3.2 木质纤维素的测试

生物质的主要成分是纤维素、半纤维素和木质素，它们是构成植物细胞壁的主要成分。随着生物质气化技术、颗粒炭化技术、秸秆纤维的生物转化等技术的发展，纤维素、半纤维素和木质素的应用越来越受到大家的关注，其含量多少与总糖得率和乙醇产量直接相关，含量的变化也是预处理、酶解及发酵工艺条件的重要依据。因此，准确测定木质纤维素中纤维素、半纤维素及木质素的含量显得尤为重要。

3.2.1 纤维素测试法

当前，石油、煤等石化能源日益枯竭，迫使人们致力于各种新能源的开发，其中，提取、转化并利用植物秸秆纤维素，合成人们需要的化工产品并提供人们所需的能源，是许多国家正在积极探索的重要课题。目前，纤维素主要应用于纺织、造纸、塑料等传统行业和食品化工、日用化工、医药、建筑、农林保水、油田化学与生物化学等领域。因此，如何改进秸秆纤维素的测试工艺，成为提高秸秆纤维素利用率的决定性问题。

1．硫酸重铬酸钾氧化法

硫酸重铬酸钾氧化法的原理是生物制粉末在加热的情况下用醋酸和硝酸的混合液处理，在这种情况下，细胞间的物质被溶解，纤维素也分解成单个的纤维，木质素、半纤维素和其他的物质也被除去。淀粉、多缩戊糖和其他物质受到了水解。用水洗涤除去杂质以后，纤维素在硫酸存在下被重铬酸钾氧化成二氧化碳和水，反应方程式如下所示。过剩的重铬酸钾用硫酸亚铁铵溶液滴定，再用硫酸亚铁铵滴定同量的、但未与纤维素反应的重铬酸钾，根据差值可以求得纤维素的含量。

该方法的步骤如下：将生物质样品粉碎后过40目筛，称取0.05～0.10g原料于试管中，加入5mL 醋酸和硝酸混合液，盖上球型玻盖，置沸水浴中加热25min，并不断搅拌；取出冷却后离心，弃去上清液，沉淀用蒸馏水冲洗3次；向沉淀中加入10mL质量分数10%的硫酸和10mL 0.1mol·L -1重铬酸钾溶液，摇匀，浸入沸水中10min，取出后倒入三角瓶中，用适量蒸馏水冲洗试管3次，一并倒入三角瓶中，溶液冷却后加5mL质量分数20%KI溶液和1mL质量分数0.5%的淀粉溶液，用0.2mol·L -1硫代硫酸钠滴定，另外单独滴定加入10mL质量分数10%硫酸和0.1mol·L -1的重铬酸钾溶液10mL作为空白样。

纤维素含量X按式（3-1）进行计算：

式中：24——1mol C6H10O5相当于硫代硫酸钠的当量数；

K ——硫代硫酸钠浓度，mol·L -1；

a——空白滴定所耗硫代硫酸钠体积，mL；

b——溶液所耗硫代硫酸钠体积，mL；

n——玉米芯质量，g。

相比于一般的酸水解法，该方法具有以下优点：（1）稀释醋酸和硝酸浓度，减小了高浓度酸离心对机器造成的腐蚀和对人造成的危险。（2）80℃烘干秸秆减少了残留水分引起的误差。（3）去掉淀粉做指示剂的步骤，便于滴定终点的颜色识别。滴定时因为存在着铬离子，以它的还原态与氧化态的水溶液颜色变化作为指示剂。

2．氯化法

氯化法是19世纪末由克劳斯和贝文最早提出来的，在他们工作的基础上经过许多研究工作者的修改，逐渐完善为现在的测定纤维素的方法。由氯化法测得的纤维素通称为克劳斯—贝文纤维素，简称克贝纤维素。氯化法的测定原理是用潮湿的氯气（或氯水）连续处理已抽提的试料，使样品中的木质素氯化，生成氯化木质素和木质素的氧化产物而溶于热的亚硫酸钠溶液中，半纤维素部分地被氯水中的盐酸所水解；剩余残渣经过滤、洗涤、烘干、称量，计算的结果即作为原料中克贝纤维素的含量。在交替用潮湿的氯气（或氯水）和亚硫钠水溶液处理原料样品中，使样品中的木质素尽可能脱除。针叶木和阔叶木的氯化木质素在亚硫酸钠溶液中分别呈红色和深棕色，禾草类氯化木质素在亚硫酸钠溶液中呈黄褐色。在测定中根据颜色可以判断木质素是否完全脱除，同时也可以防止过度氯化。在氯化处理时，由于水和氯气在反应过程中产生了盐酸（反应式如下），因此，半纤维素部分地被盐酸所水解。

