the latest progress in the structure of lignin, and forecasted the development direction of lignin ap-plication. Keywords Lignin, Structure, Separation, Application 木质素的研究进展 孟永斌1*，徐蕾1，张子东1，刘英2，张莹2，孟庆焕2，聂思铭2，路祺1,2 1生物资源生态利用国家地方联合工程实验室，黑龙江哈尔滨 2东北林业大学森林植物生态学教育部重点实验室，黑龙江哈尔滨 Email: 347576614@https://www.360docs.net/doc/561371084.html,, luqi42700473@https://www.360docs.net/doc/561371084.html, 收稿日期：2015年12月10日；录用日期：2015年12月24日；发布日期：2015年12月30日 *第一作者。
木质素的测定方法研究进展_苏同福
第41卷 第3期河南农业大学学报V o l .41 N o .32007年 6月 J o u r n a l o f H e n a n A g r i c u l t u r a l U n i v e r s i t y J u n . 2007 收稿日期:2006-11-24 基金项目:国家烟草专卖局资助项目(110200302007) 作者简介:苏同福(1970-),男,河南滑县人,讲师,博士研究生,主要从事烟草化学方面的研究;通讯作者:宫长荣. 文章编号:1000-2340(2007)03-0356-07 木质素的测定方法研究进展 苏同福1 ,高玉珍1 ,刘 霞1 ,周 斌2 ,宫长荣 1 (1.河南农业大学,河南郑州450002;2.黄河中心医院药剂科,河南郑州450003) 摘要:对木质素的制备、总量的测定及其结构和分子量的测定等进行了综述,并分析了这些测定方法存在的问题,指出了将太赫兹技术应用于木质素测定的前景.关键词:木质素;降解;太赫兹 中图分类号:Q 539;O 636.2 文献标识码:A R e v i e wo f D e t e r m i n a t i o no f L i g n i n S UT o n g -f u 1 ,G A OY u -z h e n 1 ,L I UX i a 1 ,Z H O UB i n 2 ,G O N GC h a n g -r o n g 1 (1.H e n a n A g r i c u l t u r a l U n i v e r s i t y ,Z h e n g z h o u 450002,C h i n a ;2.P h a r m a c y o f y e l l o wR i v e r C e n t r a l H o s p i t a l ,Z h e n g z h o u 450003,C h i n a ) A b s t r a c t :T e s t i n g m e t h o d s f o r t o t a l l i g n i n ,p r e p a r a t i o n o f l i g n i n ,s t r u c t u r e s a n d m o l e c u l a r w e i g h t ,a r e i n t r o d u c e d i n t h i s a r t i c l e .P r o b l e m s e x i s t i n g i n t h e s e t e s t i n g m e t h o d s a