小麦秸秆成分

小麦秸秆成分

近年来,植物秸秆作为填充剂在一些热塑性树脂中得了一定的研究和应用。然而, 有关植物秸秆填充改性橡胶的研究并不多。

1.3 农作物秸秆饲料的加工概况

1.3.1 秸秆的化学组成

秸秆是由大量的有机物和少量的矿物质及水构成的，其有机物的主要成分为碳水化合物，此外，还有少量的粗蛋白和粗脂肪。碳水化合物由纤维性物质和可溶性糖类构成，纤维性物质用粗纤维表示，它包括半纤维素，纤维素和木质素；可溶性糖类有无氮浸出物表示；矿物质用粗灰分表示。

1.3.1.1 纤维素

纤维素属于木质化天然纤维，其结晶度和聚合度均很高，是植物细胞壁的主要构成成分，也是自然界中最大的有机物质。它的化学结构乃是由许多1-4 糖苷键连接而成的葡萄糖单位的聚合体，在葡萄糖单位上的第六碳原子呈反式连接，从而导致整个纤维素结构呈稳定的扁带状的微纤维，除此以外，在微纤维之间还有牢固的氢键连接，从而导致纤维素基本上不可溶。对于各种酶的作用也具有极大抵抗力。

1.3.1.2 半纤维素

半纤维素是许多不同的单糖聚合体的异源性混合体，包括葡萄糖，木糖，甘露糖，阿拉伯糖与半乳糖等，各单糖聚合体间分别以共价键，氢键，酯键或醚键相连接，因而呈现稳定的化学结构;此外，随着农作物秸秆的成熟，植物体内的半纤维素逐渐增长，并参与其中，从而进一步增强了植物体的坚实性，也降低了它们的消

化性。

1.3.1.3 木质素

木质素是一种杂聚物，基本结构单元苯基丙烷((Phenyl Propanoid)靠多种共价键连接形成厂种不溶性的，异质的，无光学活性的，不规则的，如晶体的，高度分枝的三级网络大分子，它与纤维素，半纤维素一起构成细胞壁的主要成分，其中80%存在于植物细胞壁中，20%分布于细胞间隙中，成为细胞联合的粘连剂。木质素的惰性对于植物来说是极具价值的结构组成，但却是所有自然产物中转化率最低的物质。由于木质素分子间链键多为酯键或C-C 键，非常稳，其连接单元不易水解，所以木质素降解过程是一系列酶催化和非酶催化的非特异氧化还原过程。完整的木质组织中，木质素以一种物理屏障存在，包围纤维素，成为外围基

质，保护纤维素免遭微生物及酶的攻击，成为许多工业化过程中有效利用纤维素的一个障碍。在木质组织中，木质素的降解必须先于纤维素的分解。

1.3.1.2 半纤维素

半纤维素是许多不同的单糖聚合体的异源性混合体，包括葡萄糖，木糖，甘露糖，阿拉伯糖与半乳糖等，各单糖聚合体间分别以共价键，氢键，酯键或醚键相连接，因而呈现稳定的化学结构;此外，随着农作物秸秆的成熟，植物体内的半纤维素逐渐增长，并参与其中，从而进一步增强了植物体的坚实性，也降低了它们的可消化性。

1.3.1.3 木质素

木质素是一种杂聚物，基本结构单元苯基丙烷((Phenyl Propanoid)靠多种共价键连接形成厂种不溶性的，异质的，无光学活性的，不规则的，如晶体的，高度分枝的三级网络大分子，它与纤维素，半纤维素一起构成细胞壁的主要成分，其中80%存在于植物细胞壁中，20%分布于细胞间隙中，成为细胞联合的粘连剂。木质素的惰性对于植物来说是极具价值的结构组成，但却是所有自然产物中转化率最低的物质[21,24]。由于木质素分子间链键多为酯键或C-C 键，非常稳定连接单元不易水解，所以木质素降解过程是一系列酶催化和非酶催化的非特异性氧化还原过程。完整的木质组织中，木质素以一种物理屏障存在，包围纤维素，成为外围基质，保护纤维素免遭微生物及酶的攻击，成为许多工业化过程中有效利用纤维素的一个障碍。在木质组织中，木质素的降解必须先于纤维素的分解。

1.3.2 秸秆类饲料开发利用的限制因素

1.3.