连续氯化处理，每次氯化后用亚硫酸盐水溶液洗涤，特别要注意每次氯化处理时间不要太长，3～5min就能得到满意的结果。一般木材样品处理5～7次，稻麦草等样品处理3～4次，韧皮纤维样品处理2次。氯化法又分氯气法和氯水法两种，因氯水法更适用于多种原料，故克贝纤维素多用氯水法测定。用氯化法制得的纤维素样品几乎不含木质素，但含有大量的半纤维素，为了得到更接近于纤维素真实含量的精确结果，对非纤维素物质，如木质素残渣、戊聚糖、聚甘露糖和灰分等先行测定，以便进行校正。

氯化法的优点是处理条件较温和，纤维素受到破坏和降解的程度比硝酸乙醇较轻，但其操作步骤较繁，测定装置也较复杂，特别是不适宜于测定非木材原料中的纤维素。这是由于非木材原料中的半纤维素含量高，通氯后易于发生糊化，造成部分纤维素氯化过度，同时还有部分氯化不全。这不仅会增加操作方面的困难（如过滤慢等），而且影响测定结果。

3．硝酸乙醇法

硝酸乙醇法的测定原理是用20%的硝酸（体积分数）及80%的乙醇混合液高温回流处理试料，使试样中的木质素被硝化并有部分被氧化，最终变为硝化木质素和氧化木质素而溶于乙醇中，同时大量的半纤维素被水解、氧化而溶出。所得的残渣即为硝酸—乙醇纤维素。该方法的具体步骤是先配置硝酸—乙醇溶液于棕色试剂瓶中备用，取一定量的样品质量记为m0，先测定样品水分含量为w，将样品放入锥形瓶中，加入硝酸—乙醇混合溶液，装上回流冷凝管，沸水浴加热1h，用G4玻璃砂芯漏斗抽滤除去溶剂，重复三到五次，直到纤维变白，用硝酸—乙醇溶液洗涤残渣，再用热水洗涤至洗涤液用甲基橙试验不呈酸性为止，最后用无水乙醇洗涤两次，于105℃烘干至质量恒定，称量并记为m1。然后置于坩埚中500℃灼烧至质量恒定，称量记为m2。纤维素C含量的计算公式如下所示：

该测试方法不需要特殊装置，操作较简便、迅速，不但适用于木材原料的测定，也适用于非木材纤维原料的测定，而且所用试样不用有机溶剂抽提，最后取得纤维素仅含少量的木质素和半纤维素，纯度比氯化法高，是目前测定纤维素的标准方法。

3.2.2 半纤维素测试法

半纤维素是指由不同糖基组成的非纤维素类杂多糖，不同类型植物中的半纤维素结构和含量有明显差异。半纤维素以其来源广、成本低、生物活性和化学活性良好等特点，在造纸、制药、食品包装、保健食品开发利用以及生物质能转化方面显示出巨大的应用潜力。在植物细胞壁中半纤维素与木质素以化学键相连，与纤维素以非化学键紧密结合。并且，半纤维素是一种复合糖，要绝对分离各组分几乎是不可能的，只能达到一定程度的分离。目前没有任何一种分离方法适用于所有半纤维素的分离，对于不同的植物原料采用不同的方法。因此，分离测试半纤维素的含量变得非常困难。