r e a n a l y s e d a n d t h e p r o s p e c t s o f t h e t e r a h e r t z t e c h n o l o g y a p p l i c a t i o n t o l i g n i n a n a l y s i s a r e p o i n t e d o u t .K e y w o r d s :l i g n i n ;d e c o m p o s e ;t e r a h e r t z 木质素,又称为木素,广泛地存在于木材与禾本植物体内,通常认为是植物体在次生代谢合成 的,在植物体内具有机械支持、防止生物降解、输送水分等功能.木质素的化学组成是苯丙烷类物质(包括对羟基苯丙烷、邻—甲氧基苯丙烷以及4—羟基—3,5—二甲氧基苯丙烷),是一种三维网状的天然高分子物质,热值高,含量仅次于纤维素.尽管如此,木质素还没有得到广泛地应用,但随着石油和煤炭资源的短缺和价格的上升,以及人们对环境污染的关注,使得天然高分子材料转化和利用的研究得到了高度重视.目前木质素得到广泛关注的原因一是木质素具有高热值,具有苯环结构,通过改性或者化学修饰可以广泛地为工业利用,转化为生物柴油,是可再生的能源和资源;另一方面是木质素对人体和动物基本上无毒,可广泛用于食品工业,以减少消化道疾病的发生,同时,某些木质素类低聚物可能还具有抗癌、抗肿瘤等 [1～3] 功效.然而,由于木质素结构的复杂性,目前人们对于木质素的生物活性与结构、功能之间的关系还了解得不十分 深刻,因此加强对木质素结构的研究,具有重要的理论意义和现实意义.对木质素的结构分析是建立在K L A S O N 提出松柏醇脱氢机理基础之上,后来这种理论被F R E N D E N B E R G [4] 所证实.鉴于木质素结构的复杂性,用脱氢氧化理论来解释木质素结构单元是有局限性的,但这并不妨碍用该方法分析木质素的实用性. 1 木质素的制备 木质素在植物体内常与纤维素或半纤维素以化学键的形式结合在一起,这造成了对木质素分离和提取的困难.但经过人们多年的研究,已找到多种分离提取木质素的方法,并对木质素进行分析, 提出了40多种模型[5] .对于木质素分离提取的方法,大致可分为两大类 [6] :一类是木质素以外的成 DOI :10.16445/j .cn ki .1000-2340.2007.03.026
木质素
木质素(Lignin)是构成植物细胞壁的成分之一，具有使细胞相连的作用。木质素是一种含许多负电集团的多环高分子有机物。木质素完全取材于植物，无任何化学添加剂。对环境无任何副作用。木质素是构成植物细胞壁的成分之一，具有使细胞相连的作用。在植物组织中具有增强细胞壁及黏合纤维的作用。其组成与性质比较复杂，并具有极强的活性。不能被动物所消化，在土壤中能转化成腐殖质。如果简单定义木质素的话，可以认为木质素是对羟基肉桂醇类的酶脱氢聚合物。它含有一定量的甲氧基，并有某些特性反应。 1838年，法国化学家和植物学家A.Payen用硝酸和碱交替处理木材，并用酒精和乙醚洗涤，在分离出纤维素的同时得到了一种比纤维素含碳量更高的化合物，也就是最初级的木质素。1857年，F.Schulze仔细分离出这种化合物，并称之为"lignin"。Lignin是从木材的拉丁文"lignum"衍生而来，中文译为“木质素”，也叫“木素”。 木质素的分子结构 因单由于木质素的结构复杂，目前完整的结论还没有最终得出，但对其基本的结构框架众多科研工作者已达成共识。一般认为木质素是由苯丙烷单元通过醚键和碳碳键连接而成的聚酚类三维网状高分子芳香族化合物，其中醚键约占60．75％，碳键约占25．30％。