全 文 ：西北林学院学报 ２０１５，３０（４）：２３６～２３９
Ｊｏｕｒｎａｌ　ｏｆ　Ｎｏｒｔｈｗｅｓｔ　Ｆｏｒｅｓｔｒｙ　Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ
　　ｄｏｉ：１０．３９６９／ｊ．ｉｓｓｎ．１００１－７４６１．２０１５．０４．３８
龙竹秆材化学成分分析
　收稿日期：２０１４－０９－１７　修回日期：２０１４－１２－１６
　基金项目：国家自然科学基金项目（３１２６０１６５、３１１６０１５４）；林业科技成果国家级推广项目（［２０１２］６６）；国家农业科技成果转化资金项目
（２０１２ＧＢ２Ｆ３００４１７）；云南省竹藤科学创新团队建设项目（２００８ＯＣ００１）；云南省教育厅基金项目（２０１１Ｚ０４０）。
　作者简介：成聃睿，男，在读硕士，研究方向：林产化学加工。Ｅ－ｍａｉｌ：５３５４０２０４１＠ｑｑ．ｃｏｍ
＊通信作者：邓佳，女，博士，讲师，研究方向：森林培育与利用。Ｅ－ｍａｉｌ：ｄｅｎｇｊｉａ１９８３＠１６３．ｃｏｍ
成聃睿１，史正军１，刘瑞华２，郑志锋１，刘蔚漪２，辉朝茂２，邓　佳２＊
（１．西南林业大学 云南省高校生物质化学炼制与合成重点实验室，云南 昆明６５０２２４；
２．教育部省部共建西南山地森林资源保育与利用重点实验室，云南 昆明６５０２２４）
摘　要：龙竹是具有较高开发利用价值的大型丛生竹种。通过对龙竹秆材化学成分分析测定，可以
考察其作为制浆造纸原料的可行性。结果表明，龙竹秆材综纤维素含量高，木质素含量相对较低，
可满足纸浆工业对原料的基本要求，属于优良的制浆造纸原料，值得在气候适宜的地区推广种植。
由于龙竹秆材灰分含量和苯醇抽出物含量较高，且在各部位间分布差异较大，在以龙竹为原料生产
化学浆时，应该尽量将不同部位的竹材分开处理，并适当增加蒸煮时化学药品的用量或适当延长蒸
煮时间。
关键词：龙竹；秆材；化学成分；制浆造纸
中图分类号：Ｓ７９５．６　　　文献标志码：Ａ　　　文章编号：１００１－７４６１（２０１５）０４－０２３６－０４
Ｃｈｅｍｉｃａｌ　Ｃｏｍｐｏｓｉｔｉｏｎ　ｏｆ　Ｄｅｎｄｒｏｃａｌａｍｕｓ　ｇｉｇａｎｔｅｕｓ
ＣＨＥＮＧ　Ｄａｎ－ｒｕｉ　１，ＳＨＩ　Ｚｈｅｎｇ－ｊｕｎ１，ＬＩＵ　Ｒｕｉ－ｈｕａ２，ＺＨＥＮＧ　Ｚｈｉ－ｆｅｎｇ１，ＬＩＵ　Ｗｅｉ－ｙｉ　２，
ＨＵＩ　Ｃｈａｏ－ｍａｏ２，ＤＥＮＧ　Ｊｉａ２＊
（１．Ｐｒｏｖｉｎｃｉａｌ　Ｋｅｙ　Ｌａｂｏｒａｔｏｒｙ　ｏｆ　Ｂｉｏｍａｓｓ　Ｃｈｅｍｉｃａｌ　Ｒｅｆｉｎｅｒｙ　＆Ｓｙｎｔｈｅｓｉｓ，Ｓｏｕｔｈｗｅｓｔ　Ｆｏｒｅｓｔｒｙ　Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｋｕｎｍｉｎｇ，
Ｙｕｎｎａｎ　６５０２２４，Ｃｈｉｎａ；２．Ｋｅｙ　Ｌａｂｏｒａｔｏｒｙ　ｆｏｒ　Ｆｏｒｅｓｔ　Ｒｅｓｏｕｒｃｅｓ　Ｃｏｎｓｅｒｖａｔｉｏｎ　ａｎｄ　Ｕｓｅ　ｉｎ　ｔｈｅ　Ｓｏｕｔｈｗｅｓｔ　Ｍｏｕｎｔａｉｎｓ　ｏｆ　Ｃｈｉｎａ，
Ｓｏｕｔｈｗｅｓｔ　Ｆｏｒｅｓｔｒｙ　Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｋｕｎｍｉｎｇ，Ｙｕｎｎａｎ　６５０２２４，Ｃｈｉｎａ）
Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｄｅｎｄｒｏｃａｌａｍｕｓ　ｇｉｇａｎｔｅｕｓ　ｉｓ　ａ　ｋｉｎｄ　ｏｆ　ｓｙｍｐｏｄｉａｌ　ｂａｍｂｏｏ　ｓｐｅｃｉｅｓ　ｗｉｔｈ　ｈｉｇｈ　ｖａｌｕｅ　ｏｆ　ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ
ａｎｄ　ｕｔｉｌｉｚａｔｉｏｎ．Ｉｎ　ｏｒｄｅｒ　ｔｏ　ｅｖａｌｕａｔｅ　ｔｈｅ　ｐｏｓｓｉｂｉｌｉｔｙ　ｏｆ　ｔｈｅ　ｂａｍｂｏｏ　ｓｐｅｃｉｅｓ　ｆｏｒ　ｐｕｌｐｉｎｇ　ｉｎ　ｐａｐｅｒ　ｍａｋｉｎｇ，ｔｈｅ
ｃｈｅｍｉｃａｌ　ｃｏｍｐｏｓｉｔｉｏｎ　ｉｎ　ｃｕｌｍ　ｏｆ　ｂａｍｂｏｏ　ｗｅｒｅ　ａｎａｌｙｚｅｄ．Ｈｉｇｈ　ｃｏｎｔｅｎｔ　ｏｆ　ｈｏｌｏｃｅｌｕｌｏｓｅ　ａｎｄ　ｌｏｗ　ｃｏｎｔｅｎｔ　ｏｆ
ｌｉｇｎｉｎ　ｗｅｒｅ　ｆｏｕｎｄ　ｉｎ　Ｄ．ｇｉｇａｎｔｅｕｓ，ｗｈｉｃｈ　ｂａｓｉｃａｌｙ　ｍｅｅｔ　ｔｈｅ　ｒｅｑｕｉｒｅｍｅｎｔｓ　ｏｆ　ｐａｐｅｒ　ｍａｋｉｎｇ，ｂｅｌｏｎｇｉｎｇ　ｔｏ
ｈｉｇｈ　ｑｕａｌｉｔｙ　ｍａｔｅｒｉａｌ．Ｈｏｗｅｖｅｒ，ｔｈｅ　ｃｏｎｔｅｎｔｓ　ｏｆ　ａｓｈ　ａｎｄ　ｂｅｎｚｅｎｅ－ｅｔｈａｎｏｌ　ｅｘｔｒａｃｔｉｖｅ　ｉｎ　Ｄ．ｇｉｇａｎｔｅｕｓ　ｃｕｌｍ
ｗｅｒｅ　ｒｅｌａｔｉｖｅｌｙ　ｈｉｇｈｅｒ　ｔｈａｎ　ｔｈａｔ　ｏｆ　ｏｔｈｅｒ　ｆｉｂｒｏｕｓ　ｒａｗ　ｍａｔｅｒｉａｌｓ，ｔｈｅｙ　ｗｅｒｅ　ｕｎｅｖｅｎｌｙ　ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｅｄ　ｉｎ　ｄｉｆｆｅｒｅｎｔ
ｐａｒｔ　ｏｆ　ｂａｍｂｏｏ　ｃｕｌｍ，ａｎｄ　ｔｈｕｓ　ｔｈｅ　ｍｏｒｅ　ｃｈｅｍｉｃａｌｓ　ａｎｄ　ｔｒｅａｔｍｅｎｔ　ｔｉｍｅ　ｗｅｒｅ　ｒｅｑｕｉｒｅｄ　ｉｎ　ｐｕｌｐｉｎｇ　ｐｒｏｃｅｓｓ．
Ｋｅｙ　ｗｏｒｄｓ：Ｄｅｎｄｒｏｃａｌａｍｕｓ　ｇｉｇａｎｔｅｕｓ；ｂａｍｂｏｏ　ｃｕｌｍ；ｃｈｅｍｉｃａｌ　ｃｏｍｐｏｓｉｔｉｏｎ；ｐｕｌｐｉｎｇ　ａｎｄ　ｐａｐｅｒｍａｋｉｎｇ
　　龙竹（Ｄｅｎｄｒｏｃａｌａｍｕｓ　ｇｉｇａｎｔｅｕｓ），别名“大麻
竹”、“印度麻竹”，属禾本科（Ｇｒａｍｉｎｅａｅ）竹亚科
（Ｂａｍｂｕｓｏｉｄｅａｅ）牡竹属（Ｄｅｎｄｒｏｃａｌａｍｕｓ）竹种。其
