互花米草茎叶矿质元素提取潜力分析

＊杨柳 王海树 李考强 许敬华,2*

（1.泉州师范学院 资源与环境科学学院 福建 362000 2.泉州师范学院 农村环境整治与废弃物资源化福建省高校重点实验室 福建 362000）

引言

互花米草因其破坏生物栖息环境、堵塞航道等一系列负面影响，2003年被列为首批16种外来入侵物[1]。互花米草已成为中国沿海分布面积最广的滩涂草本盐沼植物[2]。但互花米草耐水淹、耐酸碱、耐高盐，在沙土、壤土、黏土中都能生存[3]，因此治理极为不易。近些年来尝试过喷洒农药进行治理，但喷洒农药可能对环境带来一定的负面影响，如破坏本地土壤和生态系统[4]；也有人工拔除，但人工拔除困难大且效果不好，还会耗费大量的人力和钱财[5]。

随着资源化利用不断进入大众的视野，互花米草资源化利用的途径也被越来越多的人探讨。目前的研究证实了互花米草提取物具有降尿酸功能，且互花米草提取物能够增强免疫力[6]。有研究表明，用添加互花米草提取物的饲料喂养奶牛，能够提高其血清白蛋白含量和葡萄糖含量[7]。此外，还有研究表明，添加了的饲料喂养蛋鸡能够提高蛋鸡的生产性能和蛋壳质量[8]，而互花米草的提取物中，就含有丰富的矿质元素，这表明互花米草提取物中的矿质元素在动物饲料、食品、人体健康等方面具有广阔的应用前景。

研究机构[3]对互花米草及生物矿质液活性物质开展了一系列的研究，结果表明，互花米草体内含有N、K、P、Fe等矿质元素[6,9-10]。目前对互花米草体内的矿质成分的种类研究颇多，但并未通过不同的提取方法对其茎、叶组织内的矿质成分提取潜力进行分析。根据张裕泽[11]提取海篷子植物盐，了解到目前盐生植物提取物的提取方法有鲜样榨汁的直接榨汁法、鲜样榨汁后进行抽滤的榨汁过滤法、活性炭脱色法、离心法等多种实验方法。本研究通过三种提取方法：直接榨汁不脱色法、双氧水脱色法、活性炭脱色法，为互花米草矿质元素提取的提取潜力进行分析。以期为互花米草资源化利用探索新途径，实现互花米草防治的主动行为。

1.材料与方法

(1)样品采集与处理

样品采集于泉州滨海公园内，该公园位于福建省泉州市东海行政中心中轴线南端，占地约690多亩，属于亚热带季风气候，年平均气温19.5～21℃，主要植被为乔木，主要物种包括：鸡冠刺桐凤凰木等[12]。在该区域随机选择3个互花米草长势相似的采样点，采集互花米草根以上的部分，装入采样袋中运回实验室，洗净晾干后备用。

(2)互花米草茎叶产品的三种提取方法

取新鲜洗净晾干后的互花米草50g，将其茎叶剪成0.5～1cm左右的小块，放入粉碎机中粉碎，按料液比为1:5加入去离子水得到互花米草浸提液，得到的互花米草浸提液放入台式恒温摇床中以200r/min的转速震荡30min后，用纱布过滤掉互花米草粉碎物得到滤渣和滤液，将得到的滤液以4000r/min的转速离心20min后得到上清液。

直接榨汁不脱色法：将上清液放入烘箱中以100～120℃浓缩，待剩少量溶液后，将温度调至30～50℃烘干得到产品，该方法下得到的产品为深焦糖色，如图1（a）所示。

活性炭脱色法：向上清液中加入颗粒状活性炭，沸水浴加热20～30min，其活性炭添加量为2%，活性炭脱色后的将上清液放入烘箱中以100～120℃浓缩，待剩少量溶液后，将温度调至30～50℃烘干得到产品，其产品为浅焦糖色，如图1（b）所示。

双氧水脱色法：向上清液中加入双氧水，沸水浴加热15～30min，其双氧水添加量为5%～10%，双氧水为食品级双氧水，脱色后的将上清液放入烘箱中以100～120℃浓缩，待剩少量溶液后，将温度调至30～50℃烘干得到产品，其产品为白色，如图1（c）所示。