在植物体内，苯丙烷单元先组装成三种基本结构一一愈创木基结构、紫丁香基结构和对羟苯基结构。体不同，可将木质素分为3种类型：由紫丁香基丙烷结构单体聚合而成的紫丁香基木质素（syringyl lignin，S-木质素），由愈创木基丙烷结构单体聚合而成的愈创木基木质素（guajacyl lignin，G-木质素）和由对-羟基苯基丙烷结构单体聚合而成的对-羟基苯基木质素（hydroxy-phenyl lignin，H-木质素）；裸子植物主要为愈创木基木质素（G），双子叶植物主要含愈创木基-紫丁香基木质素（G-S），单子叶植物则为愈创木基-紫丁香基-对-羟基苯基木质素（G-S-H）。从植物学观点出发，木质素就是包围于管胞、导管及木纤维等纤维束细胞及厚壁细胞外的物质，并使这些细胞具有特定显色反应（加间苯三酚溶液一滴，待片刻，再加盐酸一滴，即显红色）的物质；从化学观点来看，木质素是由高度取代的苯基丙烷单元随机聚合而成的高分子，它与纤维素、半纤维素一起，形成植物骨架的主要成分，在数量上仅次于纤维素。木质素填充于纤维素构架中增强植物体的机械强度，利于输导组织的水分运输和抵抗不良外界环境的侵袭。 木质素在木材等硬组织中含量较多，蔬菜中则很少见含有。一般存在于豆类、麦麸、可可、巧克力、草莓及山莓的种子部分之中。 木质素的主要用途和使用方法 木质素可用于道路的土壤稳定剂 木质素是植物细胞壁的主要组成部分。纸浆中根据所含木质素量可化学浆约15%，机械木浆几乎含有全部。它还用于制备香兰素和二甲基亚砜，也可用作鞣料或胶黏剂等。用浓酸溶解植物纤维和用碱提取木质素。前者以72%硫酸溶解，
木质素含量检测试剂盒说明书 可见分光光度法
木质素含量检测试剂盒说明书可见分光光度法 注意：正式测定之前选择2-3个预期差异大的样本做预测定。 货号：BC4200 规格：50T/48S 产品内容： 试剂一：液体30mL×1瓶，4℃保存。每次用完用封口膜密封保存。 试剂二：液体30mL×1瓶，4℃保存。 标准品：粉剂×1支，200mg木质素（纯度50%，木质素含量25mg），4℃保存。用高氯酸定容至1mL，充分混匀溶解，配成25mg/mL的标准液。使用前混匀。 产品说明： 木质素是构成植物细胞壁的成分之一，具有使细胞相连的作用。木质素存在于木质组织中，主要作用是通过形成交织网来硬化细胞壁，为次生壁主要成分。 木质素中的酚羟基发生乙酰化后在280nm处有特征吸收峰，280nm的吸光值高低与木质素含量正相关。试验中所需的仪器和试剂： 紫外分光光度计、台式离心机、水浴锅、1mL石英比色皿、可调式移液枪、研钵/匀浆器、EP管、封口膜、高氯酸、冰乙酸和蒸馏水。 操作步骤： 一、样品处理： 样品80℃烘干至恒重，粉碎，过40目筛，称取约5mg于1.5mL EP管中。 二、测定步骤： 1、分光光度计预热30min以上，调节波长至280nm，冰乙酸调零。 2、操作表：在1.5mL离心管中依次加入下列试剂： 测定管标准管空白管样品（mg）5-- 试剂一（μL）500500500
高氯酸（μL）20-20 标准液（μL）-20- 封口膜密封，充分混匀。于80℃水浴锅水浴40min，进行乙酰化。每隔10min震荡一次，然后自然冷却。 试剂二（μL）500500500 充分混匀后于常温8000g离心10min，取上清。 上清液（μL）202020 冰乙酸（μL）980980980 测定280nm下的吸光值A，记为A测定管、A空白管、A标准管，计算△A=A测定管-A空白管、△A标准=A标准管-A空白管。 