近红外光谱技术在苎麻壳木质纤维组分及镉含量测定上的使用

罗金凤，肖旭，彭文仙，邢虎成，2*，刘泽航，刘艳

（1.湖南农业大学苎麻研究所，湖南长沙410128；2.湖南省种质资源创新与资源利用重点实验室，湖南长沙410128）

苎麻（Boehmeria nivea L.）为荨麻科（Urticaceae）苎麻属（Boehmeria）纤维作物，已有四千多年的种植历史，广泛分布于我国南方地区。研究［1-3］表明，部分苎麻品种具有较高的重金属耐受能力及富集能力，特别是对镉（Cd）［4］。苎麻生物产量高，但经济产量（原麻产量）较低，一般原麻产量为2250 kg/hm2的麻园，其副产物 （麻骨、麻叶、麻壳）有15 t左右，相当于原麻产量的7倍，其中刮制下来的苎麻壳占原麻产量的80%～85%［5］。据相关统计［6］，苎麻每年种植面积达到20 hm2左右，除20%左右作为造纸及纤维原料外，其余的80%麻壳、麻骨等则被丢弃或焚烧，造成严重浪费。有研究［5，7］发现，苎麻壳可用来栽培平菇，变废为宝，增加苎麻的经济效益。麻壳含有丰富的木质素、纤维素、半纤维素、果胶、脂蜡质和鞣质等，同时还含有磷、钙、钾、镁等无机灰分，可利用价值高。在麻壳利用过程中，重金属的含量必须在控制范围之内。因此，如何高效准确地测定木质纤维素含量和镉含量尤为重要。

传统上木质素含量测定通常用72%浓硫酸法，纤维素含量测定用硫酸与重铬酸钾氧化法［8］、硝酸乙醇法、差重法［9］，半纤维素含量测定采用碱液提取法［10］、2 mol/L盐酸水解法等［11］，镉含量的测定采用硝酸-高氯酸法消解［12］，但是这些方法操作复杂、耗时且无法大批量进行。近红外光谱分析技术（Near Infrared Reflectance，NIR）具有快速、准确、无污染等优点。近红外光谱区一般划分在780～2500 nm的波长范围［13］，物质在近红外区域反射出的光谱可携带大量的信息，且更容易被获取到，因此近红外光谱能够超越其他光谱区，通过与计算机技术和化学计量学方法相结合，成为一项被广泛应用的新技术。……