張家界市部分農(nóng)作物可食部位硒含量研究

向昌國(guó)，李文芳，任 浩，伍四平，黃芳萍

1吉首大學(xué)旅游學(xué)院;2吉首大學(xué)城鄉(xiāng)資源與規(guī)劃學(xué)院，張家界427000

張家界市部分農(nóng)作物可食部位硒含量研究

向昌國(guó)1*，李文芳2，任 浩2，伍四平2，黃芳萍2

1吉首大學(xué)旅游學(xué)院;2吉首大學(xué)城鄉(xiāng)資源與規(guī)劃學(xué)院，張家界427000

采用國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)(GB/T5009.93-2003)，用熒光分光光度計(jì)對(duì)張家界市22種農(nóng)作物40個(gè)樣本可食部位中的硒含量進(jìn)行了分析。結(jié)果表明，測(cè)定的22個(gè)種類40個(gè)樣本均屬于富硒及高硒作物，以茶葉的硒平均含量最高為2.0102 mg/kg，其次是豆類平均含量為1.8518 mg/kg，薯類含量最低為1.0240 mg/kg。所測(cè)定的各種作物可食部位富硒能力依次為:茶葉2.0102 mg/kg＞豆類(干)1.8518 mg/kg＞水稻、玉米1.5326 mg/kg＞蔬菜類1.3438 mg/kg＞水果類1.0783 mg/kg＞薯類1.0240 mg/kg。該研究確定了部分農(nóng)作物硒含量的水平及富硒作物品種。

張家界市;農(nóng)作物;硒;熒光分光光度計(jì)

硒是人和動(dòng)物必需的微量元素之一，缺硒會(huì)導(dǎo)致人發(fā)生克山病、大骨節(jié)病和動(dòng)物白肌病等缺硒地方病，而且其他許多疾病也與硒缺乏有關(guān)［1，2］。已知人類與缺硒有關(guān)的疾病達(dá)40余種，硒被譽(yù)為“生命火種”、“心臟的守護(hù)神”和“抗癌之王”［3，4］。植物中的硒以有機(jī)硒為主，人體對(duì)其利用率高，且比無(wú)機(jī)硒安全［5］。所以尋找富硒植物資源，開(kāi)發(fā)研制富硒食品已成為當(dāng)前植物資源開(kāi)發(fā)利用和保健品研究中的一項(xiàng)重要內(nèi)容。糧食類作物中硒含量0.045～ 0.070 mg/kg為足硒，0.070～0.300 mg/kg為富硒，大于0.300 mg/kg為高硒;蔬菜水果類0.015～0.031 mg/kg為足硒，0.031～0.100 mg/kg為富硒，0.100～0.330 mg/kg為高硒［6，7］。中國(guó)有約占國(guó)土72%的地區(qū)缺硒，屬于缺硒國(guó)家［8］。目前我國(guó)居民硒攝入量普遍低于中國(guó)營(yíng)養(yǎng)學(xué)會(huì)推薦的硒適宜攝入量下限50 μg/d，達(dá)不到維持健康的最低需要量。因此，開(kāi)發(fā)富硒農(nóng)產(chǎn)品是提高我國(guó)乃至世界缺硒地區(qū)補(bǔ)充硒水平的一種重要手段。

張家界市與我國(guó)著名的富硒地區(qū)湖北恩施市相鄰，具有相似的地質(zhì)構(gòu)造、氣候條件和含硒地球化學(xué)環(huán)境及土壤地理因素。氣候條件適合于多種農(nóng)作物的生長(zhǎng)，主要生產(chǎn)的農(nóng)作物有水稻、玉米、紅薯、黃豆、花生、白菜、蘿卜、馬鈴薯、獼猴桃、柚子等一百多種。目前對(duì)硒的研究報(bào)道很多，但尚未見(jiàn)到有關(guān)湖南省張家界市富硒資源的相關(guān)報(bào)道。首次對(duì)張家界市部分農(nóng)作物可食部位硒含量的測(cè)定，確定了部分農(nóng)作物硒含量的水平及作物品種，對(duì)促進(jìn)本地旅游經(jīng)濟(jì)發(fā)展具有積極的意義。為張家界市開(kāi)發(fā)利用富硒資源，生產(chǎn)富硒農(nóng)畜產(chǎn)品和保健食品提供科學(xué)的理論依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 材料、試劑與儀器

