【紫茎泽兰水溶性研究】 紫茎泽兰的功效与作用
时间：2019-04-16 03:28:43 来源：柠檬阅读网 本文已影响 人 
摘要：紫茎泽兰是一种生长能力特别强的外来有害植物,由于量太多而影响了生态和环境，也影响了工农业生产；紫茎泽兰中含有丰富的纤维素和木质素，因此这种有害的植物也是一种丰富的资源；用水处理紫茎泽兰粉末后得到的水煮渣中几乎只含纤维素和木质素。本文研究了用水处理紫茎泽兰的一系列过程，包括水抽提、蒸爆、水煮；建立了水处理紫茎泽兰的最优条件。
关键词：紫茎泽兰 水煮 抽提 蒸爆
Water Soluble Study of Eupatorium Adenophorum
Abstract:Eupatorium adenophorum is a kind of harmful alien plant with strong growth ability, its big abundance not only affect the ecology and environment, but the industrial and agricultural production as well. Eupatorium adenophorum contains an abundant of cellulose and lignin, this harmful plant is therefore an abundant resource. The aqueous solvent from dissolving of eupatorium adenophorum powder in water contains high content of cellulose and lignin. In the present study, the optional approach of water treatment of eupatorium adenophorum has been established by a series of procedures such as water extraction, steam extraction and boiling water.
Key Words:Eupatorium adenophorum, boiling water, water extraction, steam extraction.
1、前言
紫茎泽兰是一种危害极大的外来有害植物，已经对我国西南地区的生态造成了巨大的和难以恢复的破坏，并严重影响工农业生产和地方经济的发展，已被国家有关部门列入我国首批外来入侵物种，并排在第一位。据资料介绍，紫茎泽兰系菊科、泽兰属，多年生草本[1]，适应能力极强，干旱、瘠薄的荒坡隙地，甚至石缝和楼顶上都能生长，侵占农田、林地，与农作物和林木争水、肥、阳光和空间，能分泌化感物，排挤邻近多种植物；堵塞水渠，阻碍交通。紫茎泽兰在我省的凉山州和攀枝花市等地已经呈蔓延之势，严重威胁着原本脆弱的高原生态和自然环境。据政府组织的专家调查结果显示，紫茎泽兰正以每年数十公里的速度向外围扩散[2]，其危害越来越严重。
用来对付紫茎泽兰的方法，总体上来说有两种，一种是用生物的方法控制它的生长，目前还没有大的突破；另一种方法是开发和利用它。已研发的紫茎泽兰的利用主要包括：（1）作为饲料资源[3，4]：据报道，紫茎泽兰幼嫩主茎干基中的粗蛋白质含量达20%左右，并含16种氨基酸，所以是一种潜在的饲料原料。紫茎泽兰含有有毒成分，在四川省的凉山州就有很多牛羊等牲畜吃后死亡，所以不可能直接作为饲料，但是紫茎泽兰经过复合菌种处理，好氧发酵后，能显著降解其有毒物质，可作为饲料；紫茎泽兰，特别是成年的紫茎泽兰中，幼嫩主茎部分含量少，所以开发成饲料时，能用部分少，大部分都不能用。（2）作为能源资源[3]：可以用来生产沼气、碳棒，或粉碎后作为燃料，紫茎泽兰产气稳定，甲烷含量高，具有一定的开发价值。（3）提炼香精和木糖醇[5]，黄酮[6]：紫茎泽兰的香气能够成为制造香精的香料源，也经过几种酵母发酵后，用于生产木糖醇。（4）加工成碳黑：西昌市引进用紫茎泽兰加工碳黑的新技术，在西昌市建成了碳黑加工厂；每4吨紫茎泽兰能加工出1吨的碳黑，成本低廉，比用稻草加工碳黑的还低廉。碳黑的工业用途广泛，可作为生产橡胶、黑渣油和墨水等产品的原料。紫茎泽兰含有大量的纤维素，半纤维素和木素[7]，在制浆造纸领域也有相关研究[8]，从生物多样性角度来看，杂草具有其它植物不可替代的前景，开发和利用紫茎泽兰所花费的人力、物力绝不会比消灭它付出的代价大。
