富硒食品的研究進(jìn)展與展望

陳析羽，張　浩，湯　虎，黃鳳洪

(中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院油料作物研究所/油料油脂加工技術(shù)國家地方聯(lián)合工程實驗室/農(nóng)業(yè)部油料加工重點實驗室/油料脂質(zhì)化學(xué)與營養(yǎng)湖北省重點實驗室，武漢　430062)

近年來的研究表明，人們通過食用富硒食品，能獲得人體健康所需的適量硒元素。因此，種類繁多的富硒食品如富硒大米、富硒茶、富硒玉米粉、富硒小麥等涌入市場，以滿足人們對富硒食品日益增長的需求。

1　硒與人體健康

硒是人體內(nèi)必不可少的微量元素，具有重要的營養(yǎng)意義：(1)抗衰老。硒是谷胱甘肽過氧化物酶的組成成分，此酶可催化還原型谷胱甘肽與過氧化物的氧化還原反應(yīng)，因此具有抗氧化作用，適量的攝入可以起到降低器官老化速度、延緩衰老的作用[1]；(2)增強(qiáng)免疫力。硒補(bǔ)充劑可通過增加γ-干擾素和其他細(xì)胞因子的產(chǎn)量，早期的T-細(xì)胞增殖和輔助性T-細(xì)胞的增加來增強(qiáng)細(xì)胞免疫反應(yīng)，增強(qiáng)人體免疫力[2]；(3)抗癌。通過抗氧化保護(hù)，改變致癌物質(zhì)的代謝，增強(qiáng)機(jī)體的免疫監(jiān)視，調(diào)控細(xì)胞增殖和腫瘤細(xì)胞侵襲和抑制新血管生成等機(jī)制達(dá)到抗癌作用[3]；(4)解毒、排毒。硒與金屬的結(jié)合力很強(qiáng)，與體內(nèi)的鎘、汞、鉛、錫、鉈等重金屬結(jié)合形成金屬硒蛋白，降低了重金屬的毒性，起到解毒、排毒的作用[4]；(5)增強(qiáng)生殖功能。硒是男性生殖的必需物質(zhì)，在睪酮生物合成以及精子的形成和發(fā)育過程中起著重要作用[5]；(6)預(yù)防心血管疾病。硒是維持心臟正常功能的重要元素，低血硒濃度會造成體內(nèi)清除自由基的功能降低，造成有害物質(zhì)沉積，使得血流速度變慢、送氧功能下降，導(dǎo)致心血管疾病發(fā)病率升高[6]。

目前人類主要通過食物鏈攝取硒，而土壤中硒的含量及賦存狀態(tài)直接影響著食物鏈各環(huán)節(jié)硒的含量[7]。硒在自然界中的存在方式分為無機(jī)硒和有機(jī)硒，其中無機(jī)硒通常指亞硒酸鈉和硒酸鈉，往往生物利用率低且毒性大，人體不宜直接食用；而有機(jī)硒主要指含硒氨基酸和含硒蛋白質(zhì)，生物利用度高且無毒，具有一定的生物活性，和人體代謝密切相關(guān)[8]。現(xiàn)代人缺硒與資源和環(huán)境密切相關(guān)，我國地質(zhì)地理環(huán)境獨特，大部分地區(qū)都缺乏硒元素，最典型的是我國黑龍江克山縣地方病——克山病，與缺硒有著直接的聯(lián)系[9]，少數(shù)罕見的富硒區(qū)，如湖北恩施、陜西紫陽等地區(qū)土壤中生長出來的植被富含充足的硒元素，而這兩個地區(qū)先后于1963年和1980年發(fā)生過硒中毒事件，經(jīng)調(diào)查與人體攝入過量硒相關(guān)[10]。缺硒會導(dǎo)致人體免疫能力下降，造成如癌癥、心血管疾病、肝病、生殖系統(tǒng)疾病等疾病，而硒攝入過量會造成神經(jīng)系統(tǒng)紊亂、指甲和毛發(fā)脫落癥狀甚至硒中毒等癥狀[7]。由于人體內(nèi)沒有長期貯藏硒的器官，人體所需的硒應(yīng)該適時、適量的攝取，中國營養(yǎng)學(xué)會推薦每人每日硒攝入量為50～250μg[11-12]。綜上所述，科學(xué)的補(bǔ)充硒元素，對人類健康至關(guān)重要。