秆高可达２０～３０ｍ，茎围１５～３０ｃｍ，秆基部的壁厚
可以达到３～４ｃｍ，节间长３０～４０ｃｍ，竹材产量是
毛竹的５～８倍［１－３］。龙竹材质好，笋味佳，繁殖容
易，成林成材迅速，是云南省栽培面积最大、用途最
广、经济价值最高的大型经济用材竹种之一［４－６］。目
前，已有云南云景林纸股份有限公司、云南永利发林
业有限公司等多家地方企业以龙竹为主要原材料生
产竹浆纸、竹板材等高附加值工业产品。然而，由于
分布地科技文化相对滞后，有关龙竹基础理化性能
方面的研究报道十分有限。本研究选取龙竹秆材作
为试验材料，系统分析其化学成分，以期为龙竹的开
发利用、推广种植提供可靠的科学依据。
１　材料与方法
１．１　试样采集
所用试验材料龙竹采自云南省临沧市沧源县，
地处云南省西南部，属亚热带低纬度山地季风气候，
年平均气温１６．８～１７．７℃，日照２　５５２．６ｈ，降雨量
１　１５８．２ｍｍ，相对湿度７１％，是龙竹的主要原生地
和集中分布地之一。选取正常生长、无病虫害的３
～５年生龙竹３株，先去除梢和侧枝，再均分为根
部、中部、梢部３段，每段从下端起截取长约１．５ｍ、
包含２个节和３个节间的一段试材。
１．２　试材制备
先将长约１．５ｍ的圆形竹材，纵向劈开，得到宽
２～３ｃｍ、长１．５ｍ的竹条，依次每隔２条取１条，然
后用锯机横向将竹条锯成长约３ｃｍ、宽２～３ｃｍ的竹
片，再用刀将竹片切成近似火柴棍的小棍。均匀混合
不同竹株上同一部位秆材制得的竹条，粉碎后，选取
４０～６０目的竹粉，保存于广口瓶中，备用。
１．３　分析测试方法
本研究测定龙竹的灰分、水分、综纤维素含量、
１％氢氧化钠抽出物含量、冷水抽出物含量、热水抽
出物含量、酸不溶木质素含量、酸溶木质素含量、多
戊糖含量、乙醚抽出物含量、苯醇抽出物含量等１１
项指标。各指标均按照造纸原料分析方法国家标准
进行测定（ＧＢ／Ｔ７４２－２００８，ＧＢ／Ｔ２６７７．２－２０１１，ＧＢ／
Ｔ２６７７．１０－１９９５，ＧＢ／Ｔ２６７７．５－９３，ＧＢ／Ｔ２６７７．４－９３，
ＧＢ／Ｔ２６７７．８－９４，ＧＢ／Ｔ１０３３７－２００８，ＧＢ／Ｔ２６７７．９－
９４，ＧＢ／Ｔ２６７７．６－９４，ＧＢ／Ｔ２６７７．７－８１）。
２　结果与分析
２．１　测试结果
对龙竹秆材化学成分测定结果详见表１。其
中，参比纤维原料慈竹、毛白杨、云杉、麦草等化学组
分相关数据来源于《植物纤维化学》［７］，甜龙竹化学
组分相关数据来源于课题组此前相关报道［８］。
表１　龙竹及其他造纸纤维原料化学成分
Ｔａｂｌｅ　１　Ｔｈｅ　ｃｈｅｍｉｃａｌ　ｃｏｍｐｏｓｉｔｉｏｎ　ｏｆ　Ｄ．ｇｉｇａｎｔｅｕｓ　ａｎｄ　ｓｏｍｅ　ｆｉｂｒｏｕｓ　ｒａｗ　ｍａｔｅｒｉａｌｓ ％
纤维原料 部位 木质素 综纤维素 多戊糖 灰分
抽出物
冷水抽提 热水抽提 １％ＮａＯＨ抽提 乙醚抽提 苯醇抽提