通过分析发现紫茎泽兰和很多的植物秸秆相似，含有丰富的纤维素和木质素，而纤维素和木质素在现代工业中有很重要的开发前景，所以这种有害植物也是一种丰富的资源，可以进行高附加值开发和利用。通过紫茎泽兰的高附加值利用新技术研发，让广大农民自愿收割交售并获得经济收入，这样的话紫茎泽兰这种有害的植物就能够变成有用的资源，这种开发既有利于生态和环保，也有利于地方经济建设。
在紫茎泽兰的开发利用中，用环保的手段分离所含的纤维素和木质素很有意义，由于紫茎泽兰的水抽提物含量可达34.13%，而用水处理后的渣基本上就是纤维素和木质素，所以可以考虑将紫茎泽兰用水作简单的处理成纤维素和木质素的半成品。
2、原料及实验
2. 1 原料及试剂
本实验所用紫茎泽兰取自四川省西昌市郊区泸山脚下西昌学院南校区旁。选择茎的长度为0.7~1.5m的成年紫茎泽兰，去掉叶子和根部，取茎部剪成1.5-2 cm长，置于烘箱里于100 ±5℃下烘干，用粉碎机粉碎,过40目筛，作为样品。经测定样品的灰分含量为4.82%；综纤维素的含量为60.81%；酸不溶木素的含量为13.59%；苯醇（苯-95%乙醇混合液:2:1)抽提物的含量为5.26%；聚戊糖含量为12.59%[3]。取27g样品，用80目分样筛筛分时筛上物为13g而筛下物为14g。
所用化学试剂均为分析纯，水为蒸馏水。
2.2 实验
2.2.1水抽提实验
精确称取3±0.2g(精确至0.0001g)已在100 ±2℃下烘干的试样，用预先经水抽提1小时的定性滤纸包好,放入150ml索氏提取器中，加入水的量为超出益流水平并多加20ml左右。水沸腾速度控制在每小时抽提4次左右，抽提6h。冷却后，拆下装置，取出试样包， 将水蒸去，取下烧瓶，檫净后置入105±2℃的烘箱中烘5h后称重(烧瓶预先经恒重称量)。
水抽出物含量X(%)按下式计算：
式中: m0 — 空抽提烧瓶的质量，g；
m1 — 抽提烧瓶加烘干后的抽出物质量，g；
m2 — 风干试样的质量，g；
测得的实验结果为：水抽提物含量是34.13%。
2.2.2蒸爆实验
将干燥的紫茎泽兰粉末试样，于3.0Mp、325℃的水蒸气蒸爆25min；用水洗涤后于105℃烘干16个小时；称取5g蒸爆过的样品（呈棕色），置于500ml烧杯中，用200ml水煮沸4小时（中途不断的补加水，保持体积不变）；抽滤，滤液的颜色为很深的棕色，将滤渣置于脂肪抽提器中，用水抽提4小时，抽提液已经无色，但渣还是有很深的棕色；将此渣在105℃下烘干后测得综纤维素的含量为73.17%。
2.2.3水煮实验
称取5g样品，置于500ml烧杯中，用200ml水煮沸2～4小时（中途不断的补加水，保持体积不变）；抽滤，将滤渣于105℃下烘干，称量，实验结果为：
将已经煮了4小时的滤渣置于脂肪抽提器中，用水抽提4小时，抽提液已经无色，将抽提后的渣在105℃下烘干后测得综纤维素的含量为80.07%。
将已经煮了4小时的渣置于500ml烧杯中，用200ml水煮沸3小时（中途不断的补加水，保持体积不变），抽滤，滤渣在105℃下烘干后得3.25g。二次水煮的渣率为65%，二次水煮的渣中经测定综纤维素含量为82.92%，木质素含量为17.90%。
2.3 实验结果
通过紫茎泽兰的水溶性实验研究发现：与其它农作物的秸秆相比，紫茎泽兰的水溶性成分含量比较大，水抽提物含量达到34.13%。用水处理紫茎泽兰粉末，容易分离其中的水溶 物，得到纤维素和木质素，但是蒸爆技术不适合用来处理紫茎泽兰。
四川省科技厅应用基础研究项目资助，项目编号：2009JY0064
参考文献：
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[2]傅昀，宋启示，方绮军.紫茎泽兰化学成分及其生物活性研究进展[J].云南农业大学学报，1999，14（4） ： 411-415
[3]陈永霞 紫茎泽兰的危害与开发利用[J].草业与畜牧 2009，3
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