本发明涉及甜高粱秸秆中物质含量的测量方法，具体地，涉及一种测定甜高粱秸秆残渣中洗涤纤维含量的方法，属于农业技术领域。
背景技术：
在农业生产中，会产生大量的生物质废弃物，长期以来这些废弃物的资源化能源化利用一直是研究的热点。甜高粱是一种可再生的绿色能源作物，大多数的研究集中在利用甜高粱的茎秆汁液发酵产乙醇，但是其秸秆残渣也是一种资源，可以进一步开发利用。
经过现有技术的文献检索发现，中国专利申请号为CN 201110091984.5、公开号为CN 102735566A，名称为：牧草中酸性洗涤纤维含量的测定方法，该专利的自述为：(1)将重量为A的所述牧草和酸性洗涤液混合后置于保存瓶中，将所述保存瓶置于微波炉中进行脱气；(2)将所述保存瓶进行封口后置于压力锅中进行加压，得到混合液；(3)用重量为B的过滤器进行过滤步骤(2)得到的混合液，得到的滤饼即为所述酸性洗涤纤维；(4)将所述过滤器和滤饼干燥至恒重C，然后按照式(I)进行计算即得则所述牧草中所述酸性洗涤纤维含量ADF(％)。该项技术的不足之处在于：需要使用压力容器(压力锅)进行实验，实验步骤比较繁琐。一次测定只能计算出酸性洗涤纤维的含量。
中国专利申请号为CN201510121434.1、公开号为CN104655784A，名称为：一种测定植物秸秆木质纤维素组分含量的方法，该专利的自述为：首先选取供试材料的植株秸秆进行预处理，接着进行72％浓硫酸和4％稀硫酸两步酸解，将植物秸秆中的木质纤维素组分降解、分离，然后通过HPLC方法精确测定纤维素以及半纤维素的含量，利用UV方法测定降解液中酸可溶木质素的含量，通过灼烧法测定酸不溶木质素的含量。该项技术的不足之处在于：需要使用高相液相色谱仪(HPLC)和紫外分光光度计(UV)等精密仪器进行实验，实验步骤比较繁琐。
技术实现要素：
针对现有技术中的缺陷，本发明的目的是提供一种测定甜高粱秸秆残渣中洗涤纤维含量的方法，步骤简单，可以方便快捷的测定甜高粱秸秆残渣中的中性洗涤纤维含量，酸性洗涤纤维含量，酸性洗涤木质素含量，纤维素含量，半纤维素含量，木质素含量等多种参数，为其资源化的利用提供数据和理论支持。
为实现上述目的，本发明采用以下技术方案：
一种测定甜高粱秸秆残渣中洗涤纤维含量的方法，包括如下步骤：
S1：甜高粱秸秆的预处理：将甜高粱秸秆收获后除去根，穗和叶子部分，进行干燥处理，甜高粱秸秆的残渣样品，用于后续的测定；
S2：称取适量所述甜高粱秸秆的残渣样品，用中性洗涤剂消煮，抽滤并用丙酮冲洗，干燥后得到中性洗涤纤维的含量；所述中性洗涤剂为25-35g/L的十二烷基硫酸钠溶液；
S3：重新称取所述甜高粱秸秆的残渣样品，用酸性洗涤剂消煮，抽滤并用丙酮冲洗，干燥后得到固体，计算得到酸性洗涤纤维含量；所述酸性洗涤剂为十六烷三甲基溴化铵和硫酸的混合水溶液；
S4：在S3得到的固体中，加入质量百分比浓度为68-75％的硫酸，搅拌呈糊状，静置，蒸馏水冲洗后干燥并称重；
S5：把S4的到的固体，进行灰化处理，灰化冷却后称重，计算得到酸性洗涤木质素含量，纤维素含量，半纤维素含量，木质素含量。
优选地，所述的S1，步骤为：
S101：将甜高粱秸秆收获后除去根部，穗子和叶子，通过榨汁碾压机，挤压获得甜高粱的汁液和甜高粱秸秆残渣；
S102：将S101得到的甜高粱秸秆残渣风干处理后，研磨后过筛得到40-60目的生物质样品；
S103：将S102得到的生物质样品，按照蒸馏水与生物质样品质量比例5-50，把生物质样品洗涤三次，除去生物质样品上残留的蔗糖、葡萄糖和果糖物质；
S104：对经S103处理后的物质进行的处理，在60℃的烘箱内干燥24小时，在干燥器中冷却到室温后，用密封袋封存，以免纤维素酶等物质对生物质样品的降解，对结果造成误差。
优选地，所述中性洗涤剂，配置方法为：
称取乙二胺四乙酸二钠Na2EDTA、四硼酸钠Na2B4O7·10H2O，加入蒸馏水，加热溶解，得到溶液A；