龙 竹 梢部 ２４．５２　 ７０．７３　 １５．７９　 １．０９　 ９．４３　 １１．０３　 ２５．０９　 ０．４１　 ２．６５
中部 ２５．１５　 ６７．１４　 １６．４０　 １．１６　 １４．４０　 １３．８４　 ２８．２６　 ０．３９　 ７．３４
根部 ２１．９３　 ６５．０５　 １５．４４　 ２．７３　 １０．００　 １０．５７　 ２８．３８　 ０．５１　 ４．４１
均值 ２３．８７　 ６７．６４　 １５．８８　 １．６６　 １１．２８　 １１．８１　 ２７．２４　 ０．４４　 ４．８０
慈 竹 ３１．２８ － ２５．４１　 １．２０　 ２．４２　 ６．７８　 ３１．２４　 ０．７１ －
甜龙竹 ２７．０８　 ７２．９６　 １５．５１　 １．１２　 ７．５０　 ９．３５　 ２１．６０　 ０．３５　 ３．４６
毛白杨 ２３．７５　 ７８．８５　 ２０．９１　 ０．８４　 ２．１４　 ３．１０　 １７．８２ － ２．２３
云 杉 ２８．４３ － １１．６２　 ０．７３　 １．４２　 ２．６８　 １２．４３　 ０．３７ －
麦 草 ２２．３４ － ２５．５６　 ６．０４　 ５．３６　 ２３．１５　 ４４．５６ － ０．５１
２．２　测试结果分析
２．２．１　木质素　木质素是苯基丙烷单元通过碳碳
键和醚键聚合而成的三维结构天然高分子化合
物［９］。在化学法制浆造纸过程中，木质素是需要去
除的主要成分，在蒸煮以及漂白过程中，木质素的含
量越高，化学药品的消耗越大，纸浆的得率越低，生
产成本越高；若化学制浆过程中木质素残留量多，则
非常容易引起纸张返黄［１０］。试验测得龙竹秆材木
质素平均含量为２３．８７％，梢部、中部、根部的木质
素含量相差不大。龙竹的木质素含量低于慈竹、甜
龙竹、云杉等常用制浆造纸原料，与毛白杨和麦草木
质素含量接近，说明在化学法制浆的蒸煮、漂白等生
产工艺中除去龙竹原料中木质素的成本相对较低。
２．２．２　综纤维素　综纤维素是造纸植物纤维原料
除去抽出物和木质素后所留下的部分。综纤维素含
量是衡量木质纤维原料的重要经济指标，综纤维素
含量的高低对纸浆的得率有很大影响［１１－１２］。试验测
得龙竹秆材综纤维素平均含量为６７．６４％，其中梢
部７０．７３％、中部６７．１４％、根部６５．０５％，在秆材由
下到上方向呈递增分布趋势。这一结果与本课题组
此前对甜龙竹棕纤维素含量及其在秆材不同部位分
布规律的测定结果相一致［８］，也与杜凡［１３］等报道的
龙竹秆材从基部到梢部维管束密度和纤维比量逐步
递增这一结论相吻合。与毛白杨、甜龙竹等原料相
比，龙竹的秆材的综纤维素含量较低。若将龙竹作
为化学浆生产原料，则纸浆得率可能略低于表１中
的其他几种参比原料。
２．２．３　多戊糖　多戊糖是半纤维素的一种主要成
７３２第４期 等：龙竹秆材化学成分分析
分，是由五碳糖单元构成的聚糖混合物，半纤维素含
量可以用原料中的多戊糖含量来衡量。在制浆造纸
