互花米草莖葉礦質元素提取潛力分析

＊楊柳 王海樹 李考強 許敬華,2*

（1.泉州師范學院 資源與環境科學學院 福建 362000 2.泉州師范學院 農村環境整治與廢棄物資源化福建省高校重點實驗室 福建 362000）

引言

互花米草因其破壞生物棲息環境、堵塞航道等一系列負面影響，2003年被列為首批16種外來入侵物[1]。互花米草已成為中國沿海分布面積最廣的灘涂草本鹽沼植物[2]。但互花米草耐水淹、耐酸堿、耐高鹽，在沙土、壤土、黏土中都能生存[3]，因此治理極為不易。近些年來嘗試過噴灑農藥進行治理，但噴灑農藥可能對環境帶來一定的負面影響，如破壞本地土壤和生態系統[4]；也有人工拔除，但人工拔除困難大且效果不好，還會耗費大量的人力和錢財[5]。

隨著資源化利用不斷進入大眾的視野，互花米草資源化利用的途徑也被越來越多的人探討。目前的研究證實了互花米草提取物具有降尿酸功能，且互花米草提取物能夠增強免疫力[6]。有研究表明，用添加互花米草提取物的飼料喂養奶牛，能夠提高其血清白蛋白含量和葡萄糖含量[7]。此外，還有研究表明，添加了的飼料喂養蛋雞能夠提高蛋雞的生產性能和蛋殼質量[8]，而互花米草的提取物中，就含有豐富的礦質元素，這表明互花米草提取物中的礦質元素在動物飼料、食品、人體健康等方面具有廣闊的應用前景。

研究機構[3]對互花米草及生物礦質液活性物質開展了一系列的研究，結果表明，互花米草體內含有N、K、P、Fe等礦質元素[6,9-10]。目前對互花米草體內的礦質成分的種類研究頗多，但并未通過不同的提取方法對其莖、葉組織內的礦質成分提取潛力進行分析。根據張裕澤[11]提取海篷子植物鹽，了解到目前鹽生植物提取物的提取方法有鮮樣榨汁的直接榨汁法、鮮樣榨汁后進行抽濾的榨汁過濾法、活性炭脫色法、離心法等多種實驗方法。本研究通過三種提取方法：直接榨汁不脫色法、雙氧水脫色法、活性炭脫色法，為互花米草礦質元素提取的提取潛力進行分析。以期為互花米草資源化利用探索新途徑，實現互花米草防治的主動行為。

1.材料與方法

(1)樣品采集與處理

樣品采集于泉州濱海公園內，該公園位于福建省泉州市東海行政中心中軸線南端，占地約690多畝，屬于亞熱帶季風氣候，年平均氣溫19.5～21℃，主要植被為喬木，主要物種包括：雞冠刺桐鳳凰木等[12]。在該區域隨機選擇3個互花米草長勢相似的采樣點，采集互花米草根以上的部分，裝入采樣袋中運回實驗室，洗凈晾干后備用。

(2)互花米草莖葉產品的三種提取方法

取新鮮洗凈晾干后的互花米草50g，將其莖葉剪成0.5～1cm左右的小塊，放入粉碎機中粉碎，按料液比為1:5加入去離子水得到互花米草浸提液，得到的互花米草浸提液放入臺式恒溫搖床中以200r/min的轉速震蕩30min后，用紗布過濾掉互花米草粉碎物得到濾渣和濾液，將得到的濾液以4000r/min的轉速離心20min后得到上清液。

直接榨汁不脫色法：將上清液放入烘箱中以100～120℃濃縮，待剩少量溶液后，將溫度調至30～50℃烘干得到產品，該方法下得到的產品為深焦糖色，如圖1（a）所示。

活性炭脫色法：向上清液中加入顆粒狀活性炭，沸水浴加熱20～30min，其活性炭添加量為2%，活性炭脫色后的將上清液放入烘箱中以100～120℃濃縮，待剩少量溶液后，將溫度調至30～50℃烘干得到產品，其產品為淺焦糖色，如圖1（b）所示。

雙氧水脫色法：向上清液中加入雙氧水，沸水浴加熱15～30min，其雙氧水添加量為5%～10%，雙氧水為食品級雙氧水，脫色后的將上清液放入烘箱中以100～120℃濃縮，待剩少量溶液后，將溫度調至30～50℃烘干得到產品，其產品為白色，如圖1（c）所示。