1.Smith降解法

Smith降解是目前用得最多的办法，是在高碘酸盐氧化的基础上发展起来的方法。其基本的实验过程是：聚糖经过高磺酸的氧化后用硼氢化钠还原，然后进行酸水解、还原，最后用气相色谱鉴定所得产物，以了解聚糖结构及含量情况。高碘酸氧化是一种选择性的氧化反应，它只能作用于多糖分子中连二羟基或连三羟基处。当连二羟基的C-C键被氧化断开后，产生相应的醛；当连三羟基的C-C键被氧化断开后，产生甲酸及相应的醛。此反应定量进行，每断开1mol C-C键，消耗1mol高碘酸，每生成1mol甲酸对应消耗2mol高碘酸。因此，通过测定高碘酸消耗量及甲酸生成量，便可以判断糖苷键的位置、直链多糖的聚合度及支链多糖的分支数目等。高碘酸氧化产物经硼氢化钾还原，得到的多糖醇用稀酸在温和条件下水解，可发生特异性降解，称为Smith降解。Smith降解的特点是只打断被高碘酸破坏的糖苷键，而未被高碘酸氧化的糖残基仍连在糖链上。这样，多糖醇经Smith降解，就可以得到小分子的多元醇和未被破坏的多糖或寡糖片断，对这些产物进行分析，便可以推断出糖苷键的键型及其位置。下面以1→2或1→2,6位糖苷键连接的葡聚糖反应式为例，反应式如图3-5所示。

2．盐酸水解法

盐酸水解法是采用2mol/L盐酸水解测定稻壳中的半纤维素含量，并结合DNS比色法测定还原糖的含量。具体方法是将生物质样品粉碎后过30目筛。取0.1～0.2g于烧杯中，加入10mL质量分数80%硝酸钙溶液，置电炉上加热，小火煮沸5min，冷却后离心；将沉淀用热水冲洗3次，然后向沉淀中加10mL浓度为2mol/L的盐酸，盖上玻盖，混匀，置沸水浴中，不时搅拌下沸腾45min；冷却后离心，将上清液移入100mL容量瓶中，将沉淀冲洗3次，洗涤液并入容量瓶中；向容量瓶中加1滴酚酞，用NaO H中和至显玫瑰色，稀释至刻度，随后将其过滤至烧杯中，弃去最初滤出的几滴滤液。用DNS法测定溶液中的还原糖，即取2mL滤液于试管中并加入1.5mL DNS试剂，置于沸水浴中5min，冷却，在540nm波长下测定吸光度，并对照葡萄糖标准曲线进行分析。

3．碱液抽提测试法

碱液抽提测试法是指将半纤维素以碱液为提取剂将半纤维素从原料中分离出来，并结合红外光谱对半纤维素进行综合分析的一种方法。常用的方法有：浓碱溶解硼酸络分级抽提法、逐步增加碱液浓度分级抽提法、单纯碱抽提法、碱性过氧化物抽提法等。浓碱溶解硼酸络合分级抽提法主要用于从针叶木综纤维素中分离半纤维素，也可用于其他植物原料。逐步增加碱液浓度分级抽提法主要用于针叶木中综纤维素的半纤维素分离。单纯碱抽提法主要用KO H溶液抽提阔叶木与草类原料中的聚木糖，对聚甘露糖碳水化合物的溶解能力较小。碱性过氧化物抽提法主要用于麦草中半纤维素的分离，其分离原理是过氧化氢在碱性介质中除了具有脱木质素和漂白作用外，还可以作为半纤维素大分子的温和增溶剂，可获得更高相对分子量的半纤维素样品，且包含很少的缔合木质素。

3.2.3 木质素的测试方法

木质素是由四种醇单体（对香豆醇、松柏醇、5-羟基松柏醇、芥子醇）形成的一种复杂酚类聚合物，可用作混凝土减水剂、陶瓷、耐火材料、选矿浮选剂和冶炼矿粉黏结剂等。目前，对木质素降解、转化、改性及精细化利用的研究已成为热点，然而木质素类型的多样性及其复杂的化学结构和特殊的理化性质决定了对其进行测试的难度。因此，了解木质素的测试方法对于木质素资源的开发利用具有重要的现实指导意义。