三、木质素含量计算： C标准=C原液×V标准÷V乙酰化×V上清÷V检测=0.0098mg/mL 木质素（mg/g）=△A÷（△A标准÷C标准）×V检测÷（W×V上清÷V乙酰化） =0.3×△A÷△A标准÷W C标准：标准液在最终检测体系中的浓度，0.0196mg/mL；C原液：标准液浓度，25mg/mL；V标准：加入的标准液的体积，0.012mL；V乙酰化：乙酰化反应体积，0.612mL；V上清：上清液体积，0.012mL；V检测：检测反应总体积，0.6mL；W：样本质量，g。 注意事项： 1、试剂一有毒性，请操作时做好防护措施，加热前必须用封口膜密封，以防气体溢出。 2、加热过程中有剧烈反应，震荡时轻摇，以免压力过大喷出造成人身伤害。 3、冰乙酸具有强刺激性，建议操作过程全部在通风橱内操作。 4、取上清加冰乙酸步骤根据自己样品乙酰化程度，冰乙酸的用量可调整，保证△A在0.1-0.8之间即可， 并在公式中参与计算。
总可溶性酚和木质素含量的测定
总可溶性酚和木质素含量的测定 1. 试剂配制 ①80%甲醇：400 mL 甲醇，用蒸馏水定容至500 mL ② 1 N Folin-酚试剂（Folin and Ciocalteau's Phenol reagent) ③ 1 mol/L Na2CO3：称取105.99 g Na2CO3，蒸馏水溶解并定容至1000 mL ④邻苯二酚 ⑤ 2 N HCl：83.3 mL浓HCl，蒸馏水定容至500 mL ⑥ 1:10比例的巯基乙酸和2 N HCl混合液：30 mL巯基乙酸（硫代乙醇酸），溶于300 mL 2 N HCl ⑦0.5 N NaOH：20.0 g NaOH，用蒸馏水溶解并定容至1000 mL ⑧浓HCl（12 mol/L） 2. 测定方法 酚类物质含量测定：分别在接种前(0 h)和接种后的1、3、5、7 d采集水稻的第3、4片叶，在-80℃下保存备用，用以测定总可溶性酚和木质素的含量。 参照Rodrigues等（2005）的方法。0.1 g水稻叶片置于预冷研钵中，加入液氮研成粉末，转移到2 mL离心管中，加入1.5 mL的80%甲醇。用锡纸包裹Eppendorf管，防止光氧化，在25℃下，用摇床150 rpm振荡过夜。提取物在12000 rpm下离心10 min，上清液转移到1.5 mL离心管中，在-20℃下保存，用于总可溶性酚含量的测定。沉淀在-20℃下保存，用于木质素含量的测定。 ⑴总可溶性酚含量的测定 参考Folin-Ciocaileu比色法 ①取上清液（甲醇提取物）150 μL，加入150 μL 1 N Folin-酚试剂（Folin and Ciocalteu's Phenol reagent)，摇匀，室温下保持5 min。接着加入200 μL的1 mol/L Na2CO3溶液，摇匀，在室温下保持10 min。向混合物加入1 mL双蒸水，摇匀，室温下（在暗处）保持1 h。混合物在725 nm(或765 nm)下比色，测定吸光度。用邻苯二酚（或没食子酸或原儿茶酸）做标准曲线，单位为μg·g-1 FW（或mg·kg-1 FW）。 ②标准曲线的制备 准确称取邻苯二酚（M=110.11）0.05 g，蒸馏水溶剂并定容至50 mL，得1 mg/mL 邻苯二酚贮备液，吸取2.5 mL定容至50 mL得50 μg/mL邻苯二酚标准液。
木质素和木聚糖的关系
木聚糖是由D-木糖通过β-1,4连接而成的产物，是植物细胞壁中半纤维素的组分。 而木质素是由四种醇单体（对香豆醇、松柏醇、5-羟基松柏醇、芥子醇）形成的一种复杂酚类聚合物。 两者明显不同。 补充 纤维素与木质素是一种东西吗？ 纤维素，是天然纤维素经化学改性后得到的纤维衍生物，是重要的水溶性聚合物之一。具有增稠、分 散、悬浮、粘合、成膜、保护胶体和保护水分等优良性能，广泛应用于食品、医药、牙膏等行业。为白色或微黄色粉末、粒状或纤维状固体，无臭、无味、无毒。是一种大分子化学物质，能够吸水膨胀，在水中溶胀时，可以形成透明的粘稠胶液，在酸碱度方面表现为中性。