小麥富硒研究進(jìn)展

于麗敏+薛艷芳+高華鑫+陳璐+張丙春+夏海勇

摘 要：目前，硒元素營(yíng)養(yǎng)失衡已嚴(yán)重影響人類健康，中國(guó)約7億人口生活在低硒地區(qū)，而小麥作為人們的主要食物，其籽粒中硒元素含量普遍較低。通過土壤施用和葉面噴施硒肥等途徑來增加小麥籽粒內(nèi)部硒元素累積量，進(jìn)而改善人體硒營(yíng)養(yǎng)水平被認(rèn)為是經(jīng)濟(jì)有效的手段，這也引起了國(guó)內(nèi)外學(xué)者的廣泛關(guān)注。本文概述了小麥對(duì)硒的吸收、轉(zhuǎn)運(yùn)和分布特點(diǎn)，提高小麥籽粒硒含量的途徑、影響因素，富硒小麥的加工工藝及產(chǎn)業(yè)發(fā)展中存在的問題，并對(duì)今后富硒小麥產(chǎn)業(yè)的研發(fā)做出了展望。

關(guān)鍵詞：小麥;籽粒;硒;生物強(qiáng)化

中圖分類號(hào)：S512.1 ?文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)號(hào)：A ?文章編號(hào)：1001-4942（2015）06-0137-08

Research Progress of Se-Enriched Wheat

Yu Limin1， Xue Yanfang2， Gao Huaxin1， Chen Lu3， Zhang Bingchun3， Xia Haiyong1*

（1.Crop Research Institute/Key Laboratory of Wheat Biology and Genetic Breeding in North Huanghuai Plain of Ministry of

Agriculture/National Engineering Laboratory of Wheat and Maize， Shandong Academy of Agricultural Sciences， Jinan 250100， China;

2.Maize Research Institute/National Engineering Laboratory of Wheat and Maize， Shandong Academy of Agricultural Sciences， Jinan 250100， China;

3.Agricultural Quality Standards and Testing Technology Research Institute， Shandong Academy of Agricultural Sciences， Jinan 250100，China）

Abstract At present， human health has been seriously affected by the unbalance of selenium （Se） nutrient. About 700 million people live in low Se areas in China. Wheat （Triticum aestivum L.） as the staple food of people， its grain Se content is generally low. Through increasing the soil effective selenium and/or by foliar application of selenium fertilizer， the grain Se content can be dramatically enhanced. These ways have been considered to be economic and effective means to improve human Se nutritional level and have caused the wide attention of scholars at home and abroad. The characteristics of the absorption， transportion and distribution of Se in wheat， the ways and possible influencing factors to improve wheat grain Se content， the Se-enriched wheat processing technology and the problems and prospects in the development of Se-enriched wheat industry were summarized in this paper.

Key words Wheat; Grain; Selenium; Biofortification

硒（Se）在環(huán)境中的生物地球化學(xué)循環(huán)影響人體健康。有研究表明，在巖石、土壤、水源等環(huán)境中硒元素含量比較缺乏和生物有效利用率較低的地區(qū)，人體硒攝入量不足，會(huì)激發(fā)人類微小病毒B19（HPVB19）的毒性，引發(fā)大骨節(jié)病[1]。目前的基本共識(shí)是，硒在預(yù)防艾滋病、增強(qiáng)抗癌能力和提高人體免疫功能等方面有顯著作用，常被稱作“生命的火種”。

據(jù)報(bào)道，我國(guó)正處于全球的缺硒地帶，包含22個(gè)省份和72%的國(guó)土面積在內(nèi)，總計(jì)大約7億人口生活在硒元素缺乏地區(qū)[2];營(yíng)養(yǎng)調(diào)查結(jié)果表明，我國(guó)成人每天硒的攝入量為26.6 μg，遠(yuǎn)低于中國(guó)營(yíng)養(yǎng)學(xué)會(huì)推薦的每天50 μg以上的標(biāo)準(zhǔn)硒攝入水平[3]，所以我們每個(gè)人基本都需要補(bǔ)硒。

小麥作為主要的糧食作物，可將土壤中的無機(jī)硒吸收并轉(zhuǎn)化為人體可利用率較高的有機(jī)硒，因此，增加小麥籽粒特別是面粉中的硒含量是人體補(bǔ)硒的有效策略之一。本文概述了小麥對(duì)硒的吸收、轉(zhuǎn)運(yùn)和分布特點(diǎn)，提高小麥籽粒硒含量的途徑、影響因素，富硒小麥的加工工藝及產(chǎn)業(yè)發(fā)展中存在的問題，并對(duì)以后富硒小麥產(chǎn)業(yè)研發(fā)做出了展望，旨在為我國(guó)小麥富硒的研究和產(chǎn)業(yè)發(fā)展提供參考。