图1 不同方法得到的产品

(3)提取液矿质成分的测定

称取提取的产品0.4g于聚四氟乙烯消解内罐，加硝酸5mL浸泡过夜。放入恒温干燥箱，80℃保持1h，120℃保持1～2h，再升至160℃保持4h，在箱内自然冷却至室温，打开后加热赶酸至近干，将消化液洗入25mL容量瓶中，用少量硝酸溶液（1%）洗涤内罐和内盖3次，洗液合并至容量瓶中并用1%硝酸定容至刻度，混匀备用。同时做试剂空白试验。试液用ICPOES/MS测定[13]。

(4)数据处理

所有数据均采用SPSS统计软件进行分析，采用LSD法比较显著性。

2.结果与分析

(1)不同工艺所得产品重量分析

结果表明，三种方法得到的茎产品质量和产品所占百分比具有显著差异性，叶产品含量和所占百分比无显著性差异。三种方法下叶片得到的产品含量均大于茎得到的产品含量，茎和叶不脱色所得到的产品含量都远大于脱色后所得的产品含量，其中不脱色法得到的茎产量所占百分比约为4.86%，叶片产量所占百分比约为5.21%。双氧水脱色法得到的产品含量大于活性炭脱色得到的产品含量，其中双氧水脱色法茎产量所占百分比约为3.75%，叶片产量所占百分比约为3.85%。活性炭脱色法产品含量所占百分比最低，其茎产量所占百分比约为2.52%，叶片产量所占百分比约为3.72%，如图2所示。

图2 不同工艺所得产品含量及所占百分比

直接榨汁不脱色法得到的茎和叶片的产品重量比双氧水脱色法得到产量多，这可能是因为双氧水具有强氧化性，氧化了产品中的可溶性总糖等营养物质；活性炭脱色法所得到的产量也低于直接榨汁不脱色法，这可能是因为，活性炭虽有脱色的效果，增加活性炭的量有助于增加吸附活性位，提高吸附效果，但是也会增加吸附过程中的吸附阻力，而且也会造成糖分的流失[14]。

(2)不同工艺所得产品矿质成分分析

表1 茎叶产品中不同元素的含量

续表

不同工艺下茎和叶得到的产品中K、Ca、Na、Mg的含量均具有显著差异性，但是茎中双氧水脱色法所得到的产品中K、Ca、Na、Mg的含量最高，而叶中活性炭脱色法所得到的产品中K、Ca、Na、Mg的含量最高。另外，不同工艺下得到的茎叶产品中Na和K的含量远高于Ca和Mg的含量（图3a、图4a）。

不同工艺下茎叶得到的产品中Cd、As、Pb、Ni的含量均具有显著差异性，而不同工艺下叶片得到的产品中Cr的含量无显著性差异。茎产品中双氧水脱色法得到的重金属含量最高，叶产品中活性炭脱色法得到的重金属含量最高。三种工艺方法得到的茎叶产品中Ni的含量大于Cr的含量，且都远高于Cd、As、Pb的含量（图3b、图4b）。

图3 不同工艺下茎产品中金属元素的含量

图4 不同工艺下叶片产品中金属元素的含量

互花米草茎和叶片中Na和K的含量都远高于Ca和Mg的含量，这可能是因为Na和K的高含量是盐生植物的特色，而茎和叶片中Ni和Cr的含量较高可能与当地土壤中Ni和Cr的含量较高有关，从而增加了根向茎和叶片中输送的含量[10]。

3.结论

通过三种不同方法的提取潜力分析结果表明，提取茎中的互花米草矿质元素采用双氧水脱色法较为合适，但提取叶片中的矿质元素采用活性炭脱色法较为合适。但各种方法得到的提取物中除矿质元素外，还有重金属元素，应采取方法减少提取物中的重金属含量，可根据合适的脱溶液中重金属的方法，来减少提取物中的重金属含量，为互花米草将来进一步应用于农业、食品等资源化利用途径打下坚实的基础，期待通过资源化利用实现互花米草防治的主动行为。