过程中，多戊糖会影响打浆性能和成纸的透明
性［１４］。较高的多戊糖含量，利于纤维水化，利于分
丝帚化，纤维结合的机械强度也相应较好［１５－１６］。龙
竹秆材多戊糖的平均含量为１５．８８％，高于云杉、甜
龙竹，低于其他几种原料，处于中等水平。龙竹秆材
中适量多戊糖的存在，对于将其用作纸浆原料是有
益处的。
２．２．４　灰分　灰分是竹子纤维经过灼烧后残留的
无机物，是表示竹材无机成分总量的一项指标，其主
要元素有Ｃａ、Ｍｇ、Ｋ、Ｎａ、Ｓｉ、Ｐ、Ｆｅ、Ａｌ、Ｉ等［７］。对制
浆造纸工艺来说，太高灰分会导致碱液不易处理，污
染环境［１７－１８］。从灰分在竹秆的纵向分布来看，龙竹
的梢部、中部、根部灰分含量分别为１．０９％、１．１６％、
２．７３％，由秆材自上而下呈现出明显的递增分布趋
势。究其原因，可能是竹材生长过程中，竹材根部矿
物质和硅化细胞不断沉积的结果。此外，通过对比
可知，龙竹的灰分含量略高于慈竹、甜龙竹，明显高
于毛白杨和云杉，远低于麦草。因此，若以龙竹为造
纸原料，应尽可能将竹材不同部位分开处理。
２．２．５　抽出物　抽出物就是植物纤维原料中的非
细胞壁物质，分布在细胞内外液中［７］，不同的溶剂对
抽出物有不同的溶解度。
２．２．５．１　冷水、热水抽出物　冷水抽出物中主要包
含亲水性低分子物质。热水抽出物包含了冷水抽出
物和一些多糖类物质，也属于亲水性物质。龙竹秆
材冷水抽出物含量为１１．２８％，热水抽出物含量为
１１．８１％，二者非常接近。该分析结果一方面表明龙
竹秆材中单糖、低聚糖、氨基酸、可溶性矿物质等低
分子亲水性成分含量显著高于慈竹、甜龙竹、毛白
杨、云杉和麦草等原料；另一方面也表明龙竹秆材中
淀粉、树胶等多糖组分含量低。淀粉、树胶等组分含
量低对于竹材原料储存过程中防虫、防霉是十分有
利的。
２．２．５．２　１％ ＮａＯＨ 抽出物　１％ ＮａＯＨ 抽出物
主要成分是热水抽出物和脂肪酸及降解过后的半纤
维和木质素。１％ ＮａＯＨ 抽提物含量高说明竹材中
小分子量的半纤维素、木质素及蜡等物质的含量高。
龙竹１％ ＮａＯＨ抽出物含量为２７．２４％，高于毛白
杨、云杉和甜龙竹，低于麦草和慈竹。说明龙竹秆材
中低分子量半纤维素和木质素等化合物含量没有麦
草和慈竹原料高。
２．２．５．３　乙醚抽出物　乙醚抽出物主要是脂类化
合物。在碱法蒸煮中，乙醚抽出物过多会产生皂化
物；在酸性蒸煮中，乙醚抽出物可能妨碍药液渗透。
在蒸煮工艺中，如果原料中乙醚抽提物太多，可能导
致糊网，粘纸辊，成纸强度低［１０］。龙竹的乙醚抽出
物含量为０．４４％，对制浆无较大影响。
２．２．５．４　苯醇抽出物　苯醇抽出物包含乙醚抽出
物和弱、中极性物质，又称“树脂”。在制浆时，苯醇
抽出物会影响化学药品用量、蒸煮时间以及纸浆颜
色。龙竹的苯醇抽出物含量为４．８０％，高于毛白
杨、甜龙竹和麦草。因此，用龙竹作为原料制备化学