1.Klason法

Klason法的原理是利用64%～72%的浓硫酸水解样品中的非木质素部分，剩下的残渣即为木质素，称为Klason木质素。例如，将粉碎的花生壳用乙醇—苯（1∶2, V/V）混合液抽提脱脂后，加72%的硫酸于25℃反应2h，加水稀释至硫酸浓度为3%，煮沸回流4h后抽滤，洗涤至中性，105℃烘至恒量，测得花生壳中木质素含量为28.93%。Klason法测试植物中木质素含量不仅测量简便，而且具有较好的精确度，但该法只适合于硬木木质素含量的测试，不适合软木木质素和草本木质素含量的测试，也不太适于木质素的结构研究。Willstatter（1968）首次使用40%～42%的发烟浓盐酸在0℃下溶解纤维素，分离得到盐酸木质素或Willstatter木质素，与Klason木质素相比，可以应用于结构性的研究。

2．紫外分光光度法

紫外分光光度法的原理是根据物质分子对波长为200～760nm这一范围电磁波的吸收特性所建立起来的一种定性和定量分析方法。木质素是由苯丙烷类基本结构单元组成的芳香族大分子化合物，其在波长200～300nm电磁波有很强的紫外特征吸收峰，故该法可用于木质素含量的测试。采用该法测试人参中木质素含量的操作过程是将定量的溴乙酰—乙酸溶液和高氯酸加入人参粉末中，密封后70℃水浴30min，然后将反应液移入2mol/L氢氧化钠和冰乙酸混合液中，并充分振荡，于260nm波长电磁波测定其吸光值，依据其标准曲线方程计算得到人参中木质素的含量为2.47%（RSD为2.4%），而采用Klason法测试的结果为1.69%（RSD为3.4%）。紫外分光光度法测试植物中木质素含量具有重复性好、样品用量少、简便快速等特点。

3．反相高效液相色谱法

反相高效液相色谱法适用于多种非极性和弱极性有机物或无机物的测试。采用该法测试木质素含量的基本原理是高温条件下，硫酸亚铁铵六水合物和碱性氧化铜的作用可使待测样品中的木质素形成酚类化合物，然后经过滤、碱洗、酸化、醚提、醇溶等一系列处理过程后进样测试。利用反相高效液相色谱法测试来自湖泊不同深度的14种沉积物样品中木质素含量的色谱条件为：ODS （C18）反相色谱柱，流动相为乙腈—甲醇—醋酸（1 ∶ 1 ∶ 8, V/V），流速为1.0mL/min，柱温为27℃，测试波长为280nm。结果显示，该法的精密度为2.0%，最低检出限达到1.0～10μg/mL。

4．氧化还原法

氧化还原法测试木质素含量的原理是其在硫酸介质中可被重铬酸钾氧化为二氧化碳和水。将一定浓度的醋酸加入到粉碎的花生壳中，离心后的沉淀物中定量加入50%乙醇和50%乙醚的混合液浸洗，蒸干后加入72%的硫酸，室温静置16h后定量加入蒸馏水和10%的氯化钡溶液，使木质素与硫酸钡同时沉淀，离心后收集沉淀物，蒸馏水冲洗，然后加入10%硫酸和0.025mol/mL重铬酸钾溶液，沸水浴并冷却后定量加入20%碘化钾溶液和1.0%淀粉液，用硫代硫酸钠滴定。以10%硫酸和0.025mol/L 重铬酸钾混合液作为空白对照。木质素含量的计算公式如下：