2　富硒產(chǎn)品研究

2.1　富硒產(chǎn)品分類

2.1.1天然富硒產(chǎn)品天然富硒產(chǎn)品又稱作地源硒富硒產(chǎn)品，這一類富硒產(chǎn)品主要是通過富硒地土壤種植獲得，受土壤環(huán)境的影響很大。我國湖北恩施、陜西紫陽和安徽石臺等少數(shù)幾個富硒地區(qū)土壤種植出來的富硒茶、富硒大米等農(nóng)產(chǎn)品均為天然富硒產(chǎn)品。彭麗芬[13]通過研究富硒香菇的種植，初步建立了天然富硒香菇的栽培技術(shù)體系，較之前的技術(shù)有所改進(jìn)，提高了生物轉(zhuǎn)化率，達(dá)到了無公害的生產(chǎn)標(biāo)準(zhǔn)。鄭濤等[14]研究發(fā)現(xiàn)，石臺縣的天然富硒大米不僅煮出的米飯清香，而且口感好。

2.1.2添加強(qiáng)化硒的富硒食品添加強(qiáng)化硒也是生產(chǎn)富硒食品的一種方法，雖然生產(chǎn)標(biāo)準(zhǔn)有待進(jìn)一步完善，但這種方法方便快捷，由此得到的富硒產(chǎn)品涉及到乳制品、富硒餅干、含硒食鹽、富硒面粉和維生素制劑等。我國在這方面的研究仍處于起步階段，創(chuàng)新性有待進(jìn)一步提高。

2.1.3人工轉(zhuǎn)化富硒食品人工轉(zhuǎn)化的富硒食品主要分為植物轉(zhuǎn)化、動物轉(zhuǎn)化和微生物轉(zhuǎn)化三種[15]。植物轉(zhuǎn)化主要是通過種植富硒溶液浸泡后的種子來獲得含硒植物，在植物葉面噴灑含硒溶液、在富硒土壤中種植以及在非富硒地區(qū)向土壤中添加富硒肥等方法，提高植物中硒含量。動物轉(zhuǎn)化主要是通過在動物的飼料中添加含亞硒酸鈉、硒粉、硒蛋白、富硒酵母等含硒物質(zhì)以獲得富硒的肉制品、乳制品以及蛋制品等[16]。林長光等[17]研究表明，在豬的飼料中添加含硒物質(zhì)可以使豬體內(nèi)的硒含量提高2.4倍左右。將含硒物質(zhì)加到泌乳期的動物飼料中可以增加乳汁中的硒含量，在動物體內(nèi)硒元素的增加主要表現(xiàn)為硒代蛋氨酸的含量大幅上升。Phipps等[18]通過給奶牛喂硒酵母來獲得富硒乳制品，發(fā)現(xiàn)牛奶中的硒代蛋氨酸含量增加了82%。Panye等[19]在雞的飼料中加入適量的富硒酵母，喂養(yǎng)28d后發(fā)現(xiàn)雞蛋中的硒含量明顯增加。此外，相比于無機(jī)硒，有機(jī)硒中的硒元素更容易被動物吸收利用，因此在飼料中添加有機(jī)硒更有助于雞蛋中硒含量的提高[20-21]。微生物轉(zhuǎn)化是通過在培養(yǎng)微生物如食用菌的培養(yǎng)基中加入無機(jī)硒，利用其特有機(jī)制使無機(jī)硒與蛋白質(zhì)和多糖等大分子活性物質(zhì)結(jié)合轉(zhuǎn)化為蛋白硒和多糖硒等有機(jī)硒，以彌補(bǔ)天然食用菌中硒含量低的缺點。研究表明，富硒也可以使食用菌的營養(yǎng)成分得到改善。梁英等[22]報道，硒可明顯降低木耳和香菇中的水分、粗纖維含量，提高粗蛋白、碳水化合物含量。