圖1 不同方法得到的產品

(3)提取液礦質成分的測定

稱取提取的產品0.4g于聚四氟乙烯消解內罐，加硝酸5mL浸泡過夜。放入恒溫干燥箱，80℃保持1h，120℃保持1～2h，再升至160℃保持4h，在箱內自然冷卻至室溫，打開后加熱趕酸至近干，將消化液洗入25mL容量瓶中，用少量硝酸溶液（1%）洗滌內罐和內蓋3次，洗液合并至容量瓶中并用1%硝酸定容至刻度，混勻備用。同時做試劑空白試驗。試液用ICPOES/MS測定[13]。

(4)數據處理

所有數據均采用SPSS統計軟件進行分析，采用LSD法比較顯著性。

2.結果與分析

(1)不同工藝所得產品重量分析

結果表明，三種方法得到的莖產品質量和產品所占百分比具有顯著差異性，葉產品含量和所占百分比無顯著性差異。三種方法下葉片得到的產品含量均大于莖得到的產品含量，莖和葉不脫色所得到的產品含量都遠大于脫色后所得的產品含量，其中不脫色法得到的莖產量所占百分比約為4.86%，葉片產量所占百分比約為5.21%。雙氧水脫色法得到的產品含量大于活性炭脫色得到的產品含量，其中雙氧水脫色法莖產量所占百分比約為3.75%，葉片產量所占百分比約為3.85%。活性炭脫色法產品含量所占百分比最低，其莖產量所占百分比約為2.52%，葉片產量所占百分比約為3.72%，如圖2所示。

圖2 不同工藝所得產品含量及所占百分比

直接榨汁不脫色法得到的莖和葉片的產品重量比雙氧水脫色法得到產量多，這可能是因為雙氧水具有強氧化性，氧化了產品中的可溶性總糖等營養物質；活性炭脫色法所得到的產量也低于直接榨汁不脫色法，這可能是因為，活性炭雖有脫色的效果，增加活性炭的量有助于增加吸附活性位，提高吸附效果，但是也會增加吸附過程中的吸附阻力，而且也會造成糖分的流失[14]。

(2)不同工藝所得產品礦質成分分析

表1 莖葉產品中不同元素的含量

續表

不同工藝下莖和葉得到的產品中K、Ca、Na、Mg的含量均具有顯著差異性，但是莖中雙氧水脫色法所得到的產品中K、Ca、Na、Mg的含量最高，而葉中活性炭脫色法所得到的產品中K、Ca、Na、Mg的含量最高。另外，不同工藝下得到的莖葉產品中Na和K的含量遠高于Ca和Mg的含量（圖3a、圖4a）。

不同工藝下莖葉得到的產品中Cd、As、Pb、Ni的含量均具有顯著差異性，而不同工藝下葉片得到的產品中Cr的含量無顯著性差異。莖產品中雙氧水脫色法得到的重金屬含量最高，葉產品中活性炭脫色法得到的重金屬含量最高。三種工藝方法得到的莖葉產品中Ni的含量大于Cr的含量，且都遠高于Cd、As、Pb的含量（圖3b、圖4b）。

圖3 不同工藝下莖產品中金屬元素的含量

圖4 不同工藝下葉片產品中金屬元素的含量

互花米草莖和葉片中Na和K的含量都遠高于Ca和Mg的含量，這可能是因為Na和K的高含量是鹽生植物的特色，而莖和葉片中Ni和Cr的含量較高可能與當地土壤中Ni和Cr的含量較高有關，從而增加了根向莖和葉片中輸送的含量[10]。

3.結論

通過三種不同方法的提取潛力分析結果表明，提取莖中的互花米草礦質元素采用雙氧水脫色法較為合適，但提取葉片中的礦質元素采用活性炭脫色法較為合適。但各種方法得到的提取物中除礦質元素外，還有重金屬元素，應采取方法減少提取物中的重金屬含量，可根據合適的脫溶液中重金屬的方法，來減少提取物中的重金屬含量，為互花米草將來進一步應用于農業、食品等資源化利用途徑打下堅實的基礎，期待通過資源化利用實現互花米草防治的主動行為。