1 小麥對(duì)硒的吸收累積規(guī)律endprint

因地域和品種不同而導(dǎo)致小麥中硒水平有很大的差異，硒含量范圍在0.001～30 mg/kg之間，世界范圍內(nèi)的平均水平為0.02～0.60 mg/kg[4]。例如，美國(guó)和加拿大的小麥中硒含量相對(duì)較高，為0.20～0.60 mg/kg，東歐國(guó)家和新西蘭的小麥中硒含量相對(duì)較低，約為0.028 mg/kg，澳大利亞的含量為0.02～0.80 mg/kg[4]。

小麥對(duì)硒的耐受性和吸收能力存在明顯的基因型差異。有研究表明，有些品種對(duì)硒的耐受性較強(qiáng)，其后期抗早衰相對(duì)晚熟，籽粒中硒的積累也高;但大部分品種在10 mg/kg的硒酸鈉溶液濃度下表現(xiàn)不同程度的毒害癥狀，甚至出現(xiàn)硒中毒致死現(xiàn)象[4]。強(qiáng)筋小麥對(duì)硒的吸收高于普通小麥，表明高蛋白質(zhì)含量的品種吸收硒的能力較強(qiáng)，這可能與小麥籽粒蛋白質(zhì)合成過程中容易與硒螯合有關(guān)[5]。不同遺傳基礎(chǔ)小麥品種（系）的聚硒效果不同，鄂恩4號(hào)小麥的富硒效果優(yōu)于998042品系，兩者在苗期的差別較大[6]。在同一土壤條件下，不同品種小麥對(duì)硒的吸收程度不同，灰麥生物吸收比為12.35%～15.87%，普通紫麥生物吸收比最大，為23.09%～27.25%[7]。

小麥對(duì)硒酸鹽和亞硒酸鹽的吸收轉(zhuǎn)運(yùn)規(guī)律不同。研究表明，Se4+先轉(zhuǎn)化為Se6+及有機(jī)硒化物，小部分運(yùn)轉(zhuǎn)到地上枝葉中，大部分停留在根部合成有機(jī)硒[4]。也有研究表明，四價(jià)硒主要分布在小麥的根與麥粒內(nèi)，六價(jià)硒主要分布在葉部與莖部;從轉(zhuǎn)運(yùn)角度而言，小麥從灌漿期到成熟期在四價(jià)硒條件下根部、莖部、葉部硒含量均隨著成熟而出現(xiàn)下降趨勢(shì)，而籽粒中硒含量則明顯增加。在六價(jià)硒條件下，小麥根部、莖部的硒含量降低，葉部硒含量升高，而籽粒硒含量無顯著變化[8]。

研究表明，小麥中硒大多以硒蛋白形式存在，其中硒代蛋氨酸（SeMet）占較大比重，此外還有小分子的硒代氨基酸及其衍生物，如硒代半胱氨酸、硒代胱氨酸、硒-甲基硒代半胱氨酸、硒代半胱氨酸亞硒酸等[9]。小麥對(duì)硒的蓄積程度與其成熟度有關(guān)，硒含量隨小麥的成熟而降低[4]。研究表明，春小麥經(jīng)硒肥處理收獲后各器官硒濃度大小依次為根>葉>籽粒>莖，硒累積量大小依次為籽粒>莖>葉>根[10]。

2 小麥富硒的途徑

2.1 自然狀態(tài)下富硒

雖然我國(guó)大部分地區(qū)土壤硒含量較低，但也存在一些富硒的地區(qū)。像被譽(yù)為“世界硒都”的湖北恩施，其煙區(qū)土壤硒平均含量達(dá)到0.63 mg/kg，處于“足”和“富”以上的水平[11]。陜西紫陽(yáng)是我國(guó)已發(fā)現(xiàn)的第二個(gè)高硒地區(qū)，當(dāng)?shù)胤N植茶葉中約有70%達(dá)到了富硒程度[12]。江西豐城含有大面積富硒土壤，其平均硒含量約0.538 mg/kg，面積達(dá)524.7 km2[13]。在浙江省農(nóng)業(yè)地質(zhì)和土地質(zhì)量調(diào)查過程中，先后在慈溪、蕭山、長(zhǎng)興、瑞安、龍游、安吉、嘉善等地發(fā)現(xiàn)富硒土壤和農(nóng)產(chǎn)品[14]。通過生態(tài)地球化學(xué)調(diào)查發(fā)現(xiàn)，富硒土壤在山東省泰萊盆地及章丘市等地亦有分布，其硒含量高達(dá)4.31 mg/kg[15]。目前報(bào)道的上述富硒土壤，大多以種植煙草（恩施）、茶葉（紫陽(yáng)）和大蔥（章丘）等經(jīng)濟(jì)價(jià)值較高的名優(yōu)特生態(tài)富硒品牌和發(fā)展硒谷產(chǎn)業(yè)集群為主（豐城）。小麥在上述富硒地帶仍然可能有一定的種植面積[16]。通過對(duì)江漢平原富硒土壤內(nèi)小麥等農(nóng)作物調(diào)查分析發(fā)現(xiàn)，由富硒土壤種植生長(zhǎng)的小麥為硒含量適宜的富硒農(nóng)產(chǎn)品[17]。然而，自然富硒土壤往往伴隨有毒有害的重金屬元素，進(jìn)而可能通過農(nóng)作物危害人體健康[18]。因此，自然富硒小麥應(yīng)當(dāng)加強(qiáng)產(chǎn)品的安全監(jiān)測(cè)。