2.1 粗纤维含量高

植物在整个生长过程中，蛋白质、脂肪、可溶性碳水化合物等均由茎与叶片向籽实集结，与此同时，茎叶逐渐变老，粗纤维含量逐渐增加，达30%-45%，而除牛等少数草食家畜能消化纤维素之外，其它家畜都不能利用这部分能量，而且由于纤维的存在，反而会影响其他营养物质的消化，从而降低饲料营养价值。

1.3.

2.2 粗蛋白含量低

秸秆类粗蛋白含量太低也是影响动物大量采食的一个重要限制性因素。如玉米秸秆，反刍动物对小麦的消化率约为80%，而对小麦秸秆的消化率仅为46%。小麦中粗蛋白的含量约9%，而秸秆中粗蛋白含量通常不超过3%。作为饲料喂牛，小麦的增重净能为 6.49MJ/kg，而小麦秸秆增重净能仅0.75MJ/kg，是小麦净能值的l1.6%。用未处理的秸秆作饲料，往往会出现氮的负平衡，即食入氮小于排出氮。

1.3.

2.3 木质素含量

秸秆类物质含有约16%-25%的木质素，木质素作为一种物理屏障，成为纤维的外围基质，起着赋予纤维机械强度以及保护纤维素免遭微生物及酶攻击的作用。这使得秸秆类饲料比较粗硬，适口性差，造成采食量有限。

1.3.

2.4 维生素的含量匮乏

相比而言，秸秆饲料中维生素 D 含量较多，其它维生素的含量很少，B 族

维生素极为缺乏，胡萝卜素几乎没有。

1.3.3 秸秆饲料的加工方法概况

秸秆饲料是指农作物在籽实成熟后，收获籽实所剩余的副产品。是粗饲料中的一种。秸秆的主要成分有细胞壁(也叫中性洗涤纤维)、酸性洗涤纤维.细胞壁主要由纤维素、半纤维素、木质素组成;酸性洗涤纤维主要由纤维素、木质素组成。木质素不被瘤胃微生物分解，而秸秆中的纤维素、半纤维素和木质素紧密地结合在一起，使秸秆的消化率受到影响。秸秆成熟后细胞壁、木质素成分增加，粗蛋白成分减少，干物质消化率下降，且秸秆成熟的越老，木质化程度越高，秸秆的消化率就越低。目前，秸秆饲料的加工处理方法可以分为三种，即物理法，化学法，生物处理法。

1.3.3.1 物理加工方法

物理法主要包括传统的切短、粉碎及高压蒸煮、膨化技术等，较为简单，常作为其它方法的前处理。切短、粉碎可部分地破坏纤维素晶体结构，削弱纤维素、半纤维素和木质素之间的结合，可增加秸秆与消化液的接触面积，增加牲畜的采食量，但不能提高秸秆的营养价值和消化率。秸秆中的木质素在温度高达170 时

才可以软化或部分水解，这种处理需要特定的设备输送热量、控制温度，成本较

高。近年来，又有一些关于用辐射技术处理秸秆的报道，当辐射超过一定剂量时

能促使秸秆的细胞壁含量降低，提高体外消化率。膨化技术是将无聊装入密闭容

器中，通过热饱和蒸汽加压，经一定时间的高压热处理，瞬间泄压后可称为膨化

饲料，此技术可使物料的一些性状发生变化，提高牲畜对原料的吸收量。利用物

理方法的缺点是费用高，能耗高，使其应用受到限制。

1.3.3.2 化学处理方法

碱化，氨化，氧化剂处理，糖化及酸处理都属于化学法。其主要目的是使纤维素和半纤维素部分降解并除去木质素成分。德国科学家Backmann于1919年总结了碱处理法，40年代，挪威对Backmann方法进行改进，并建造了一系列配套碱