2.2　國內(nèi)外研究現(xiàn)狀

2.2.1國內(nèi)研究現(xiàn)狀近年來，隨著我國居民的生活水平逐步提高，人們對食品的營養(yǎng)和安全要求更高，開發(fā)和利用營養(yǎng)安全的富硒食品也成為目前國家的重要方向。目前有機(jī)硒營養(yǎng)液、硒飼料添加劑、富硒營養(yǎng)品和硒保健品的相關(guān)研究都取得一定的研究進(jìn)展。新疆伊犁師范大學(xué)開發(fā)出了富硒蛹蟲草，創(chuàng)新性的將這兩種有益物質(zhì)結(jié)合起來，研發(fā)出了一系列蟲草產(chǎn)品[23]。李睿[24]通過調(diào)研五大城市發(fā)現(xiàn)只有少部分市民使用過富硒產(chǎn)品。目前，少數(shù)貧困的人還無法承擔(dān)富硒食品的價格。

2.2.2國外研究現(xiàn)狀國外的一些缺硒國家為解決缺硒這一難題采取的措施主要是通過進(jìn)口含硒高的小麥、在農(nóng)作物的土壤中添加富含硒元素的肥料等。國際上通常使用的有機(jī)硒營養(yǎng)劑有硒代胱胺酸、硒蛋白奶等。國際上的部分缺硒國家，將含硒化肥等應(yīng)用于生產(chǎn)生活中，通過施用含硒化肥，從而達(dá)到補(bǔ)充硒元素的目的，來促進(jìn)牧草生長的過程中硒元素含量的增加，使食用牧草的動物體內(nèi)含有更多的硒元素[25]。

3　硒元素的檢測方法

3.1　無機(jī)硒和有機(jī)硒的鑒別

硒元素大多以無機(jī)硒的形式存在自然界中，如硒化物、亞硒酸鹽、硒酸鹽[26]；當(dāng)元素硒與有機(jī)物結(jié)合時形成有機(jī)硒，如動植物體內(nèi)與蛋白質(zhì)、核酸、多糖等相結(jié)合的硒；通過對比無機(jī)硒和有機(jī)硒使亞甲基藍(lán)退色時間的差別，可以定性鑒別無機(jī)硒和有機(jī)硒[27]。

3.2　含硒化合物的測定方法

3.2.1光學(xué)分析方法主要包括分光光度法、分子熒光光譜法、原子熒光光譜法和原子吸收光譜法。分光光度法的操作方便、反應(yīng)時間短并且經(jīng)濟(jì)實惠，在檢測中被大量使用。分光光度法主要分為常規(guī)分光光度法和催化動力學(xué)分光光度法[28]。張蕾等[26]采用微柱二氧化鈦作為吸附材料，通過流動注射技術(shù)分離富集微量硒，此法測定微量硒具有較高的精度。分子熒光光譜法較其他方法而言，具有選擇性強(qiáng)、重現(xiàn)性更好的優(yōu)點，在食品方面，我國現(xiàn)主要采用這種方法來測定硒元素的含量。馬安德等[29]用5種方法測定出樣品中微量硒的回收率在92%～99%內(nèi)[29]。原子熒光光譜法中常用的分為氫化物原子熒光光譜法、火焰原子熒光光譜法和石墨爐原子熒光光譜法三種。測定時要用掩蔽劑，大多數(shù)反應(yīng)中，主要是用鐵氰化鉀來消除Cu(Ⅱ)、Ag(I)、Pd(Ⅱ)、Au(Ⅲ)、Pt(Ⅳ)、Bi(Ⅱ)、As(Ⅲ)等元素的干擾，以保證測定結(jié)果的準(zhǔn)確性[28]。目前該法已被廣泛應(yīng)用于測定面粉[30]、果蔬類[31]、可食用水[32]、罐頭[33]以及海鮮類產(chǎn)品[34]等食品中的硒含量。常用的原子吸收光譜法有氫化物原子吸收光譜法和火焰原子吸收光譜法。黃曉君等[35]通過氰化物原子吸收光譜法測定富硒猴頭菌中的硒含量，測得的平均回收率在90%～110%內(nèi)。賴心[36]通過火焰原子吸收光譜法測定飼料中的硒含量，回收率均在98%～104%內(nèi)。

3.2.2電感耦合等離子體發(fā)射光譜法食物或藥物中痕量硒的測定主要是采用電感耦合等離子體發(fā)射光譜法(HG-ICP-AES)，Dolan S P等[37]通過先對試樣進(jìn)行微波消解，再對硒含量進(jìn)行測定，測定出的硒元素回收率在 88%～113%內(nèi)。Dirk Schlegel等[26]利用電感耦合等離子體發(fā)射光譜法與其他方法相結(jié)合，測定出了化合物中的硒含量。