22種作物40個(gè)樣品采自張家界市(永定區(qū)、武陵源區(qū)、慈利縣)富硒土壤區(qū)域內(nèi)。

環(huán)己烷(無(wú)錫市晶科化工有限公司);硝酸、鹽酸、硫酸(沈陽(yáng)民聯(lián)化工);氫溴酸(唐河天弘化學(xué)品有限公司);氨水(南京盛慶和化工有限公司);甲酚紅(上海森斐化學(xué)品有限公司);EDTA(浙江三鷹化學(xué)試劑有限公司);鹽酸羥胺(山東興輝化工有限公司);高氯酸(天津市鑫源化工有限公司)均為分析純;元素硒(晉中中資化工技術(shù)有限公司公司光譜純);2，3－二氨基萘(上海時(shí)代生物科技有限公司熒光級(jí))。

DA-63烘箱(Yamato)、AG-220萬(wàn)分之一天平(日本島津公司)、F93熒光分光光度計(jì)(上海棱光)。

1.2 方法

1.2.1 樣品的采集與制備

2011年4～12月，在各鄉(xiāng)鎮(zhèn)農(nóng)技人員配合下，實(shí)地調(diào)查農(nóng)民種植的農(nóng)作物品種(部分品種為農(nóng)民長(zhǎng)期自留種種植，無(wú)品種名，定為本地品種)。用多點(diǎn)采樣法采集作物樣品的可食部分，共采集富硒土壤上的部分作物樣品40個(gè)。貯存于聚乙烯塑料樣品袋中，貼好標(biāo)簽。樣品帶回實(shí)驗(yàn)室后，去除樣品中不合規(guī)格的部分，將采回的作物樣品于烘箱中60℃干燥后，磨碎，過(guò)40目篩儲(chǔ)存于聚乙烯袋中備用。

1.2.2 植物樣品的消化

稱取0.5 g樣品于三角瓶?jī)?nèi)，加10 mL 5%去硒硫酸，待試樣濕潤(rùn)后，再加20 mL硝酸、高氯酸(2∶ 1)的混合酸液放置過(guò)夜。于沙浴上逐漸加熱消化至樣品為無(wú)色或淡黃色透明為止，即為樣品消化液。將消化液轉(zhuǎn)入50 mL容量瓶中定容，過(guò)濾、待測(cè)。

1.2.3 硒標(biāo)準(zhǔn)曲線制取

準(zhǔn)確量取0.05 μg/mL標(biāo)準(zhǔn)硒溶液0.00、0.50、1.00、2.00、4.00、6.00 mL，硒含量(x)分別為0.000、0.025、0.050、0.100、0.200、0.300 μg。分別加入6支50 mL比色管中，加水至10 mL。再加入20 mL EDTA混合液，用氨水(1∶1)或鹽酸(1∶9)調(diào)至淡紅或橙色(pH 1.5～2.0)。將比色管轉(zhuǎn)入暗室，再加入DAN(1.0 g/L)3 mL，振蕩搖勻，將比色管置沸水浴中加熱5 min，取出冷卻后，加入3.0 mL環(huán)己烷，振搖4 min，將全部溶液移入分液漏斗，待分層后棄去水層，將環(huán)己烷層轉(zhuǎn)入比色管中，于激發(fā)波長(zhǎng)376 nm，發(fā)射波長(zhǎng)520 nm處測(cè)定其熒光強(qiáng)度。以熒光強(qiáng)度(y)為縱坐標(biāo)、濃度(x)為橫坐標(biāo)，繪制標(biāo)準(zhǔn)曲線，得到回歸方程:y=1105.3x-0.018，相關(guān)系數(shù)R2=0.9999。

1.2.4 作物硒含量測(cè)定

準(zhǔn)確吸取10 mL定容過(guò)濾后的樣品消化液于50 mL比色管中，加入20 mL EDTA混合液，以下操作同“1.2.3”標(biāo)準(zhǔn)曲線的制取。每個(gè)樣品做三個(gè)重復(fù)，結(jié)果取其平均值。

1.2.5 回收率實(shí)驗(yàn)