称取十二烷基硫酸钠、乙二醇乙醚，加入蒸馏水，加热溶解，得到溶液B；
称取十二水磷酸氢二钠，加入蒸馏水，加热溶解，得到溶液C；
将上述溶液A、溶液B、溶液C冷却后混合，调节PH为7.0，制备成25-35g/L的十二烷基硫酸钠溶液。
优选地，所述的酸性洗涤剂，配置方法为：
称取十六烷三甲基溴化铵，溶解在质量百分比浓度为0.5％的硫酸溶液中，制备得到十六烷三甲基溴化铵和硫酸的混合水溶液。
优选地，所述的中性洗涤纤维的含量，测定方法为：
取适量甜高粱秸秆的残渣样品，称重为M1，加入取0.5倍M1质量的无水硫酸钠无水亚硫酸钠；加入适量中性洗涤剂和取M1质量的1-辛醇，消煮，抽滤，沸水冲洗，抽滤，用丙酮冲洗抽滤，105℃干燥过夜，样品称重为M2。
优选地，所述酸性洗涤纤维含量，测定方法为：
取适量甜高粱秸秆的残渣样品，样品称重为M3；加入适量酸性洗涤剂和加入M3质量的1-辛醇；消煮，抽滤，沸水冲洗，抽滤，用丙酮冲洗抽滤；105℃干燥过夜，样品称重为M4；样品中加入质量百分比浓度为68-75％的硫酸，搅拌呈糊状，静置；适量蒸馏水冲洗三次，105℃干燥过夜，冷却后样品称重为M5；500℃灰化2h，冷却后样品称重为M6。
优选地，所述的洗涤纤维，计算方法为：
中性洗涤纤维W(NDF)＝M2/M1·100％
细胞内容物W1＝1-W(NDF)
酸性洗涤纤维W(ADF)＝M4/M3·100％
半纤维素W2＝W(NDF)-W(ADF)
纤维素W3＝(M4-M5)/M3·100％
酸性洗涤木质素W(ADL)＝(M5-M6)/M3·100％
不可溶的灰分W4＝M6/M3·100％
木质素W5＝1-W1–W2–W3–W4。
与现有技术相比，本发明具有如下的有益效果：
本发明的测定甜高粱秸秆残渣中洗涤纤维含量的方法有以下优点：样品经过预处理，干扰测定的杂质被排除。实验操作步骤简单，利用实验室常备仪器如电加热炉和抽滤装置，即可一次测定计算出中性洗涤纤维含量，酸性洗涤纤维含量，酸性洗涤木质素含量，纤维素含量，半纤维素含量，木质素含量，结果精确可靠，在生物质类木质纤维素成分分析，生物能源等领域具有应用及参考价值。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明进行详细说明。以下实施例将有助于本领域的技术人员进一步理解本发明，但不以任何形式限制本发明。应当指出的是，对本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进。这些都属于本发明的保护范围。
本发明测试原理：中性洗涤剂使植物细胞破裂，细胞内容物溢出(包括蛋白质，脂肪，可溶性的碳水化合物，可溶性的灰分物质)，而纤维素类物质如纤维素，木质素，半纤维素和不溶性灰分部分则保留下来，主要是细胞壁的组分，称为中性洗涤纤维。酸性洗涤剂可以溶解生物质中的内容物成分和半纤维素成分，剩余的残渣主要是纤维素，半纤维素和硅酸盐成分，因此半纤维素的含量可以通过中性洗涤纤维的含量和酸性洗涤纤维含量的差值得到。68-75％的硫酸(优选72％的硫酸)可以溶解酸性洗涤纤维中的纤维素成分，因此纤维素的含量可以通过计算72％的硫酸处理前后的失重百分比得到。样品经过酸性洗涤及和72％硫酸处理后，剩余的成分主要为木质素和硅酸盐类，再经过500℃灰化后，酸性洗涤木质素被燃尽逸出，剩余成分主要为灰分和硅酸盐。因此酸性洗涤木质素的含量可以通过计算灰化前后的失重百分比得到。因为纤维素，半纤维素，木质素，细胞内容物和不可溶的灰分含量相加等于1。因此木质素的含量可以通过1减去纤维素，半纤维素，细胞内容物和不可溶的灰分含量得到。
以下实施例中按照以下实施步骤进行，实际中，中性洗涤剂、酸性洗涤剂、68-75％的硫酸(72％硫酸)配置可以在整个预处理之前，也可以采用现有成熟产品。
步骤1：预处理步骤，得到测定秸秆残渣样品
步骤2：配置中性洗涤剂
步骤3：配置酸性洗涤剂
步骤4：配置72％硫酸
