食物中硒的研究進展

梁克紅　盧林綱　朱　宏　朱大洲　王曉紅

(農(nóng)業(yè)部食物與營養(yǎng)發(fā)展研究所，北京　100081)

硒(Selenium，Se)是一種重要的微量元素，最早是在1817年由Berzelius發(fā)現(xiàn)[1]，1957年，Schwarz等[2]首次證明Se是一種人體必需的元素。根據(jù)世界衛(wèi)生組織(WHO)的數(shù)據(jù)顯示，目前大約有10億人口面臨硒營養(yǎng)不良問題[3]，除極少數(shù)富硒地區(qū)存在硒攝入過量外，大多數(shù)處于硒攝入缺乏，硒造成的“隱形饑餓”問題正在威脅著人類的健康。食物是補充硒的一個有效、安全的來源，因此，對食物中的硒含量、形態(tài)等研究也開始開展。為此，本文總結(jié)了硒可耐受攝入量、推薦攝入量和最低攝入量等方面的研究，綜合論述了不同類型食物中硒總量和硒形態(tài)研究進展，以期為開發(fā)和利用富硒食物、合理指導(dǎo)硒營養(yǎng)攝入與補充提供科學(xué)參考。

1　硒對人體健康的重要性及攝入量研究

Se最早因其毒性而聞名，在加拿大、愛爾蘭、美國西部和中國部分地區(qū)都發(fā)生過硒中毒報道[1]。世界衛(wèi)生組織(WHO)與聯(lián)合國糧農(nóng)組織(FAO)在2001年發(fā)布的Se無明顯損害作用劑量(NOAEL)是800 μg/d[4]，包括美國、中國在內(nèi)的很多國家將Se的可耐受最高攝入量(UL)定為400 μg/d，歐洲定為300 μg/d。有研究表明，每天攝入超過400 μg的Se，將會產(chǎn)生毒性作用[5]，出現(xiàn)如脫發(fā)、脆甲癥、疲勞、口腔疾病、肝臟損傷和神經(jīng)毒性等問題[6-7]。

1957年，Schwarz等[2]首次發(fā)現(xiàn)雖然高濃度的Se毒性很高，但可能是一種人體必需的元素。Rotruck等[9]在1973年證明了這一點，他發(fā)現(xiàn)Se是谷胱甘肽過氧化物酶(GPx)活性中心的一部分。Se在人體內(nèi)多方面起著重要生理作用。如甲狀腺激素的轉(zhuǎn)化，預(yù)防心血管疾病，降低各種癌癥的風(fēng)險如結(jié)腸直腸癌、膀胱癌、肝癌、甲狀腺癌和肺癌等[8]。到目前為止，人體中已經(jīng)發(fā)現(xiàn)至少25種硒蛋白或亞型[10]。其中，谷胱甘肽過氧化物酶、硫氧還蛋白還原酶(TRx)、脫碘酶和硒蛋白P(SeP)具有重要的生物學(xué)功能。GPx是人體中非常重要的一種過氧化物分解酶，能夠清除多種過氧化物并保護組織細胞免受過氧化損傷[11]。TRx和GPx一樣，可以調(diào)控機體內(nèi)的氧化還原平衡，并且在調(diào)控細胞生長和凋亡方面也發(fā)揮著重要作用[12]。脫碘酶主要參與血液中甲狀腺素(T4)向三碘甲狀腺原氨酸(T3)的轉(zhuǎn)化[13]。SeP較其它硒蛋白含有更多的SeCys，主要具有轉(zhuǎn)運硒和抗氧化的作用，在降低腫瘤發(fā)病危險度、結(jié)合重金屬以及供給神經(jīng)細胞營養(yǎng)方面都發(fā)揮著重要的作用[14]。

目前，WHO對健康成人Se的每日推薦攝入量設(shè)定為55 μg/d[4]。夏弈明等[15]發(fā)現(xiàn)血漿硒蛋白P可以替代GPx活性作為評估硒營養(yǎng)狀態(tài)的標(biāo)準(zhǔn)，經(jīng)體重和個體差異等因素校正，我國健康成人Se的推薦攝入量定為60 μg/d[16]。根據(jù)最新的中國膳食硒營養(yǎng)素參考攝入量(2013年版)，我國對不同人群的Se的推薦攝入量略有差別，1～3歲幼兒為25 μg/d，4～6歲學(xué)齡前兒童為30 μg/d，7～10歲學(xué)齡兒童為40 μg/d，11～13歲青少年為55 μg/d，14～17歲青少年為60 μg/d，孕期婦女為65 μg/d，哺乳期婦女為78 μg/d[16]。德國、奧地利和瑞士營養(yǎng)學(xué)會(D-A-CH)2015年聯(lián)合修訂了“硒的營養(yǎng)攝入?yún)⒖贾怠?，也將血漿中硒蛋白P的飽和度用于Se攝入的參考值[17]?？紤]到體重的因素，D-A-CH將最終Se攝入量定為成年男性每天70 μg，女性為60 μg。兒童和青少年則參考成人體重與Se攝入量關(guān)系進行推算。對于0～4月齡的嬰兒，每天需要從母乳中獲取10 μg的Se，4～12月齡的嬰兒，Se攝入量約為每天15 μg。哺乳期的女性每天Se攝入的參考值為每天75 μg[17]。