式中：K——硫代硫酸钠的浓度，mol/L；

a——空白滴定所消耗硫代硫酸钠的体积，mL；

b——溶液所消耗硫代硫酸钠的体积，mL；

n——所取花生壳的质量，g；

48——1mol C6H10O5相当于硫代硫酸钠（一定浓度）的滴定度。

按此方法测得花生壳中的木质素含量为27.43%。

5．氨解法

氨解法测试木质素含量的原理是先将木质素的羟基乙酰化，然后用吡咯烷氨解乙酰基，由于其分子结构中酚羟基与醇羟基的乙酰基氨解速度不同，据此可采用气相色谱法测试其酚羟基含量，并计算出木质素含量。其测试过程主要包括：N-乙酰吡咯烷和N-丙酰吡咯烷的合成；50%吡啶与50%醋酸酐溶液中木质素的乙酰化；含有N-丙酰吡咯烷的吡咯烷溶液中乙酰化木质素的氨解；氨解过程中N-乙酰吡咯烷生成量的测试；氨解时间与N-乙酰吡咯烷量的氨解反应动力学曲线方程和N-乙酰吡咯烷及N-丙酰吡咯烷标准曲线方程的建立；样品中酚羟基和木质素含量的计算。气相色谱条件为：DB-5毛细管柱（30m），柱温110℃，气化温度110℃。氨解法测试木质素中酚羟基含量的精确度高于紫外光谱法，更适合硫酸木质素、苏打/蒽醌法木质素、乙醇法木质素等含量的测试。

6．非水电导滴定法

非水电导滴定法可以测定有机弱酸，含有羧基的木质素可以看作为有机弱酸，故可采用此法通过测试木质素羧基含量而得知木质素的含量。将定量的20%吡啶与80%丙酮混合溶液和蒸馏水加入到木质素绝干样品中，再加入其总体积1%的乙醇，室温下通入氮气搅拌一定时间后用四丁基氢氧化铵标准溶液滴定，依据电导率与消耗的滴定液体积绘制滴定曲线，利用外延法确定羧基等当点，进而计算出木质素中羧基的含量。非水电导滴定法测试木质素中羧基含量的精确度高于酸值测定法及水电导滴定法。

7．其他方法

红外光谱法的原理是利用谱带范围内含氢基团（如-CH, -OH, -NH等）伸缩振动的倍频吸收及伸缩振动和摇摆振动的合频吸收进行物质分析的技术。木质素分子内大量的含氢基团使其在近红外光区域具有丰富的吸收，故可采用此法测试木质素。采用近红外漫反射光谱法测试和建立的毛竹中硫酸木质素含量的预测模型结果显示，毛竹硫酸木质素含量与近红外光谱之间存在良好的相关性，其校正模型和预测模型的相关系数分别为0.99和0.97，校正标准误差为0.36%，预测标准误差为0.59%。酶联免疫吸附法是一种新的木质素测试方法，即采用多克隆抗体对单纯木质素及牛血清蛋白—木质素复合物进行分析。该方法在涂层木质素质量浓度范围为0.1～1.0μg/mL时具有很高的灵敏度，抗血清稀释比例为1∶25600时，可以消除测试过程中由于木质素裂解产物或其他生物高分子的存在产生的干扰。已有研究结果显示，牛血清蛋白—木质素复合物同单纯的木质素相比能产生更大程度的免疫反应。该法作为木质素测试的一种新方法还有待进一步的验证。

3.2.4 综合测定法

1．范氏法（Van Soest法）

1967年，美国纽约康奈尔大学范·索斯特（Van Soest）博士首次提出利用化学洗涤剂测定植物组织中纤维素、半纤维素和木质素的定性、定量分析方法，后被称为范氏法，该方法被广泛应用于植物体木质纤维成分含量的分析与测定。图3-6所示为范氏测定方法的原理。

一定粒径的植物体（以作物秸秆为例）首先经中性洗涤剂处理，抽滤并水洗，滤渣经酸性洗涤剂处理，抽滤并水洗滤液至中性，滤渣最后经72% H2SO4消化处理，抽滤再得滤渣，灰化滤渣得到灰分。

整个测定过程需要经过3次抽滤，得到3次滤渣。初次滤渣称为中性洗涤纤维（DNF），主要是作物秸秆中的脂肪、部分糖类和蛋白质类物质（中性洗涤溶解物，NDS）溶解于中性洗涤剂后剩余的、未溶解的植物细胞壁组分，包含三素、极少量蛋白质和硅酸盐。初次滤渣经酸性洗涤剂处理，中性洗涤纤维进一步分解，第2次滤渣称为酸性洗涤纤维（ADF），含有纤维素、木质素和硅酸盐。由中性洗涤纤维和酸性洗涤纤维含量之差得到秸秆半纤维素含量。第2次滤渣经72% H2SO4消化后，纤维素组分溶解，得到第3次滤渣，主要包括木质素和硅酸盐。由酸性洗涤纤维与第3次滤渣含量之差得到秸秆纤维素含量。