2.2 土施硒肥

土壤施用硒肥能提高小麥植株硒營(yíng)養(yǎng)水平，改善麥粒氨基酸結(jié)構(gòu)，提高籽粒硒含量。研究表明，加硒化肥使得作為小麥的第一限制性氨基酸賴氨酸含量在籽粒中增加了15.6%，從而提高了小麥的營(yíng)養(yǎng)價(jià)值[19]。施用富硒礦粉均能提高小麥莖、葉含硒量，平均比對(duì)照增加143.3%，礦粉含硒量增加，小麥莖葉含硒量亦增加，但增幅減緩[6]。不同硒源后效應(yīng)對(duì)供試小麥籽粒的含硒量有一定影響，富硒復(fù)混肥和富硒礦粉的后效應(yīng)高于亞硒酸鈉，高含量的富硒復(fù)混肥和硒礦粉優(yōu)于低含量[20]。土施5～100 g/hm2硒酸鈉溶液，提高了小麥各部分中的硒含量，未發(fā)現(xiàn)有毒害現(xiàn)象或?qū)π←湹纳L(zhǎng)發(fā)育產(chǎn)生抑制[21，22]。

施用硒酸鹽的效果要高于亞硒酸鹽，而且不論是施用硒酸鹽或亞硒酸鹽，均表現(xiàn)出低濃度促進(jìn)小麥生長(zhǎng)發(fā)育，而高濃度則表現(xiàn)出抑制作用。盆栽試驗(yàn)表明，低濃度Se（IV）和Se（VI）（≤1 mg/kg）促進(jìn)小麥籽粒產(chǎn)量，高濃度（2.5 mg/kg）則具有抑制作用;且Se（VI）低濃度對(duì)小麥生長(zhǎng)的促進(jìn)作用及高濃度下的抑制作用均大于Se（IV）[23]。研究還發(fā)現(xiàn)，低濃度硒Se（IV）≤5 mg/kg和Se（VI）≤0.5 mg/kg能促進(jìn)拔節(jié)期小麥葉片中谷胱甘肽過氧化物酶（GSH-Px）和過氧化物酶（POD）活性，降低葉片過氧化物丙二醛（MDA）（Se≤2.5 mg/kg）含量，高濃度情況下則與之相反[23]。也有研究表明，低濃度亞硒酸鈉態(tài)硒（<8 mg/kg）促進(jìn)小麥生長(zhǎng)發(fā)育，高濃度硒（>16 mg/kg）對(duì)小麥生長(zhǎng)發(fā)育表現(xiàn)出抑制作用;當(dāng)小麥拔節(jié)期土壤硒濃度達(dá)150 mg/kg時(shí)，減產(chǎn)53.12%，根抑制率達(dá)77.32%[24]。土壤硒濃度與葉綠素b、POD和GSH-Px無相關(guān)性，而與葉綠素a/b、超氧化物岐化酶（SOD）、過氧化氫酶（CAT）、地上部干重相對(duì)百分率和根干重相對(duì)百分率呈負(fù)相關(guān)，與MDA呈正相關(guān);隨著土壤硒污染程度的加重，代表產(chǎn)量的生理指標(biāo)（根干重、葉綠素a和地上部干重）和代表逆境抗性的氧化酶系統(tǒng)（CAT和SOD）下降，MDA則上升[24]。

2.3 葉面噴施硒肥

葉面噴施硒肥能夠改善小麥活力和抗氧化能力，提高籽粒硒含量，甚至促進(jìn)產(chǎn)量增加。研究表明，麥苗噴施亞硒酸鈉溶液（30 μg/mL）可顯著提高小麥某些生長(zhǎng)期植株體內(nèi)SOD、POD、CAT和抗壞血酸過氧化物酶（ASP）活性，降低MDA和超氧陰離子自由基（O·2）含量，有利于小麥植株體組織抗氧化延緩衰老[25]。小麥生育后期噴灑硒肥籽粒中硒含量顯著提高，灌漿期比孕穗期噴灑效果顯著，這可能與籽粒蛋白質(zhì)合成時(shí)易與硒螯合有關(guān)[5]。在灌漿初期或中期噴施硒肥，均明顯提高小麥葉片中SOD的活性，降低MDA含量[26];小麥GSH-Px活性顯著提高，根系活力和旗葉游離脯氨酸含量明顯高于對(duì)照;籽粒硒含量最高為對(duì)照的3.3倍，各處理均表現(xiàn)出增產(chǎn)趨勢(shì)，最高增幅5.1%[27]。在小麥孕穗和灌漿前、中、后期噴施富硒液均能顯著提高小麥籽粒的硒含量，小麥穗粒數(shù)、穗重、千粒重有所增加，產(chǎn)量增幅達(dá)1.6%～8.5%，且以灌漿前期效果最佳[28]。endprint