浆时，应该适量增加蒸煮化学药品用量或适当延长
蒸煮时间。
３　结论
龙竹秆材化学成分分别为灰分１．６６％、木质素
２３．８７％、综纤维素６７．６４％、多戊糖１５．８８％、冷水
抽出物１１．２８％、热水抽出物１１．８１％、１％ＮａＯＨ抽
出物２７．２４％、乙醚抽出物０．４４％和苯醇抽出物
４．８０％。从细胞壁主要组成成分含量来看，龙竹综
纤维素含量高，木质素含量相对较低，满足纸浆工业
对原料的基本要求，属于优良的制浆造纸原料，值得
在其后适宜的地区推广种植。但是，由于龙竹秆材
灰分含量和苯醇抽出物含量较高，且在各部位间分
布差异较大，在以龙竹为原料生产化学浆时，应该尽
量将不同部位的竹材分开处理，并适当增加蒸煮时
化学药品的用量或适当延长蒸煮时间。
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林学院学报，２００５，２２（２）：１８０－１８４．
ＳＵ　Ｗ　Ｈ，ＧＵ　Ｘ　Ｐ，ＭＡ　Ｌ　Ｆ，ｅｔ　ａｌ．Ｓｔｕｄｙ　ｏｎ　ｃｈｅｍｉｃａｌ　ｃｏｍ－
ｐｏｓｉｔｉｏｎ　ｏｆ　Ｂａｍｂｕｓａ　ｗｅｎｃｈｏｕｅｎｓｉｓ　ｗｏｏｄ［Ｊ］．Ｊｏｕｒｎａｌ　ｏｆ　Ｚｈｅ－
ｊｉａｎｇ　Ｆｏｒｅｓｔｒｙ　Ｃｏｌｅｇｅ，２００５，２２（２）：１８０－１８４．（ｉｎ　Ｃｈｉｎｅｓｅ）
［１７］　杨清，苏光荣，许丛恒，等．版纳甜龙竹化学成分与制浆性能
研究［Ｊ］．中华纸业，２００７（６）：８３－８６．
ＹＡＮＧ　Ｑ，ＳＵ　Ｇ　Ｒ，ＸＵ　Ｃ　Ｈ，ｅｔ　ａｌ．Ａ　ｓｔｕｄｙ　ｏｎ　ｔｈｅ　ｃｈｅｍｉｃａｌ
ｃｏｍｐｏｓｉｔｉｏｎ　ａｎｄ　ｐｕｌｐｉｎｇ　ｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅ　ｏｆ　Ｄｅｎｄｒｏｃａｌａｍｕｓ　ｈａｍ－
ｉｌｔｏｎｉｉ　ｎｅｅｓ　ｅｔ　ａｒｎ．ｅｘ　ｍｕｎｒｏ［Ｊ］．Ｃｈｉｎａ　Ｐｕｌｐ　＆Ｐａｐｅｒ，２００７
（６）：８３－８６．（ｉｎ　Ｃｈｉｎｅｓｅ）
［１８］　杨清，彭镇华，孙启祥，等．金平龙竹的化学成分与制浆性能
［Ｊ］．东北林业大学学报，２００７，３５（８）：３３－３５．
ＹＡＮＧ　Ｑ，ＰＥＮＧ　Ｚ　Ｈ，ＳＵＮ　Ｑ　Ｘ，ｅｔ　ａｌ．Ｃｈｅｍｉｃａｌ　ｃｏｍｐｏ－
ｎｅｎｔｓ　ａｎｄ　ｐｕｌｐｉｎｇ　ｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓ　ｏｆ　Ｄｅｎｄｒｏｃａｌａｍｕｓ　ｐｅｃｕｌｉａｒｉｓ
［Ｊ］．Ｊｏｕｒｎａｌ　ｏｆ　Ｎｏｒｔｈｅａｓｔ　Ｆｏｒｅｓｔｒｙ　Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，２００７，３５（８）：
３３－３５．（ｉｎ　Ｃｈｉｎｅｓｅ）
９３２第４期 等：龙竹秆材化学成分分析