稱取馬鈴薯、蘿卜、大米樣品各3份，分別加入硒標(biāo)準(zhǔn)溶液(0.05 μg/mL)1 mL，照“1.2.2”節(jié)制備樣品溶液，按“1.2.3”節(jié)方法，測(cè)定熒光強(qiáng)度，計(jì)算回收率。

回收率計(jì)算:回收率=(測(cè)定總硒質(zhì)量-植物樣品硒質(zhì)量)/加入硒質(zhì)量。

1.2.6 結(jié)果計(jì)算

試樣中硒含量按下式計(jì)算:

2 結(jié)果與分析

2.1 張家界市部分農(nóng)作物富硒水平比較

表1 張家界市部分農(nóng)作物硒含量的測(cè)定結(jié)果(mg/kg干樣)Table 1 Result of selenium content determination of a portion of crops in Zhangjiajie city(mg/kg dry samples)

表1表明:所測(cè)定的22個(gè)種類40個(gè)樣本均屬于富硒及高硒作物，其中以茶葉中硒的平均含量最高，為2.0102 mg/kg，其次是豆類，硒平均含量為1.8518 mg/kg，薯類含量最低為1.0240 mg/kg。各種類含量高低順序依次為:茶葉2.0102 mg/kg＞豆類1.8518 mg/kg＞水稻、玉米1.5326 mg/kg＞蔬菜類1.3438 mg/kg＞水果類1.0783 mg/kg＞薯類1.0240 mg/kg。

圖1 不同部位硒含量的分布Fig.1 Distribution of selenium content in different parts of crops

2.2 不同部位硒含量的分布

部分農(nóng)作物不同部位含硒量的分布狀況如圖1所示。

圖1所示，從部位上看，同種作物不同部位硒含量有明顯的區(qū)別:茶葉嫩葉比老葉的硒含量高，薯皮比去皮薯的硒含量高，蘿卜葉比蘿卜的硒含量高，稻谷比大米的硒含量高。

2.3 作物硒含量與土壤供硒水平的關(guān)系

部分農(nóng)作物硒含量與土壤供硒水平的關(guān)系，見(jiàn)圖2。

圖2 作物硒含量與土壤供硒水平的關(guān)系Fig.2 Relation of selenium content between crops and soil

圖2所示，從種類上看，玉米、薯類和稻米硒含量隨著土壤硒含量的升高而升高。

2.4 品種間富硒水平差異比較

品種間富硒水平差異比較，見(jiàn)表2。

表2 不同作物品種硒含量與土壤硒含量(mg/kg干樣)Table 2 Selenium content of different types of crops and selenium content of soil(mg/kg dry samples)

表2說(shuō)明:①雖然土壤供硒水平相近，但不同作物因品種不同，富硒能力也不同，可食部位硒含量也有所差異。不同品種的富硒能力表現(xiàn)為，柚子:金香柚＞矮晚柚＞菊花芯;白菜:青雜3＞抗優(yōu)90。②相同品種的大米在土壤供硒水平相同的情況下的富硒能力差異不大;不同品種大米的富硒能力隨土壤供硒水平的升高而升高。③蘿卜兩品種間硒含量差異較大，本地蘿卜的富硒能力＞雜交蘿卜(南畔洲)。

2.5 回收率實(shí)驗(yàn)

回收率測(cè)定，結(jié)果見(jiàn)表3。

表3 加標(biāo)回收率試驗(yàn)結(jié)果Table 3 Result of recovery rate experiment

回收率在96.6～101.8%之間，符合實(shí)驗(yàn)要求， RSD為2.41%，結(jié)果見(jiàn)表2。

表4 張家界市與其他地區(qū)部分富硒農(nóng)作物硒含量比較［9-16］(鮮樣)Table 4 Comparison of Selenium content of a portion of selenium-rich crops in Zhangjiajie city and other areas of China(fresh samples)

茶葉(張家界) 0.5025 蔥(山東) 0.2590玉米(安康) 0.2400 蔥(張家界) 0.1886玉米(張家界) 1.5849 大米(安康) 2.7500大豆(安康) 0.8000 大米(張家界) 1.4672