硒還可和其它微量元素一起噴施。田間試驗(yàn)表明，春小麥灌漿初期葉面噴施富含硒（Se）、鋅（Zn）、硼（B）和硅（Si）的植物營(yíng)養(yǎng)素，籽粒硒含量較對(duì)照高出8倍以上，噴施處理產(chǎn)量、穗粒數(shù)、穗粒重分別比對(duì)照平均增產(chǎn)2.60%、增加1.52粒，增重0.09 g，而千粒重平均降低0.21 g，增產(chǎn)效果不明顯[29]。以冬小麥?zhǔn)?28為材料，鋅、鐵和硒三種微肥中只有噴硒增產(chǎn)作用顯著，但噴鋅、鐵、硒分別顯著增加了千粒重、穗數(shù)和穗粒數(shù)，三種微肥均能明顯提高籽粒中相應(yīng)的微量元素含量，而對(duì)籽粒蛋白質(zhì)含量影響均不顯著[30]。以寧麥13為材料，在拔節(jié)孕穗期葉面分別噴施鋅、鐵和硒肥，對(duì)小麥產(chǎn)量結(jié)構(gòu)、品質(zhì)性狀和鐵含量均無顯著影響，但卻使籽粒鋅含量提高了24.6%，硒含量提高了43倍[31]。

文獻(xiàn)分析得出，葉面噴硒使小麥籽粒含硒量比對(duì)照增加2～43倍，在一定范圍內(nèi)，噴施次數(shù)和濃度增加含硒量也隨之增加，而當(dāng)濃度過高或噴施量過大，小麥則會(huì)出現(xiàn)硒中毒，產(chǎn)量和品質(zhì)下降。冬小麥中的全硒含量與噴施硒酸鈉溶液的量呈線性關(guān)系，小麥秸稈硒含量、籽粒硒含量與施硒量三者間互呈線性關(guān)系[32]。噴施一定劑量的硒對(duì)小麥?zhǔn)前踩行У模歉邼舛韧鶗?huì)導(dǎo)致小麥硒中毒和品質(zhì)下降[33]。在黑龍江省低硒地區(qū)小麥籽粒硒含量的提高幅度與噴硒量呈正相關(guān)，30 g/hm2的葉面噴施量即可使小麥籽粒的硒含量滿足當(dāng)?shù)鼐用裱a(bǔ)硒的需要[34]。在灌漿期和孕穗期噴施富硒液能顯著提高小麥籽粒的硒含量，小麥穗粒數(shù)、穗重、千粒重有所增加，產(chǎn)量增幅5.5%～12.3%，但隨著噴施量的增加，小麥產(chǎn)量有下降趨勢(shì)[35]。

2.4 生物強(qiáng)化

小麥富硒生物強(qiáng)化指的是小麥采用雜交轉(zhuǎn)育、轉(zhuǎn)基因、基因改造及分子育種設(shè)計(jì)等生物學(xué)途徑，提高控制硒吸收、運(yùn)載以及向籽粒儲(chǔ)存的基因表達(dá)量，最終提高小麥籽粒硒含量的方法。小麥的富硒能力主要取決于自身品種基因型及其與環(huán)境的互作，應(yīng)加大硒高效種質(zhì)資源的篩選，對(duì)小麥中調(diào)控硒吸收、運(yùn)轉(zhuǎn)、代謝和積累的基因進(jìn)行QTL分析和基因定位，然后通過分子標(biāo)記輔助選擇結(jié)合傳統(tǒng)育種方法或利用轉(zhuǎn)基因途徑，并配合以土壤或葉面施硒以及高通量、靈敏的檢測(cè)方法（如ICP-AES、ICP-MS等）培育和篩選對(duì)硒耐受性高且硒高效品種（對(duì)硒的高效吸收和向籽粒中的運(yùn)轉(zhuǎn)，以及向無毒硒氨基酸或硒蛋白的高效轉(zhuǎn)化）[4]。

