45饲料中粗纤维的测定

4.5粗纤维的测定江西农业大学引导题用本方法测定的结果为什么称为“粗纤维”？在测定为中为什么必须严格控制实验条件。在本测定中哪些因素是影响测定结果的主要因素？一、概述纤维素（cellulose）植物细胞壁的主要成分，对植物体有支持和保护作用。天然纤维素常同木质素、半纤维素、树脂等伴生在一起。纤维素是由葡萄糖分子通过β－D－葡萄糖以β－1,4－糖苷键连接而成的多糖或天然高分子化合物。（淀粉：α－葡萄糖以α－1,4－糖苷键）。两者分子通式均为(C6H10O5)n。特性：纤维素不溶于水和乙醇、乙醚等有机溶剂，也不溶于稀酸和稀碱。但与硫酸或盐酸共热时可水解为α-葡萄糖。一、概述半纤维素（hemicellulose）半纤维素一般为非葡萄糖聚合而成的多糖，没有化学通式。半纤维索的种类很多，结构十分复杂，而且随植物种类的不同而有较大差异.根据其化学组成中主要单糖的成分，可以分为以下主要几个大类：甘露聚糖该类半纤维素的主链由甘露糖以β-1,4糖苷键连接而成。甘露聚糖是针叶树半纤维素的主要成分。木聚糖是由β-1,4糖苷键连成的木糖链状分子，大约每10个木糖残基有7个乙酰化。蕨类、裸子、被子植物均含有这类半纤维素。半乳聚糖该类半纤维素的主要代表是阿拉伯半乳聚糖。落叶松中存在着丰富的阿拉伯半乳聚糖。木葡聚糖该类半纤维素分子包括象纤维素那样的β-1,4链的葡聚糖骨架，在糖苷键6位上接了很多木糖侧链。一、概述半纤维素（hemicellulose）特性：不溶于水，但吸水后溶胀形成粘性物质。溶于碱液和某些有机溶剂如乙醚、石油醚、乙醇、苯、二氯乙烷等。在稀碱溶液中加热易水解。一、概述木质素（lignose）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化合物。无定形。特性：黄褐色无定形粉末，不溶于水，可溶于强碱和亚硫酸盐。非碳水化合物；动物不能消化，除作填充剂外，对动物没有营养价值。二、饲料中粗纤维的测定（酸碱法）方法标准：GB/T6364-2006与GB/T6364-1994相比主要技术差异：KOH替代NaOH；海沙或硅藻土代替酸洗石棉；消煮液体积由200ml改为150ml；洗液由乙醇改为丙酮；增加了试样预先脱脂和除去碳酸盐步骤灰化温度由550±25℃改为500±25℃；称样量由1～2g改为1g；规定了测量范围。二、饲料中粗纤维的测定（酸碱法）（一）原理用固定量的浓度准确的热酸和热碱，在特定条件（强制条件）下消煮样品，再用醚、丙酮除去可溶物，经高温灼烧扣除矿物质的量，余量为粗纤维。不是一个确切的化学实体，只是在公认强制规定的条件下测出的概略养分。以纤维素为主，还含少量半纤维素和木质素。粉碎设备分析天平滤锅陶瓷筛板灰化皿干燥器马福炉消煮器二、饲料中粗纤维的测定（酸碱法）（二）仪器和设备二、饲料中粗纤维的测定（酸碱法）（三）测定步骤（1）酸处理：目的（2）碱处理：目的（3）抽滤和有机溶剂处理:目的（4）烘干、灰化1g样品＋150ml0.13mol/L硫酸＋1滴正辛醇微沸30min（保持硫酸浓度不变）图过滤，沸蒸馏水洗涤至中性（蓝色石蕊试纸不变色）残渣＋150ml0.23mol/LKOH＋1滴正辛醇微沸30min（保持KOH浓度不变）图过滤，沸蒸馏水洗涤至中性（红色石蕊试纸不变色）对（2）处理后的样品进行抽滤，酸洗和沸蒸馏水洗至中性，而后95％乙醇、乙醚或丙酮洗涤数次，抽干，转移至坩埚烘干（130℃）称重（坩埚+纤维素+灰分，m1）灰化（500℃）称重（坩埚+灰分，m2）(两次称重的重量差即为粗纤维)二、饲料中粗纤维的测定（酸碱法）（三）结果计算粗纤维（％）=（m1－m2）/m式中：m1─130℃烘干后坩埚及试样残渣重，g；m2─550℃（或500℃）灼烧后坩埚及试样残渣重，g；m─试样（未脱脂）质量，g。