第3次滤渣经高温灰化处理，释放出酸不溶木质素（ADL），灰化后得到的灰分（AIA）为秸秆中的硅酸盐。由第3次滤渣与灰分含量之差得到秸秆木质素含量。

范氏法整合了传统的三素测定方法，将木质纤维中需要分别测定的纤维素、半纤维素和木质素归纳于同一个试验流程中；较过去测定木质纤维的常规方法相比，范氏法测定程序中样品的纤维素没有损失。利用范氏法分析作物秸秆三素组分含量的试验过程可以在普通的实验室条件下进行，且操作流程简单、实际费用低廉。

2．改进范氏法

Van Soest提出的用洗涤剂测定木质纤维的分析方法在估计细胞壁“细胞内容物”以及细胞壁各纤维组分方面具有独到之处，但仍存在一些不足：范氏法测定的中性洗涤纤维值相当于植物细胞壁部分，因此会将一部分未溶解于中性洗涤剂中的细胞壁内的蛋白质类和脂类组分计入其中，导致 NDF值偏高；另外，范氏法测定三素含量的操作过程中需经过3次抽滤，因植物样品中一般含有淀粉蛋白质和果胶质，会导致过滤步骤相对困难，且比较费时。

1991年Van Soest对方法进行改进，即在原方法的基础上加上前处理过程；但前处理中需使用耐高温淀粉酶、蛋白酶等，使原来简便实用的方法变得比较复杂，而且分析成本也提高了很多，不利于方法的普遍应用。

3．系统分析法（王玉万法）

1987年，王玉万等提出了木质纤维素固体基质发酵物中半纤维素、纤维素和木质素的定量测定分析程序，该程序将范氏法与地衣酚比色定糖法以及蒽酮试剂定糖法综合应用于三素含量的测定。主要将范氏法中利用差重法计算三素含量的程序改进为有机试剂比色定糖法。这种改进弥补了范氏法中因称重可能导致的木质纤维组分的质量损失。该方法在具有一般化学分析条件的实验室均能应用，采用此方法对三素进行测定，可检验秸秆预处理效果或秸秆被降解的程度。沈志强等（2009）利用γ射线辐照与氢氧化钠溶液协同作用对小麦秸秆进行预处理，预处理前后麦秸中三素含量的测定采用王玉万的系统分析方法，取得了较好的效果。另外，通过测定稻草中木质纤维的含量，可以间接掌握稻草组分分离情况以及纤维素的酶解效率，进而评价稻草秸秆预处理的效果。

尽管如此，系统分析法中半纤维素经酸并未完全水解，因此，在纤维素组分中还残留有2%左右的半纤维素；地衣酚定糖法不适于测定植物材料半纤维素组分中含有相当量己聚糖的情况。诸多限制因素影响了该方法在作物秸秆三素含量测定中的应用。

4．滤袋与纤维素测定仪法

1993年，美国A N KOM 公司推出了测定植物组织中粗纤维、中性洗涤纤维、酸性洗涤纤维的滤袋技术。用于纤维素分析的滤袋是用特殊材料制成的统一规格、具有一定孔隙的三维结构袋。其中，用于纤维素测定的F57滤袋的孔径为30μm。这种特殊结构可使溶液自由通过，而同时不使袋内物质流出。滤袋做工精致，可耐受强烈化学试剂，甚至可耐受72% H2SO4，且燃烧后无灰、不含氮。滤袋法配合纤维分析仪可同时批处理24个样品，仅耗时1h。这种测定手段的高自动化程度，可大大提高测定效率：①省去过滤步骤，减少劳动消耗，且可减少化学品的处理，提高测定方法的安全性；②没有传统测定方法中的样品损失并消除了分析人员间的变异，提高了分析的准确性和精确性，结果重现性较好。大量研究表明，滤袋分析技术适用于各种样品，且分析结果与传统方法（GB法）分析结果相吻合。