有關(guān)小麥富硒種質(zhì)資源的篩選研究國(guó)內(nèi)才剛剛起步。種植于黔中來自以色列的15個(gè)野生二粒小麥群體110個(gè)基因型籽粒硒的平均含量為0.043～0.409 mg/kg，平均0.180 mg/kg，高于貴州及國(guó)內(nèi)51個(gè)栽培小麥品種，含量0.018～0.363 mg/kg，平均0.103 mg/kg，且其不同群體間籽粒含硒量差異顯著，栽培品種差異則不顯著，這種野生二粒小麥籽粒含硒量差異的遺傳多樣性將為小麥硒營(yíng)養(yǎng)機(jī)理研究和育種提供材料[36]。對(duì)由野生二粒小麥與四倍體硬粒小麥構(gòu)建的152個(gè)重組自交系（RILs）群體在不同土施硒肥處理中的籽粒硒含量進(jìn)行分析發(fā)現(xiàn)，籽粒硒含量QTL共4個(gè)，分別位于染色體5B、6A和6B上，含有相對(duì)極端籽粒硒含量的家系共6株，其中低硒家系為R148，高硒家系5株，分別為R8、R9、R13、R45和R171[37]。

黑粒小麥（藍(lán)粒和紫粒小麥，也稱作彩色小麥）籽粒硒等營(yíng)養(yǎng)元素含量明顯高于普通粒色小麥。我國(guó)育成的黑粒小麥有漯珍1號(hào)、黑粒小麥76、冬黑10號(hào)、河?xùn)|烏麥526、農(nóng)大3659、新春36和宛麥20等多個(gè)品種[38]。據(jù)報(bào)道，藍(lán)、紫等黑粒小麥籽粒的抗氧化能力高于白粒和紅粒小麥，清除自由基能力遠(yuǎn)大于普通小麥，這可能與籽粒中較高的硒含量有關(guān)[39]。有研究表明，半冬性的黑粒小麥冬黑1號(hào)籽粒硒含量達(dá)到177.34 μg/kg，較對(duì)照品種晉麥67號(hào)（優(yōu)質(zhì)白粒小麥）高252.28%[40]。中國(guó)農(nóng)業(yè)大學(xué)選育的，由組合京冬8號(hào)/黑小麥76經(jīng)系普法選育而成的紫色特用富硒強(qiáng)筋小麥新品種農(nóng)大3753，連續(xù)多年多點(diǎn)單產(chǎn)7 500 kg/hm2 以上，代表了富硒特色專用小麥的發(fā)展趨勢(shì)[38]。

2.5 硒液浸種

研究表明，用0.1～2.5 mg/L亞硒酸鈉溶液對(duì)冀麥12浸種能夠提高小麥籽粒含硒量，但還遠(yuǎn)不能達(dá)到小麥籽粒富硒0.2～0.3 mg/kg的要求[41]。水培試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，適量范圍（0.1～0.5 mg/L）的亞硒酸鈉態(tài)硒對(duì)小麥種子活力、ɑ-淀粉酶、發(fā)芽率、幼苗和根生長(zhǎng)、幼根和芽干物質(zhì)累積均有促進(jìn)作用;高劑量硒（≥5.0 ?mg/L）對(duì)種子活力、ɑ-淀粉酶和幼苗生長(zhǎng)均具有脅迫效應(yīng);當(dāng)硒濃度達(dá)到40 mg/L時(shí)，對(duì)上述指標(biāo)均有嚴(yán)重抑制作用，并且隨硒濃度的增加抑制率增加[42]。研究表明，硒濃度與種子發(fā)芽各項(xiàng)指標(biāo)抑制率呈顯著正相關(guān)，小麥根伸長(zhǎng)抑制率可作為相應(yīng)生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)的一項(xiàng)指標(biāo)[43]。另有研究表明，同等硒濃度條件下硒酸鹽對(duì)小麥種子的毒害作用顯著高于亞硒酸鹽;小麥的芽長(zhǎng)抑制率可作為亞硒酸鹽態(tài)硒生物毒性的敏感指標(biāo)，而根長(zhǎng)抑制率可作為硒酸鹽態(tài)硒的敏感指標(biāo)[8]?？傊?，添加低濃度外源硒能夠促進(jìn)發(fā)芽階段小麥的生長(zhǎng)，高濃度則表現(xiàn)為抑制作用，硒酸鹽的效果優(yōu)于亞硒酸鹽，且硒液浸種對(duì)籽粒硒含量的提高幅度有限。