每个试样取两平行样进行测定，以算术平均值为结果。粗纤维含量在10％以下，绝对值相差0.4。粗纤维含量在10％以上，相对偏差为4％。二、饲料中粗纤维的测定（酸碱法）（四）操作中应注意的事项样品粒度的大小将影响分析结果，通常将样品研磨成粒度为1mm左右为宜；在酸煮后和碱煮后冲洗至中性过程中，最好用热蒸馏水，易于过滤；含脂肪小于1%的样本可不脱脂；含脂肪1%～10%的样本不是必须的,但建议脱脂；含脂肪在10%以上的则必须脱脂,或用测脂后的试样残渣；测定过程复杂，处理过程中利用热的强酸强碱，必须注意安全！问题讨论：（大家思考）（1）在本测定中哪些因素是影响测定结果的主要因素？在测定为中为什么必须严格控制实验条件？答：从酸碱处理所去除的成分考虑，酸碱浓度、酸碱处理时间、乙醇洗涤次数等。纤维素与高浓度硫酸或盐酸共热时可水解为α-葡萄糖。（2）用本方法测定的结果为什么称为“粗纤维”？二、饲料中粗纤维的测定（酸碱法）（五）方法评价测定结果以纤维素为主，还包括少量半纤维素以及木质素；测定结果低于实际含量（为什么呢？）；计算得出的无氮浸出物含量高于实际含量；粗纤维不是一种纯化合物。鉴于上述原因，VanSoest提出了中性洗涤纤维(Neutraldetergentfibre,NDF)和酸性洗涤纤维(aciddetergentfibre,ADF)的测定方法。三、范氏（VanSoest）中性洗涤纤维（NDF）和酸性洗涤纤维（ADF）的测定（一）原理十二烷基硫酸钠（SDS，离子型去垢剂）——去除中性洗涤剂溶解物（NDS，包括蛋白质、脂肪、淀粉、糖），余下的即为中性洗涤纤维（NDF）。酸性洗涤剂（十六烷甲基溴化铵）：去除酸性洗涤溶解物（ADS），包括NDS和半纤维素。剩下的则为酸性洗涤纤维（ADF）。纤维素被72％硫酸水解，剩下的为木质素和硅酸盐。木质素被灰化，灰化的部分酸性洗涤木质素（ADL）。三、范氏（VanSoest）中性洗涤纤维（NDF）和酸性洗涤纤维（ADF）的测定（二）方法评价酸性洗涤纤维测定法已获得公认，中性洗涤纤维测定法尚在继续改进中。中性洗涤剂提取蛋白质的效率不高，对于高蛋白饲料，部分蛋白混杂在中性洗涤纤维（NDF）中。淀粉也有相似的干扰作用。●将中性洗涤剂溶液的pH值由6.9~7.0调至3.5左右；●对于高蛋白质饲料，先用蛋白酶处理样品；●对于高淀粉饲料可以考虑添加耐高温的α－淀粉酶。ThanksalotForyourkindcooperation!酸处理目的：去除淀粉，果胶质、部分蛋白质和部分半纤维素和少部分纤维素。前处理：含脂肪大于10％必须脱脂，含脂肪不大于10％，可不脱脂。碳酸盐含量超过5％，需要预先出去碳酸盐。滴加正辛醇——防泡剂。Back1g样品＋150ml0.13mol/L硫酸＋1滴正辛醇微沸30min（保持硫酸浓度不变）过滤，沸蒸馏水洗涤至中性（蓝色石蕊试纸不变色）样品消煮Back碱处理目的：去除蛋白质、部分半纤维素和部分木质素，并使脂肪皂化而去除。Back残渣＋150ml0.23mol/LKOH＋1滴正辛醇微沸30min（保持KOH浓度不变）过滤，沸蒸馏水洗涤至中性（红色石蕊试纸不变色）有机溶剂处理目的：去除单宁、色素、残余脂肪、蜡、部分蛋白质和戊糖。Back95％乙醇、乙醚或丙酮洗涤数次（余下纤维素和矿物质）