固体纤维素对光及室温均较稳定，在干燥的环境中，可以长期保存。具有吸湿特性，其吸湿程度与大气温度和相对湿度有关，当到达平衡后，就不再吸湿。水液具有优良的粘结、增稠、乳化、悬浮、成膜、保护胶体、保持水分、抗酶解以及代谢惰性等性能。水溶液与锡、银、铝、铅、铁、铜及某些重金属相遇时，会发生沉淀反应；水溶液与钙、镁、食盐共存时，不会产生沉淀，但会降低纤维素水溶液的粘度。水溶液与水溶性动物胶、甘油、乙二醇、山梨醇、阿拉伯胶、果胶以及可溶性淀粉等水溶液，能互混共溶。纤维素固状物在丙酮、苯、乙酸酯类、四氯化碳、蓖麻油、玉米油、花生油、甲醇、乙醇、乙醚、氯仿、三氯乙烷、汽油、甲乙酮、甲苯、二甲苯、松节油等物质中不能溶解。水溶液遇到酸时，会析出酸式沉淀。但耐酸型纤维素对酸溶 液具有一定的抵抗力。 木质素是由四种醇单体（对香豆醇、松柏醇、5-羟基松柏醇、芥子醇）形成的一种复杂酚类聚合物。 木质素是构成植物细胞壁的成分之一，具有使细胞相连的作用。 因单体不同，可将木质素分为3种类型：由紫丁香基丙烷结构单体聚合而成的紫丁香基木质素（syringyl lignin，S-木质素），由愈创木基丙烷结构单体聚合而成的愈创木基木质素（guajacyl lignin，G-木质素）和由对-羟基苯基丙烷结构单体聚合而成的对-羟基苯基木质素（hydroxy-phenyl lignin，H-木质素）；裸子植物主要为愈创木基木质素（G），双子叶植物主要含愈创木基-紫丁香基木质素 （G-S），单子叶植物则为愈创木基-紫丁香基-对-羟基苯基木质素（G-S-H）。从植物学观点出发，木质素就是包围于管胞、导管及木纤维等纤维束细胞及厚壁细胞外的物质，并使这些细胞具有特定显色反应（加间苯三酚溶液一滴，待片刻，再加盐酸一滴，即显红色）的物质；从化学观点来看，木质素是由高度取代的苯基丙烷单元随机聚合而成的高分子，它与纤维素、半纤维素一起，形成植物骨架的主要成分，在数量上仅次于纤维素。木质素填充于纤维素构架中增强植物体的机械强度，利于输导组织的水分运输和抵抗不良外界环境的侵袭。
生物质中纤维素、半纤维素和木质素含量的测定
生物质中纤维素、半纤维素和木质素含量的测定 一实验目的 1.掌握生物质中主要化学成分含量的经典分析方法和原理。 2.了解纤维素、半纤维素以及木质素这三种主要化学成分在生物质热裂解中的作用。 二实验原理 植物的主要化学成分是纤维素、半纤维素和木质素这三部分。它们是构成植物细胞壁的主要组分。其中，纤维素组成微细纤维，构成纤维细胞壁的网状骨架，而半纤维素和木质素是填充在纤维和微细纤维之间的“粘合剂”和“填充剂”。 1.纤维素 生物质粉末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 + 4K2SO4 + 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。 K2Cr2O7 + 6FeSO4+ 7H2SO4 = 3 Fe2(SO4)3 + Cr2(SO4)3 + K2SO4 + 7H2O 2.半纤维素 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。 铜碘法原理：半纤维素水解后生成的糖在碱性环境和加热的情况下将二价铜还原成一价
木质素的显色反应