3 提高小麥籽粒硒含量的影響因素

土壤硒含量和存在狀態(tài)很大程度上決定硒肥的施用效果和小麥籽粒硒濃度。硒肥的增產(chǎn)效應(yīng)主要取決于土壤中的有效硒含量，因此在小麥生產(chǎn)中硒肥施用應(yīng)因地制宜[30]。研究表明，土壤有效硒含量為30.14 μg/kg時(shí)，低于正常范圍100～3 000 μg/kg，葉面噴硒增產(chǎn)顯著[30]。且在土壤有效硒含量為34.89 μg/kg時(shí)用硒含量為0.1～0.5 mg/L的亞硒酸鈉溶液浸種，小麥產(chǎn)量明顯增加[41]。Lyons等（2005）[44]對(duì)墨西哥和澳大利亞等不同地區(qū)小麥硒含量的研究發(fā)現(xiàn)，小麥籽粒硒濃度的變異主要來自于土壤中硒含量的差異，基因型間差異較小。研究表明，貴州自育小麥品種籽粒硒的含量總體較低，而省外引進(jìn)品種總體上籽粒硒的含量較高，小麥籽粒硒含量存在一定的地域性[45]。河北省冬小麥含硒量變化范圍為0.010～0.222 mg/kg，其中46.67%的冬小麥缺硒，35.00%的冬小麥輕度缺硒，根據(jù)河北省當(dāng)?shù)氐耐寥篮吞鞖鈼l件，生產(chǎn)富硒小麥的土壤適宜施硒量為225.0～562.5 g/hm2，葉面噴施硒量為30 g/hm2[46]。研究表明，玉米-小麥輪作下盆栽土壤殘留硒并沒有表現(xiàn)出增加小麥產(chǎn)量的趨勢(shì)，而大豆-小麥輪作下對(duì)小麥生物量和產(chǎn)量呈增加趨勢(shì)[47]。endprint

土壤pH值和有機(jī)質(zhì)含量影響土壤有效硒含量和植物含硒量。酸性土壤中硒主要以難溶解的堿式亞硒酸鐵存在，不利于植物吸收利用[33]。高pH的石灰性土壤施用Fe、Mn等微量元素一般沒有明顯作用[48]，而施用硒肥可以提高作物對(duì)其吸收和生物有效性[49]。這可能是因?yàn)閴A性和干旱土壤中硒的主要存在狀態(tài)生物有效性較高。研究表明，麥田土壤有效硒與土壤有機(jī)質(zhì)和陽(yáng)離子交換量（CEC）等呈正相關(guān)，因此，在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中提高土壤有機(jī)質(zhì)含量可以有效地增加土壤有效硒的含量[50]。一般與富里酸絡(luò)合的硒對(duì)植物有效性較高，土壤硒的有效性隨富里酸/胡敏酸結(jié)合態(tài)的比例升高而增加[51]。

硒的吸收會(huì)受到土壤中其它重金屬等元素的影響。硒與汞、鎘、砷、鋁、鐵等元素之間存在拮抗作用，因結(jié)合成難溶復(fù)合物，會(huì)促進(jìn)硒的沉淀和絡(luò)合，制約硒的生物有效性[1，52]。有研究表明，小麥對(duì)鋅的吸收也會(huì)抑制對(duì)硒元素的吸收[53]。

通過改良土壤可提高硒供應(yīng)能力。增施生理堿性肥料或石灰調(diào)節(jié)土壤酸堿度，增施磷肥或氮肥（如硝酸鈣）提高硒吸附點(diǎn)位的競(jìng)爭(zhēng)能力，利用生物發(fā)酵和合成[54]等技術(shù)方法可提高土壤生態(tài)循環(huán)中硒的有效性。有研究表明，小麥植株含硒量與土壤K2SO4-Se呈極顯著相關(guān)[55]，且硫及可溶性硫酸鹽對(duì)小麥吸收硒無拮抗，反而促進(jìn)硒的吸收[56]。因此，施用硫酸鉀肥料可促進(jìn)硒的吸收。適當(dāng)增加含富里酸比例較多的有機(jī)質(zhì)和往黏土里添加沙土，適當(dāng)減少灌溉徑流和淋溶均有可能增加土壤硒的生物可利用性[57]。

此外，水源、土壤溫度、濕度和質(zhì)地等環(huán)境因素和氣候差異及天氣原因等也會(huì)影響小麥硒含量，而這方面的研究報(bào)道較少[53]。

4 富硒小麥的種植及食品加工工藝

4.1 富硒小麥種植中應(yīng)注意的問題

水源、土壤和大氣等環(huán)境因素和氣候條件都會(huì)影響小麥籽粒中硒的含量。首先，富硒小麥生產(chǎn)應(yīng)固定基地，使小麥生長(zhǎng)有一個(gè)相對(duì)穩(wěn)定的良好環(huán)境;其次，根據(jù)不同小麥的品種特性（包括強(qiáng)筋和中筋等品質(zhì)特性和硒吸收利用特性等）和加工用途（如生產(chǎn)饅頭、水餃、面條、面包、糕點(diǎn)等），有針對(duì)性地確定生產(chǎn)不同用途的富硒小麥;最后確定施加硒肥的方式、時(shí)間和濃度，從而確保所生產(chǎn)的富硒小麥硒含量基本穩(wěn)定[58]。