通常認為，成年人每日攝入少于40 μg Se，被判定為硒攝入缺乏。缺乏Se容易造成多種疾病，如兒童缺Se容易造成大骨節(jié)病，成人則容易發(fā)生克山病[18]。WHO認為滿足預(yù)防克山病和臨床相關(guān)飲食不足的硒攝入量男性為34 μg/d，女性為26 μg/d。但也有研究認為，每天攝入200 μg的Se可以預(yù)防皮膚癌癥的發(fā)病率[19]。目前，關(guān)于大量Se攝入的抗癌機理尚不完全清楚，認為可能是由于Se的促氧化作用而非抗氧化作用。在這一攝入水平下，硒蛋白的抗氧化活性達到最大，過量的Se則是作為氧化劑，誘導(dǎo)癌細胞凋亡[20-21]。

2　食物中硒含量分布

食物是人們獲得Se最主要的來源，并且食物中的Se非常依賴于環(huán)境中Se含量，尤其是植物源食物。通常水和大氣中的Se含量較低，對食物中Se總量影響不大，主要是土壤中Se水平。世界土壤自然含硒量在0.1～2.0 mg/kg[22]，各地差異較大，例如，歐洲人每日Se的攝入量約為28～70 μg，美國人每日Se的攝入量約有100 μg[23-24]。我國土壤總體缺硒，且土壤中的Se含量差異較大，富硒地區(qū)如陜西紫陽和湖北恩施地區(qū)大部分在0.2～3.0 mg/kg，缺硒地區(qū)如東北地區(qū)土壤平均Se含量為0.108 mg/kg[25]。由于硒的重要性，營養(yǎng)學(xué)家建議通過日常飲食增加硒的攝入，尤其是那些貧硒的地區(qū)。

不同食物中Se的總量差異也較大，通過大量的研究發(fā)現(xiàn)，富含蛋白的食物中的Se含量較高，通常動物源食物中的Se含量高于植物源食物[26]，且受環(huán)境影響較小，是比較好的Se來源[25-27]。楊紅蕓等[28]研究發(fā)現(xiàn)，肉類、海鮮和蛋類中Se含量較高，其中以動物內(nèi)臟的富硒能力最強，豬腰中的Se含量平均高達7 881 μg/kg。海鮮產(chǎn)品中甲殼類Se含量較高，平均為545 μg/kg，羊肉中的Se含量高于豬肉、牛肉和禽肉，平均為254 μg/kg，蛋類中的Se主要存在于蛋黃中，蛋黃一般是蛋清中的3～9倍，Se含量為224～817 μg/kg。牛奶中的Se含量范圍是1～300 μg/kg[7]。

大多數(shù)谷物中Se含量低于1 000 μg/kg，含量范圍是10～550 μg/kg[29]。有研究表明，大米對Se有富集作用，我國不同產(chǎn)地的大米中的Se含量范圍是14～262 μg/kg[28]。Dos Santos等[30]研究發(fā)現(xiàn)，巴西堅果是巴西常見食物中Se含量最高的，平均值高達58 100 μg/kg，高于當(dāng)?shù)佤~肉(1 630 μg/kg)、雞肉(480 μg/kg)、牛肉(380 μg/kg)和蛋黃(560 μg/kg)等食物。蔬菜和水果中的Se含量普遍較低，通常在1～22 μg/kg范圍[7，26，29]。但是，也有一些富硒蔬菜，如十字花科蔬菜(如西蘭花、白菜)、鱗莖類蔬菜(如大蒜、洋蔥)、蘑菇類、蘆筍和豆類如扁豆[16]。

3　食物中硒形態(tài)研究

對于一些缺硒的人群可以通過選擇日常中富硒的食物來進行補充。但是，硒存在不同的形態(tài)，即有機形態(tài)和無機形態(tài)，不同形態(tài)的硒對人體也具有不同的作用[31]。有些硒形態(tài)對機體有益，如甲基硒酚，而有些形態(tài)對機體不但無益還有毒害作用。不同硒形態(tài)的生物有效性不同，Ornsrud等[32]研究發(fā)現(xiàn)，給小鼠分別飼喂富含SeMet的鮭魚和亞硒酸鹽比較硒的生物有效性，盡管吸收相同，但是前者的保留率是后者的2倍，在各個器官中的積累量范圍是113%～274%，GPx活性高于亞硒酸鹽141%。