随后，许多国家都相继研发了不同类型的纤维素测定装置，并得到了较好的应用。瑞典产Fibertec2010型纤维素测定仪，可进行烟草样品中半纤维素、纤维素、酸不溶木质素的测定以及卷烟内在品质的日常测试。样品不需要进行脱脂处理，分析快速，重复性好。近几年来，我国也研发了纤维素测定装置，一般可同时处理3～6个样品。由于滤袋与纤维素测定仪需要配套使用，且仪器设备投资费用相对高昂，限制了其在一般实验室中的普及利用。

5．近红外光谱定量分析法

近红外光谱分析技术是20世纪70年代综合运用计算机技术、光谱技术和化学测试学等多个学科的最新研究成果发展起来的一项高效、快速的现代分析技术。采用近红外光谱（NIRS）法测定木质纤维含量是利用植物组织中各种有代表的有机成分在近红外光谱区域的光学吸收特性，且不同成分的最强吸收波长不同，吸收的强度与植物有机物含量成正比的原理，通过对已知化学成分含量的样品与其近红外反射光谱的回归分析，建立起定标方程，对同一种类及其相似类型的未知样品进行估测的。

植物组织的粗灰分（CA）、粗纤维（CF）、NDF、ADF等成分均可通过近红外光谱法进行定量分析测定。Villamarin等（2002）按品种、茬次和年份收集了西班牙Galicia地区的青贮禾草样品，并采用近红外光谱法对样品的粗蛋白（DF）、NDF、ADF和CF进行了分析。吴谨光（1994）用NIRS法成功分析了饲草中的粗脂肪（EE）、NDF和ADF的含量。白琪林等（1994）的试验结果表明，用NIRS法可快速、准确地测定玉米秸秆体外干物质消化率（IVDMD）及NDF、ADF的含量。Guzman（1996）用 NIRS 法测定了氨水处理稻草的有机物消化率（OMD）、EE、NDF、ADF和ADL等，发现处理前后前三者含量无变化。

与测定植物体木质纤维含量的比色法与称重法相比，NIRS法无须称样，可连续多次进行分析；样品制备简单，只需粉碎，不需任何化学试剂处理，甚至不用制备样品，对样品无损耗，测定后仍可作他用；测定快速，短时间内即可同时高效完成多个样品不同化学指标的测试，且测试过程无污染。

植物组织中的CF、NDF、ADF、ADL 和干物质（DM）等指标均可用 NIRS法测定，但ADL的测定效果较差，这是近红外光谱法在木质纤维测定方面的一个缺陷。Mcelrog 等（1991）用 NIRS 法测定牧草的 EE、NDF、ADF、OMD、AIA、蛋白水解程度、脂肪、纤维素和总能等，发现除ADL不能用近红外光谱测定外，其他项目均可采用该方法测定。

另外，在近红外光谱仪的实际应用中，由于各仪器之间的响应（例如不同光源、光学系统和探测器等）不同，或因环境因素（温度和湿度等）的影响，使测量的光谱有所差异，从而导致模型不再适用，计算结果偏差很大或方法根本无法使用。目前，因为不同类型近红外光谱仪的定标模型不能通用，故每种类型的近红外光谱仪都需要单独定标。更重要的是，技术成熟的近红外光谱成套仪器均为外国进口，昂贵的价格制约了NIRS法广泛用于植物体木质纤维的分析与测试。

6．高效液相色谱法

高效液相色谱法是结合72% H2SO4水解法、差重法与高效液相色谱仪的综合应用。先将样品用72% H2SO4水解，不溶残渣（主要包括酸不溶木质素和硅酸盐）用差重法测定酸不溶木质素的含量，滤液经过一系列中和及过滤处理，进入高压液相色谱系统，结合标准曲线法，测定各种单糖的含量，进而转化为样品中纤维素、半纤维素的含量。高效液相色谱法是木质纤维物质分析领域近年来发展起来的一种新方法，根据经预处理后的木质纤维物质随流动相经过固定相的保留时间和特征峰而对其进行定性、定量测定。测定木质纤维的待测样品之前需要结合一定浓度的酸或碱溶液进行预处理。