4.2 富硒小麥加工工藝

Lyons等（2005）[44]和Cubadda等（2009）[59]研究表明，小麥籽粒硒主要分布在胚和胚乳中，磨粉時(shí)大約80%～90%的硒保留在面粉中。由于硒元素在小麥麩皮中的濃度高于面粉，對(duì)富硒小麥單獨(dú)加工并固定出粉率和出粉口（固定小麥的取粉部位和取粉數(shù)量）才能確保面粉中的硒含量穩(wěn)定[58]。利用配麥工藝生產(chǎn)小麥粉可能使其使用性能變好，卻無法有效控制面粉硒含量;可以將單獨(dú)加工的富硒小麥粉和普通小麥粉進(jìn)行配粉處理，能夠使硒含量得到有效控制的同時(shí)也可滿足產(chǎn)品使用性能的要求[58]。麩皮/面粉硒含量比值因品種而異，因此篩選面粉中相對(duì)硒含量較高的品種，將進(jìn)一步降低磨粉過程中硒的損失率;對(duì)這類品種篩選并分析其硒蛋白的形態(tài)和代謝過程，特別是提取面粉中甲基化的硒蛋白，以達(dá)到人體補(bǔ)硒和增強(qiáng)抗氧化和預(yù)防疾病（特別是癌癥）的目的[4]。

通過浸種或噴淋無機(jī)硒溶液可以生產(chǎn)麥芽硒，更利于人體吸收利用。隴春3031小麥發(fā)芽對(duì)硒最大耐受能力為80 μg/mL，最佳發(fā)芽富硒條件為硒濃度40 μg/mL浸泡6 h;發(fā)芽10 h時(shí)噴淋硒溶液，發(fā)芽溫度20℃，時(shí)間2 d，這樣小麥的硒含量、有機(jī)硒和蛋白質(zhì)含量及抗氧化能力均顯著提高[60]。有研究表明，在小麥粉中添加適量硒麥芽粉不會(huì)對(duì)面條或饅頭的色澤、氣味和口味等感官品質(zhì)及內(nèi)部結(jié)構(gòu)產(chǎn)生不良影響;在面包粉中添加硒麥芽粉，所制作的面包表皮、體積及包心色澤、內(nèi)部紋理結(jié)構(gòu)等都很正常，無變色和異味，面包表皮呈金黃色、紋理結(jié)構(gòu)細(xì)膩，對(duì)面包的感官品質(zhì)沒有產(chǎn)生不良影響，總體評(píng)價(jià)優(yōu)于對(duì)照[3]。

5 富硒小麥產(chǎn)業(yè)發(fā)展中的幾個(gè)問題

《中國(guó)食物與營(yíng)養(yǎng)發(fā)展綱要（2014-2020年）》提出了在保障食物有效供給的同時(shí)，促進(jìn)營(yíng)養(yǎng)均衡發(fā)展，微量元素和維生素?cái)z入量基本滿足居民健康需求以消除營(yíng)養(yǎng)不良現(xiàn)象;將重點(diǎn)發(fā)展優(yōu)質(zhì)食用農(nóng)產(chǎn)品、方便營(yíng)養(yǎng)加工食品。湖南省地方標(biāo)準(zhǔn)《富硒農(nóng)產(chǎn)品生產(chǎn)技術(shù)規(guī)程》于2014年正式實(shí)施，是全國(guó)首個(gè)頒布實(shí)施的富硒農(nóng)產(chǎn)品生產(chǎn)地方標(biāo)準(zhǔn)。該規(guī)程中的硒含量執(zhí)行GB 28050-2011《食品安全國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)預(yù)包裝食品營(yíng)養(yǎng)標(biāo)簽通則》，固體和液體食品總硒分別≥0.15、0.075 mg/L，即為富硒農(nóng)產(chǎn)品。該規(guī)程規(guī)定了小麥等17個(gè)富硒農(nóng)產(chǎn)品生產(chǎn)的產(chǎn)地環(huán)境、品種選擇、栽培管理及科學(xué)施硒原則，明確了施硒時(shí)期、濃度、用量、方法及注意事項(xiàng)等內(nèi)容。這為湖南省規(guī)范化、標(biāo)準(zhǔn)化生產(chǎn)高產(chǎn)優(yōu)質(zhì)的富硒農(nóng)產(chǎn)品，推進(jìn)產(chǎn)業(yè)發(fā)展，提升農(nóng)產(chǎn)品國(guó)內(nèi)外市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力，促進(jìn)農(nóng)民增收、農(nóng)業(yè)增效和社會(huì)主義新農(nóng)村建設(shè)提供了法律依據(jù)[61]。而全國(guó)范圍內(nèi)其它省份和直轄市小麥等富硒農(nóng)產(chǎn)品的研究和類似標(biāo)準(zhǔn)的制訂則相對(duì)缺乏和滯后。

