不同蒙古栎优树的橡仁成分分析

不同蒙古栎优树的橡仁成分分析

蒙古橡树。广泛分布于黑龙江省大、小兴安岭,张广才岭和三江平原,是黑龙江省次生林中最重要的建群种。随着我国生物质能源产业的发展,开展非粮乙醇燃料的研究势在必行。而蒙古栎果实大、产量高、种仁淀粉含量高等特点,使其成为生产燃料酒精质优价廉的原料,可为我国的生物质燃料工业提供丰富的可再生原料。在东北地区,蒙古栎、辽东栎等橡实资源相当丰富,分布广泛,面积大。黑龙江省仅蒙古栎就达246万hm2,年产橡实200万t以上。因此,本文从非粮乙醇燃料的角度出发,对所选择的蒙古栎不同家系的橡实成分进行分析,为非粮乙醇燃料产业的发展提供技术支持。1各地区的林口、绥阳、桦南等地本次研究所选取的33株优树分别来源于东京城、林口、绥阳、桦南等地。其中5株来源于林口,10株来源于绥阳,8株来源于东京城,10株来源于桦南。各地点气象资料见表1。2纤维素的制备橡实收集后,采用55℃温水烫30min后,阴凉通风处晾干。在本次研究中,可溶性糖采用蒽酮比色法,蛋白质采用GB/T5009.5-2003中的第一法,淀粉采用GB/T5009.9-2003中的酶水解法,脂肪采用GB/T5009.6-2003中的酸水解法,粗纤维采用GB/T5009.10-2003,灰分采用GB/T5009.4-2003,单宁采用分光光度计法。每个家系不同成分按上述方法测定3次。3蒙古栎橡实成分蒙古栎不同家系的橡实可溶性糖、蛋白质、淀粉、脂肪、粗纤维、灰分、单宁等成分分析结果见表2。考虑淀粉、可溶性糖和粗纤维都可以作为生产乙醇的原料,我们把淀粉、可溶性糖和粗纤维的总含量也列在了表2中。从表2中可以看出,不同家系蒙古栎橡实成分存在差异,灰分含量1.64%~3.46%,蛋白质含量2.33%~10.28%,粗纤维含量3.01%~14.74%,淀粉含量20.18%~57.93%,可溶性糖含量5.59%~32.78%,脂肪含量0.84%~2.08%,单宁含量5.45%~9.27%,淀粉、可溶性糖和粗纤维的总含量39.25%~79.09%。这也从侧面说明,蒙古栎作为能源林,进行优良品系的选育工作是很有必要的。3.1淀粉、可溶性糖和粗纤维的含量对不同家系蒙古栎橡实成分进行方差分析,结果见表3。从表3中,我们可以看出,不同家系的蒙古栎橡实中,灰分、蛋白质、粗纤维、淀粉、可溶性糖、脂肪和单宁的含量在P<0.05的显著水平下,差异显著。我们对不同家系的淀粉、可溶性糖和粗纤维的总体含量进行多重比较分析,目的是初步能选出作为蒙古栎乙醇燃料林的优良家系。多重比较结果见表4。从表4中,我们可以看出,TPC-04(79.36%)的淀粉、可溶性糖和粗纤维的含量大于含量最低的家系HNQX-09(39.23%)50.57%,大于平均值(60.46%)23.82%。其中TPC-04、TPC-10、HS-03、TPC-01、HS-02、TPC-07、LH-01、TPC-02、HS-01、HS-04、TPC-05、TPC-06、NXQX-07、TPC-08、DJCHS-08、TPC-03、HNQX-10、HNQX-06等18个家系分别大于平均值(60.46%)23.82%、22.22%、21.06%、20.12%、18.31%、16.71%、16.36%、14.18%、14.07%、13.18%、11.98%、6.78%、5.84%、5.66%、2.10%、1.90%、0.92%、0.21%。如选择大于群体平均值10%以上者为优良家系,则所选33个家系中TPC-04、TPC-10、HS-03、TPC-01、HS-02、TPC-07、LH-01、TPC-02、HS-01、HS-04、TPC-05等11个家系可初步经成分分析筛选为优良家系。3.2橡实处理方法的选择蒙古栎橡实采收后,橡实内的象鼻虫幼虫由于橡实内部环境(包括水分,温度等)的改变而改变其作息规律,象鼻虫幼虫会逐渐嗑食橡仁,直至橡仁被完全嗑食。因此,蒙古栎橡实采集后,需要对橡实进行喷药、水浸等方法进行处理以杀死象鼻虫幼虫。本文为了最大化的保存橡实原料,采用了水浸法进行种子处理。但是,橡实作为乙醇燃料原料,所利用的部分主要为淀粉,而橡实淀粉分为直链淀粉和支链淀粉,并且,直链淀粉可溶于水。采用水浸法处理的橡实,部分直链淀粉可能会在酶的作用下,糖化生成葡萄糖,这也许在无形中减少了橡实中淀粉的总体含量。因此,我们采用做散点图(见图1)和相关性分析(表4)的方法,对橡实处理方法对橡实中淀粉含量和可溶性糖的影响进行了研究。从图1中,可以看出可溶性糖含量低的家系,其淀粉含量相对较高,而可溶性糖含量高的家系,淀粉含量相对较低。因此,我们进一步对橡实淀粉与可溶性糖含量进行相关性分析,结果见表5。从表5的结果中我们可以看出,橡实中淀粉含量与可溶性糖含量之间的相关系数为-0.313,且其在双侧显著性值为0.002,这表示在(P<0.01)的显著水平下两者存在着不完全的负相关关系。这说明,采用水浸法处理的橡实中的淀粉含量越小,可溶性糖的含量会相对较高,但这种影响具体有多大,还需要做大量的工作。4橡实处理方法的确定4.1从蒙古栎橡实成分分析结果来看,不同家系蒙古栎橡实成分差异比较大。这从另一个方面告诉我们,蒙古栎作为乙醇原料的树种,对其优良遗传资源的筛选很有必要。4.2蒙古栎淀粉中的直链淀粉能够溶于水,利用淀粉制造燃料乙醇,其化学反应中,淀粉先糖化为葡萄糖,然后才能转化为乙醇。对于生产乙醇为目的的橡实处理,采取水浸法处理橡实可能是不妥当的,具体的橡实处理方法还需进行进一步研究确定。4.3随着科技的发展,利用粗纤维生产乙醇的技术也在逐步成熟,因此,橡实中可生产乙醇的部分不仅是淀粉,还应包括可溶性糖和粗纤维。所以,在以生产能源乙醇为原料的蒙古栎能源树种优良家系选育,不仅要考虑橡实中淀粉含量的高低,还应该考虑可溶性糖和粗纤维的含量是有意义的。4.4本次研究中