步骤5：称取秸秆残渣样品，测定中性洗涤纤维
步骤6：称取秸秆残渣样品，测定其他指标
本发明以下实施例中，预处理步骤中研磨过筛等，可以使样品均一，粒径变小，方便后续的实验操作；
本发明以下实施例中，预处理步骤中蒸馏水洗涤的作用为：去除试验中杂质干扰；
本发明以下实施例中，预处理步骤中烘干密封袋封存的作用为：避免秸秆残渣的腐烂变质，组成成分变化；
本发明以下实施例中，采用1-辛醇作为消泡剂，可以防止在样品消煮过程中，随泡沫溢出容器，造成实验的误差和错误；
本发明以下实施例中，采用试剂的分步溶解和配置，使物质溶解充分，避免溶解度和溶解性不同的物质在配置中相互干扰。
实施例一：
1.甜高粱秸秆的预处理：将甜高粱秸秆收获后除去根部和叶子，进行干燥处理；
将甜高粱秸秆收获后除去根部和叶子，通过榨汁碾压机，挤压获得甜高粱的汁液和秸秆生物质。把秸秆生物质在进行风干处理后，研磨后过筛得到40-60目的生物质样品。然后按照蒸馏水与甜高粱茎秆10:1的比例把秸秆洗涤三次，除去茎秆生物质上残留的蔗糖、葡萄糖和果糖等物质。然后在60℃的烘箱内干燥24小时，在干燥器中冷却到室温后，用密封袋封，以免纤维素酶等物质对生物质的降解，对实验造成误差。
2.配置中性洗涤剂
所述中性洗涤剂采用25-35g/L的十二烷基硫酸钠溶液，优选30g/L的十二烷基硫酸钠。
取100ml的烧杯称取18.61g乙二胺四乙酸二钠(Na2EDTA)，6.81g四硼酸钠(Na2B4O7·10H2O)，加入蒸馏水，加热溶解；取500ml烧杯称取30g十二烷基硫酸钠，10ml乙二醇乙醚，加入蒸馏水，加热溶解；取100ml烧杯，称取11.72g十二水磷酸氢二钠，加入蒸馏水，加热溶解；冷却后混合，调节PH为7.0，定容至1000ml；
3.配置酸性洗涤剂
所述酸性洗涤剂为十六烷三甲基溴化铵和硫酸的混合水溶液，优选20g/L十六烷三甲基溴化铵。
配置质量浓度0.5％硫酸溶液，取250ml烧杯，加入适量水，放在天平上清零，称取49g浓硫酸，沿玻璃杯壁加入，不断搅拌，定容至1000ml；取1000ml烧杯，称取20g十六烷三甲基溴化铵；室温下溶解。
4.配置72％硫酸：清洗烘干1000ml量筒、试剂瓶、容量瓶；量筒称取652ml浓硫酸；溶解在300ml的蒸馏水中，冷却；室温下，1000ml容量瓶定容；
5.取适量样品(经过预处理后的甜高粱秸秆残渣)，称重为0.551g(M1)，加入0.5g无水亚硫酸钠；加入适量中性洗涤剂和1ml 1-辛醇(消泡剂)；在电加热炉上消煮60min；抽滤，沸水冲洗，抽滤，用20ml丙酮冲洗抽滤；105℃干燥过夜，样品称重为0.3675g(M2)；
6.取适量样品(经过预处理后的甜高粱秸秆残渣)，样品称重为1.0488g(M3)；加入适量酸性洗涤剂和1ml 1-辛醇(消泡剂)；在电加热炉上消煮60min；抽滤，沸水冲洗，抽滤，用20ml丙酮冲洗抽滤；105℃干燥过夜，样品称重为0.4681g(M4)；样品中加入72％硫酸，搅拌呈糊状，静置3h；适量蒸馏水冲洗，105℃干燥过夜，冷却后样品称重为0.0862g(M5)；500℃灰化2h，冷却后样品称重为0.0085g(M6)；
7.洗涤纤维计算方法为：
中性洗涤纤维W(NDF)＝M2/M1·100％＝0.3675/0.551·100％＝66.70％
细胞内容物W1＝1-W(NDF)＝1-66.70％＝33.3％
酸性洗涤纤维W(ADF)＝M4/M3·100％＝0.4681/1.0488·100％＝44.63％
半纤维素W2＝W(NDF)-W(ADF)＝22.07％
纤维素W3＝(M4-M5)/M3·100％＝(0.4681-0.0862)/1.0488·100％＝36.41％
酸性洗涤木质素W(ADL)＝(M5-M6)/M3·100％＝(0.0862-0.0085)/1.0488·100％＝7.41％
不可溶的灰分W4＝M6/M3·100％＝0.0085/1.0488·100％＝0.81％