木质素的显色反应 ①木质素与浓无机酸的缩合反应：主要与木质素结构中松柏醛结构有关。 ②Maule显色反应：用高锰酸钾和盐酸处理木材，再以氨水处理，阔叶才木质素显紫色。紫丁香环经过高锰酸钾和盐酸处理生成甲氧基领苯二酚，在用氨水处理生成甲氧基邻苯醌结构显色反应。 ③Cross-Bevan反应：用氧气处理湿润状态下的无抽提物木材，木质素反应后生成氯化木质素，后用亚硫酸及亚硫酸钠处理，阔叶材木质素显红紫色。 木质素重要的显色反应是M?ule反应，可用此鉴别针叶树材和阔叶树材。M?ule反应是将木材试样用1%高锰酸钾溶液处理5min，水洗后用3%盐酸处理，再用水冲洗，然后用浓氨水溶液浸透。针叶树材显黄色或黄褐色，阔叶树材则显红色或红紫色。这是因为组成针叶树材和阔叶树材木材的木质素基本结构单元不同，阔叶树材的紫丁香基结构与高锰酸钾和盐酸作用时，生成甲基-O-儿茶酚，用氨水反应后形成甲基-邻醌结构显红色。 当有浓盐酸或浓硫酸存在时，原本木质素和酚类、胺类能呈显色反应。Maule 反应是最有实用意义的显色反应，此反应常用来鉴别针、阔叶材样品。阔叶材木质素中大约含有20%~70%的紫丁香基，在反应中能形成3-甲氧基-O-醌结构，呈显出美丽的玫瑰红色；针叶材木质素基本上都是愈创木基型的结构单元，对Maule染色不产生正反应，反应后的木片则显黄色，或黄褐色，籍此可将混合试样中的针、阔叶材区别开来。 一、应用仪器及试剂 1、天平，精确至0.01 克； 2、烧杯50~100 毫升； 3、1%KMnO4水溶液； 4、6N 的HCl； 5、10%的NH4OH。 二、测定方法 将3~5 克混合试样置于烧杯中，在室温下先用适量10% KMnO4水溶液处理10分钟。倾出KMnO4溶液，用自来水洗至不显紫色，将洗涤水倾干。再用9N 的HCl 处理一分钟，倾出酸液，用水洗净，将剩余的水挤出。再用40%的NH4OH 处理10-20 分钟，此时木片呈现两种颜色。将氨水倒出，用水洗净木片，将红色的阔叶材木片与黄色（或褐色）的针叶材木片分开，干燥，然后分别称重，计算出两 2 种木材所占的重量百分比含量
纤维素_木质素_半纤维素含量的测定-用
纤维素含量测定 所需试剂： 醋酸和硝酸混合液( 体积比1 ： 1 )、蒸馏水、硫酸和重铬酸钾的混合液（硫酸的质量分数为1 0 ％；重铬酸钾的浓度为0 .1 mol ／L）、质量分数为20%碘化钾、0.2mol/L硫代硫酸钠 所需仪器： 离心机、刻度试管、刻度离心管、烘箱、三角瓶、滴定管 步骤： 1 ．1 .1预处理 称取0.10g 玉米秸秆于刻度试管( 容量为 1 5 ml )中，加人醋酸和硝酸混合液( 体积比1 ：1 ) 5 ml ，盖上盖于沸水浴中加热3 0 mi n ，全部转至塑料刻度离心管( 容量为5 0 ml )中，加蒸馏水稀释至4 5 ml刻度线，冷却后以8000转每分的转速离心1 5mi n ，去除上清液，再加蒸馏水至4 5 ml刻度线然后离心去上清夜，以同样的方法再洗两次后于烘箱8 0℃烘干。 1 ．1 ．2测定 取烘干样加入混合液( 溶液中硫酸的质量分数为1 0 ％；重铬酸钾的浓度为0 .1 mol ／L)1 0 ml ，摇匀后沸水浴1 5 mi n ，全部转入干净的三角瓶中冷却后滴定。加入质量分数为2 0 ％KI 溶液5 ml ，用0 .2 mo l ／L 的硫代硫酸钠滴定至溶液刚显蓝色且半分钟内不变色，另作一未加秸秆的空白。纤维素含量按下式计算： X = k ( a —b ) ／( n ×2 4 ) 式中：“ 2 4 ”为1 mo l C 6 H 10 O5 相当于硫代硫酸钠的摩尔数；k 为硫代硫酸钠浓度，mo l ／L；a 为空白滴定所耗硫代硫酸钠体积，ml ；b 为溶液滴定所耗硫代硫酸钠体积，ml ；n 为稻壳质量，g 。 参考文献： 王金主, 王元秀, 李峰, 高艳华, 徐军庆, 袁建国. 玉米秸秆中纤维素、半纤维素和木质素的测定[J]. 山东食品发酵, 2010,(03) 半纤维素含量的测定 所需试剂： 质量分数为8 0％硝酸钙溶液、蒸馏水、2 mo l／L 的HC I、酚酞、NaOH、葡萄糖溶液、DNS（3，5 一二硝基水杨酸） 所需仪器：