目前，對于食物中硒形態(tài)的研究主要集中在少數(shù)幾種含量豐富且容易檢測的形態(tài)上，無機形態(tài)主要集中在亞硒酸鹽(SeO32-或Se(Ⅳ))和硒酸鹽(SeO42-或Se(Ⅵ))，有機形態(tài)主要是硒代甲硫氨酸(SeMet)，硫代半胱氨酸(SeCys)和甲基硒代半胱氨酸(MeSeCys)。Thity等[33]在2012年對食物中硒形態(tài)的研究進行了匯編，研究發(fā)現(xiàn)，除了谷物、蘑菇和一些蔬菜中存在硒酸鹽或亞硒酸鹽，其它食物中并沒有發(fā)現(xiàn)無機硒。植物類食物通常是通過土壤來吸收硒，并將無機硒轉(zhuǎn)化成有機硒，亞硒酸鹽在植物體轉(zhuǎn)化成SeMet或SeCys并存儲在根部，但硒酸鹽并不容易轉(zhuǎn)化[34]，并且可以通過木質(zhì)部轉(zhuǎn)移到地上組織[35]。多數(shù)的植物源食物中的以SeMet形態(tài)較多，如SeMet占芝麻中總硒的80%[36]，多數(shù)谷物中的SeMet形態(tài)約占總硒的80%～96%[37-38]。作為Se含量最高的食物—巴西堅果，主要的Se形態(tài)也是SeMet[39]。

一些富硒植物如蕓苔屬和蔥屬植物，可以將Se轉(zhuǎn)化成MeSeCys和γ-谷氨酰-MeSeCys，因此可耐受比普通植物高1 000倍濃度的Se[40-41]。Finley等[39]為考察富硒西蘭花對大鼠體內(nèi)硒和GPx酶活的影響，將其與硒酸鹽、亞硒酸鹽、SeMet進行了對比，結(jié)果發(fā)現(xiàn)單一的硒形態(tài)的結(jié)果要好于富硒西蘭花，并且飽和速率也較高。這一結(jié)果說明，存在于西蘭花中的硒形態(tài)除了硒酸鹽、亞硒酸鹽或SeMet還有其它形態(tài)，這一形態(tài)可能是MeSeCys或γ-谷氨酰-MeSeCys。目前，已知的硒形態(tài)還很有限，如魚肉、洋蔥和蘑菇中能鑒定和量化的硒形態(tài)只占總硒一小部分。Chanster等[43]發(fā)現(xiàn)蘑菇雖然硒總量較高，但生物有效性較差，低于亞硒酸鹽，這可能是由于蘑菇包含一些不易吸收的硒形態(tài)，如甲基化成分。未來對于硒形態(tài)的研究仍是一個很重要的內(nèi)容，對于了解硒對健康的影響十分重要。

4　問題與展望

硒對人體的重要性已經(jīng)達成共識，目前，對食物中硒總量測定取得了一定的研究成果，這些數(shù)據(jù)對于了解不同類別食物中的硒總量有重要意義，但對硒的形態(tài)研究還較少。不同動物模型(大鼠、魚、雞、細胞和人體)實驗結(jié)果均表明，有機硒形態(tài)比無機硒更有利于吸收，保留率更高[44]，并且有機硒在血液和組織中的積累更多。無機硒特別是亞硒酸鹽，對硫醇(如谷胱甘肽)有促氧化活性，導(dǎo)致氧自由基的產(chǎn)生，從而產(chǎn)生毒害作用[45]。

不同類型有機硒的生物有效性也不相同，研究結(jié)果發(fā)現(xiàn)，SeMet進入機體后產(chǎn)生的GPx酶活較無機硒低，而MeSeCys則不會出現(xiàn)這種現(xiàn)象[46]。SeMet進入體內(nèi)后會合并到體蛋白替代Met，從而不能被機體作為Se識別而無法發(fā)揮作用[42]。當(dāng)釋放自由的SeMet時，將會行使Se的作用進入硒蛋白系統(tǒng)通路。因此，Met的攝入將會影響SeMet的周轉(zhuǎn)。Met是一種限制性氨基酸，人體自身不能合成，必須通過食物攝取。如果食物中含有SeMet而沒有Met，那么SeMet將進入體蛋白合成通路，而不能發(fā)揮Se的作用，從而造成Se缺乏[47]。長期攝入過量的SeMet將會造成Met缺陷，并在蛋白質(zhì)代謝時過度釋放Se，從而引起毒性[48]?？梢?，無論是無機硒還是有機硒，攝入不足和過量均會引起機體的不良反應(yīng)，甚至對機體產(chǎn)生毒性。

Se對保證人體健康具有重要作用。目前，全球包括中國在內(nèi)共有29個國家存在硒缺乏問題。如何合理、安全地補充硒是當(dāng)前所要解決的問題。通過食物獲取適量的硒是一條安全并且價廉的途徑。目前，雖然對富硒食物開發(fā)利用做了大量的研究，也取得了一定的成果，但對食物中硒形態(tài)以及人體對不同形態(tài)硒吸收利用的機理研究還有待深入，從而更好的發(fā)揮有益于人體健康的富硒食物資源作用。

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