人體補(bǔ)硒并非越多越好。長(zhǎng)期食用低于0.1 mg/kg和高于1 mg/kg的含硒食物均會(huì)導(dǎo)致人體不良反應(yīng)[62]。成人日常飲食攝取55 μg/d的硒量就能維持硒酶的最大表達(dá)量，超過400 μg/d則會(huì)對(duì)人體產(chǎn)生毒害[63]。中國(guó)營(yíng)養(yǎng)學(xué)會(huì)已將硒列為15種每日膳食營(yíng)養(yǎng)素之一，提出一個(gè)成年人對(duì)硒的適宜攝入量是50～250 μg/d。小麥富硒最高值設(shè)限，應(yīng)按照國(guó)家衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)（GB 13105-91）中糧食硒含量<300 μg/kg的標(biāo)準(zhǔn)來執(zhí)行。尤其要注意自然富硒的小麥硒含量可能存在超標(biāo)情況。據(jù)報(bào)道，紫陽(yáng)縣玉米和主要小雜糧硒含量最高值分別達(dá)到24.9078 mg/kg和2.2702 mg/kg，小麥硒含量也要警惕超標(biāo)情況[16]。對(duì)于高硒小麥，可通過配粉工藝滿足我國(guó)食品中硒最大允許限量標(biāo)準(zhǔn)。嚴(yán)格執(zhí)行農(nóng)產(chǎn)品硒含量標(biāo)準(zhǔn)，可以使硒安全進(jìn)入人體并產(chǎn)生保健效果[64]。另外，應(yīng)根據(jù)土壤硒含量和品種本身的富硒及耐硒能力有針對(duì)性地制定合理的富硒措施，防止小麥植株體內(nèi)硒中毒。endprint

現(xiàn)在的小麥富硒產(chǎn)品有很多，我們只看到標(biāo)簽上貼了“富硒”的牌子，但產(chǎn)品包裝上沒有注明是天然硒元素還是合成硒元素，而且究竟其中的硒含量有多少、對(duì)人體是否有益不得而知;所謂的富硒產(chǎn)品往往只是含硒食品而并不等同于富硒食品。造成這些不良結(jié)果的原因主要來自于國(guó)家和相關(guān)行業(yè)地方?jīng)]有制定出臺(tái)規(guī)范的標(biāo)準(zhǔn)[65]。

6 展望

當(dāng)前國(guó)內(nèi)富硒小麥及產(chǎn)業(yè)發(fā)展研究尚處于起步階段，理論落后于實(shí)踐，相關(guān)經(jīng)濟(jì)研究成果更少。目前，基本明確了小麥富硒肥有效施用方式、硒營(yíng)養(yǎng)基因型和地域差異及其與環(huán)境的互作作用。今后應(yīng)注意解決以下方面的問題：①加強(qiáng)硒尤其是有效硒在土壤和小麥植株內(nèi)累積、遷移和分配過程及其生理調(diào)節(jié)和內(nèi)在分子調(diào)控機(jī)理、硒與重金屬的拮抗作用機(jī)理等方面的研究，以提高低硒地區(qū)小麥對(duì)硒的吸收利用能力[33， 66];②充分利用現(xiàn)代生物技術(shù)結(jié)合育種技術(shù)，選育籽粒富硒小麥新品種（如黑粒小麥等），加強(qiáng)硒營(yíng)養(yǎng)遺傳和基因調(diào)控機(jī)理方面的研究;③進(jìn)一步定位硒干預(yù)情況下，硒在小麥籽粒的分布位置和化學(xué)形態(tài)及生物有效性，為富硒小麥的加工提供理論依據(jù);④加強(qiáng)本地區(qū)土壤、水質(zhì)和小麥籽粒硒含量的調(diào)查，確定合理的富硒小麥品種、土壤和葉面施硒的劑量范圍和加工工藝等，形成高產(chǎn)優(yōu)質(zhì)富硒小麥生產(chǎn)加工標(biāo)準(zhǔn);⑤充分利用現(xiàn)代食品加工技術(shù)，將小麥作為富硒新產(chǎn)品的原料進(jìn)行深加工，提取硒蛋白和重要酶類物質(zhì)，以利于小麥富硒研究不斷深入和拓展產(chǎn)業(yè)鏈條，增加附加值，使得富硒產(chǎn)業(yè)可持續(xù)發(fā)展[66，67];⑥要積極開展富硒小麥商品定價(jià)研究，確定合理的糧食收購(gòu)、面粉出售及相關(guān)深加工產(chǎn)品的價(jià)格等，以保障富硒小麥的經(jīng)濟(jì)效益和產(chǎn)業(yè)發(fā)展;⑦政府部門應(yīng)加大政策和資金扶持力度，統(tǒng)籌規(guī)劃富硒小麥產(chǎn)業(yè)，培育富硒生產(chǎn)經(jīng)營(yíng)企業(yè)，給企業(yè)和種植戶一定的扶持和補(bǔ)貼力度;制訂富硒農(nóng)產(chǎn)品和食品質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)并予以監(jiān)管，為富硒產(chǎn)業(yè)保駕護(hù)航。

致謝：本文是在趙振東院士的啟發(fā)與鼓勵(lì)下完成的，在論文寫作過程中得到了趙院士的悉心指導(dǎo)和寶貴建議，在此向趙院士表示最誠(chéng)摯的感謝！

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