3 討論

表4對(duì)比得知，張家界市的玉米、大豆、馬鈴薯、茶葉的硒含量為0.1484～1.8020 mg/kg，均高于上述幾個(gè)地區(qū)，符合譚見(jiàn)安等［6，7］對(duì)農(nóng)作物硒含量等級(jí)劃分中的高硒范疇，均屬高硒作物;而大蒜、辣椒、大米、蔥的硒含量為0.0849～1.4672 mg/kg，雖低于上述幾個(gè)地區(qū)，但均屬富硒及高硒作物。因此，張家界市可大力發(fā)展各種富硒農(nóng)產(chǎn)品。

4 結(jié)論

張家界市主要農(nóng)作物有水稻、玉米、小麥、紅薯、馬鈴薯、黃豆、花生、大白菜、蘿卜、獼猴桃、柚子等一百多種，通過(guò)對(duì)部分農(nóng)作物的分析研究，得出以下結(jié)論:

4.1 所測(cè)定的22個(gè)種類40個(gè)樣本均屬于富硒及高硒作物，證明張家界市具有豐富的天然富硒資源。因此，應(yīng)著力利用我市得天獨(dú)厚的天然富硒條件開(kāi)發(fā)富硒食品。但是如果攝入硒過(guò)量也會(huì)對(duì)人體造成危害，故應(yīng)該合理開(kāi)發(fā)富硒食品，使得缺硒區(qū)域人群攝入補(bǔ)硒，富硒區(qū)域人群攝入不中毒，才能確保消費(fèi)者的安全，提高全民膳食營(yíng)養(yǎng)水平。

4.2 從種類上看，玉米、薯類和稻米隨著土壤硒含量的升高而升高。應(yīng)進(jìn)一步摸清張家界市各地硒含量分布，動(dòng)植物體內(nèi)含硒范圍，必要時(shí)添加或者控制硒的含量。

4.3 同種作物的不同部位硒含量有明顯的區(qū)別，白薯皮的硒含量比去皮白薯高5.7%～13.1%，紅薯皮的硒含量比去皮紅薯高5.7%，蘿卜葉的硒含量比蘿卜高21.4%，稻谷的硒含量比大米高38.3%，茶葉嫩葉的硒含量比老葉高14.0%。

4.4 張家界市的玉米、大豆、馬鈴薯、茶葉硒含量高于國(guó)內(nèi)幾個(gè)富硒地區(qū)，屬高硒作物;而大蒜、辣椒、大米、蔥的硒含量為雖低于上述幾個(gè)地區(qū)，但均屬富硒及高硒作物。

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Selenium Content Determination in Edible Parts of Crops in Zhangjiajie City

XIANG Chang-guo1*，LI Wen-fang2，REN Hao2，WU Si-ping2，HUANG Fang-ping21Jishou University，College of Tourism;2Jishou University，College of Resources and Planning Sciences，Hunan Zhangjiajie 427000，China

In order to master the selenium-rich crop resources in Zhangjiajie city and develop selenium-rich tourism agricultural products，the selenium contents in the edible parts of 40 samples of 22 types of crops were determined by fluorescence spectrophotometer according to the method of national standards GB/T5009.93-2003.The results showed that all 40 measured samples of these 22 crops all belonged to selenium-rich crops.Tea leaves had the highest average selenium content，which was 2.0102 mg/kg，followed by beans，the average selenium content was 1.8518 mg/kg，and potatoes had the lowest selenium content，1.0240 mg/kg.The sequence of the selenium content in the edible parts of these crops was tea leaves 2.0102 mg/kg＞beans 1.8518mg/kg＞poaceae 1.5326 mg/kg＞vegetables 1.3438 mg/kg＞fruits 1.0783 mg/kg＞potatoes 1.0240 mg/kg.This research identified the selenium content level of a portion of crops and the types of selenium-rich crops，therefore，exerted positive impact on the development of tourism economy of Zhangjiajie city.

Zhangjiajie city;crops;selenium;fluorescence spectrophotometer

1001-6880(2012)08-1084-06

2011-10-10 接受日期:2012-03-22

生態(tài)旅游應(yīng)用技術(shù)湖南省重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室資助項(xiàng)目(JDSTLY201106);吉首大學(xué)大學(xué)生創(chuàng)新性教育基金資助項(xiàng)目(JSUCX201044)

*通訊作者 Tel:86-013117442938;E-mail:changguox@yahoo.com.cn

TS207.3

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