木质素W5＝1-W1–W2–W3–W4＝1–33.3％–22.07％–36.41％–0.81％＝7.41％
实施例二：
1.甜高粱秸秆的预处理，经预处理后得到甜高粱秸秆残渣；
将甜高粱秸秆收获后除去根部和叶子，通过榨汁碾压机，挤压获得甜高粱的汁液和秸秆生物质。把秸秆生物质在进行风干处理后，研磨后过筛得到40-60目的生物质样品。然后按照蒸馏水与甜高粱茎秆10:1的比例把秸秆洗涤三次，除去茎秆生物质上残留的蔗糖、葡萄糖和果糖等物质。然后在60℃的烘箱内干燥24小时，在干燥器中冷却到室温后，用密封袋封，以免纤维素酶等物质对生物质降解，对实验造成误差。
2.配置中性洗涤剂(30g/L的十二烷基硫酸钠)配置方法为：取100ml的烧杯称取18.61g乙二胺四乙酸二钠(Na2EDTA)，6.81g四硼酸钠(Na2B4O7·10H2O)，加入蒸馏水，加热溶解；取500ml烧杯称取30g十二烷基硫酸钠，10ml乙二醇乙醚，加入蒸馏水，加热溶解；取100ml烧杯，称取11.72g十二水磷酸氢二钠，加入蒸馏水，加热溶解；冷却后混合，调节PH为7.0，定容至1000ml；
3.配置酸性洗涤剂(20g/L十六烷三甲基溴化铵)配置方法为：配置0.5％硫酸溶液，取250ml烧杯，加入适量水，放在天平上清零，称取49g浓硫酸，沿玻璃杯壁加入，不断搅拌，定容至1000ml；取1000ml烧杯，称取20g十六烷三甲基溴化铵；室温下溶解；
4.配置72％硫酸配置方法为：清洗烘干1000ml量筒、试剂瓶、容量瓶；量筒称取652ml浓硫酸；溶解在300ml的蒸馏水中，冷却；室温下，1000ml容量瓶定容；
5.取适量样品(甜高粱秸秆残渣)，称重为0.548g(M1)，加入0.5g无水亚硫酸钠；加入适量中性洗涤剂和1ml 1-辛醇(消泡剂)；在电加热炉上消煮60min；抽滤，沸水冲洗，抽滤，用20ml丙酮冲洗抽滤；105℃干燥过夜，样品称重为0.3638g(M2)；
6.取适量样品(甜高粱秸秆残渣)，样品称重为1.0099g(M3)；加入适量酸性洗涤剂和1ml 1-辛醇(消泡剂)；在电加热炉上消煮60min；抽滤，沸水冲洗，抽滤，用20ml丙酮冲洗抽滤；105℃干燥过夜，样品称重为0.4504g(M4)；样品中加入72％硫酸，搅拌呈糊状，静置3h；冷水冲洗，105℃干燥过夜，冷却后样品称重为0.0814g(M5)；500℃灰化2h，冷却后样品称重为0.0073g(M6)；
7.洗涤纤维计算方法为：
中性洗涤纤维W(NDF)＝M2/M1·100％＝0.3638/0.548·100％＝66.39％
细胞内容物W1＝1-W(NDF)＝1-66.39％＝33.61％
酸性洗涤纤维W(ADF)＝M4/M3·100％＝0.4504/1.0099·100％＝44.60％
半纤维素W2＝W(NDF)-W(ADF)＝21.79％
纤维素W3＝(M4-M5)/M3·100％＝(0.4504-0.0814)/1.0099·100％＝36.54％
酸性洗涤木质素W(ADL)＝(M5-M6)/M3·100％＝(0.0814-0.0073)/1.0099·100％＝7.34％
不可溶的灰分W4＝M6/M3·100％＝0.0073/1.0099·100％＝0.72％
木质素W5＝1-W1–W2–W3–W4＝1–33.61％–21.79％–36.54％–0.72％＝7.34％
综上，本发明利用实验室常备仪器如电加热炉，抽滤装置等，即可一次测定可以计算出中性洗涤纤维含量，酸性洗涤纤维含量，酸性洗涤木质素含量，纤维素含量，半纤维素含量，木质素含量。整个方法步骤简单，结果精确可靠。本发明研究甜高粱秸秆残渣中洗涤纤维的含量，为其资源化的利用提供数据和理论支持。
以上对本发明的具体实施例进行了描述。需要理解的是，本发明并不局限于上述特定实施方式，本领域技术人员可以在权利要求的范围内做出各种变形或修改，这并不影响本发明的实质内容。