3.2.3電化學(xué)分析法電化學(xué)分析法是利用不同物質(zhì)具有不同的電化學(xué)性質(zhì)這一特點來測定樣品中的硒元素含量以及不同的含硒化合物，這種檢測方法靈敏度高、選擇性好、設(shè)備操作更簡單，常常用于物質(zhì)中痕量硒的測定。孫莉等[38]用這種方法測定生物樣品中的微量硒，在4.0×10-7～8.0×10-6mol/L內(nèi)硒的濃度呈線性相關(guān)，硒的檢出限為2.0×10-7mol/L，相對標(biāo)準(zhǔn)與偏差均在5%的范圍內(nèi)[38]。

3.2.4色譜法色譜法有高效液相色譜法和氣相色譜法[26]。除了使用單一方法測定以外，隨著近幾年來的發(fā)展，色譜法測硒的研究也有進(jìn)一步提高，大多數(shù)測定方法都是衍生后進(jìn)行測定。王振華等[39]建立的液相色譜—雙通道原子熒光檢測法，測定出含硒的樣品加標(biāo)回收率在83%～108%內(nèi)。肖上甲等[40]通過微波消解氣相色譜法測定出化妝品中硒含量，且回收率均在90%以上。

4　富硒產(chǎn)品的應(yīng)用前景

從近幾年的發(fā)展?fàn)顩r來看，我國富硒產(chǎn)品的開發(fā)受到相關(guān)部門的高度重視，也成立了相關(guān)富硒產(chǎn)品研發(fā)創(chuàng)新小組，越來越多的富硒產(chǎn)品進(jìn)入大眾的生活中[41]。在市場對富硒產(chǎn)品的需求催化下，人們對富硒地也越來越關(guān)注，截止目前，已經(jīng)在多個省份發(fā)現(xiàn)了具備富硒農(nóng)業(yè)發(fā)展的自然富硒土壤，很多富硒地都已經(jīng)形成了特色鮮明的富硒農(nóng)業(yè)種植體系[42]。富硒農(nóng)產(chǎn)品未來的發(fā)展方向主要是建立富硒農(nóng)業(yè)種植基地，科學(xué)制定富硒產(chǎn)品品牌和借力信息技術(shù)開拓市場。在現(xiàn)階段的農(nóng)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整和轉(zhuǎn)型升級環(huán)境中，富硒土壤作為重要的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)資料，正在被人們開發(fā)利用，富硒農(nóng)業(yè)種植在我國的富硒地已經(jīng)全面展開，市場上供應(yīng)的富硒農(nóng)產(chǎn)品也越來越多，在現(xiàn)代農(nóng)業(yè)技術(shù)的推動下，富硒地區(qū)在農(nóng)業(yè)種植方面會取得更好的經(jīng)濟(jì)效益，給人們帶來種類繁多的富硒農(nóng)產(chǎn)品[42]。此外，市面上常見的硒營養(yǎng)強(qiáng)化產(chǎn)品如硒保健品主要以含硒補(bǔ)充片為主，產(chǎn)品結(jié)構(gòu)單一，與常用食品結(jié)合性較差，仍待進(jìn)一步開發(fā)。通過加入富硒酵母生產(chǎn)的富硒面包和餅干因生產(chǎn)成本、消費渠道等問題還未在市面銷售[23]。

5　結(jié)論

富硒食品是目前功能營養(yǎng)食品研發(fā)的熱點領(lǐng)域之一，經(jīng)天然和人工轉(zhuǎn)化后的富硒食品是人體補(bǔ)硒的優(yōu)質(zhì)營養(yǎng)源，然而硒攝入不足或過量對人體健康都無益，甚至?xí)斐蓢?yán)重的傷害，因此，科學(xué)補(bǔ)硒顯得十分重要。鑒于硒對人體健康影響的多樣性和復(fù)雜性，未來的研究中需要進(jìn)一步明確硒的營養(yǎng)機(jī)制，優(yōu)化這種微量元素對人體健康的積極作用，減少潛在的風(fēng)險?！?/p>