富硒乳制品的生產(chǎn)研發(fā)進展及前景分析

文/潘蕓蕓 姜竹茂 艾春梅 王 恒

（煙臺大學生命科學學院）

硒元素（Se）位于元素周期表第四周期VIA族，是人體必需微量元素之一，具有抗癌、延緩衰老、增強機體免疫力的作用。人類對硒已有200多年的研究歷史，對其的營養(yǎng)價值、生理功能有了深入的了解[1]。全球有40 多個國家和地方缺硒[2]，我國是缺硒大國，硒的分布也極其不平衡，有2/3的土地缺硒。研究證明，缺硒可引起人類患克山病、大骨關(guān)節(jié)病，導致牲畜患白肌病[3]。世界衛(wèi)生組織要求，膳食中硒的每日最低攝入量為40 μg/天，每日推薦營養(yǎng)補充量為50～250 μg/天[4]。當前，我國鼓勵發(fā)展富硒產(chǎn)業(yè)，生產(chǎn)富硒產(chǎn)品，現(xiàn)有的富硒產(chǎn)品涉及谷物、茶葉、畜產(chǎn)品、水果等，但還未見富硒乳制品產(chǎn)品。市場上現(xiàn)有乳制品中硒含量較低，平均硒含量僅為0.0055 μg/g[5]，無法滿足人體需求。乳制品因其豐富的營養(yǎng)價值而深受消費者喜愛，因此，富硒乳制品會是一條較好的補硒途徑。

1 硒在人體的存在形式及生理功能

1.1 硒在人體的存在形式

硒在機體內(nèi)以有機硒和無機硒2 種形式存在。無機硒一般是指亞硒酸鈉和硒酸鈉；有機硒一般通過生物轉(zhuǎn)化使硒與生物體內(nèi)的有機物質(zhì)結(jié)合而成，以硒蛋白質(zhì)（功能蛋白質(zhì)及酶類）、硒多糖、硒核酸等形式存在[6]。這2 種形式的硒都可被人體吸收、利用，但有機硒在人體的吸收、利用率比無機硒大得多，可在機體組織中貯存，而無機硒大多被人體直接代謝、消耗，對人體有一定毒害作用[7]。硒蛋白質(zhì)是有機硒在人體吸收、利用的主要形式，目前在人體或動物體內(nèi)已發(fā)現(xiàn)有25 種硒蛋白質(zhì)，各自發(fā)揮著不同作用[8]。

1.2 硒的生理功能

硒是谷胱甘肽過氧化酶（GSH-Px）活性部位必不可少的輔助因子，在人體內(nèi)會以硒蛋白質(zhì)的形式參與特定酶的代謝活動。因此，硒的缺乏會影響酶的合成，使酶活性降低，影響人體正常生理功能，特別是氧化還原反應、甲狀腺激素合成代謝和免疫功能等[9]。

1.2.1 硒的抗氧化作用

硒的抗氧化作用主要體現(xiàn)在對活性氧自由基及其衍生物的抗氧化。GSH-Px和磷脂氫谷胱甘肽過氧化物酶（PHG-PX2）是生物體內(nèi)的2 種含硒酶[10]。缺硒會引起GSHPX活性的改變，導致功能失調(diào)和疾病的發(fā)生。血液攜氧能力也和硒含量密切相關(guān)，當血液中硒濃度降低時，血紅蛋白易被氧化，攜氧能力降低；硒濃度升高時，血紅蛋白不易被氧化，攜氧能力提高。

1.2.2 硒與甲狀腺激素合成代謝關(guān)系

硒在甲狀腺激素的合成和功能中發(fā)揮十分重要的作用。Kucharzewski等[11]研究了不同類型甲狀腺疾病患者血液中硒濃度的差異，發(fā)現(xiàn)甲狀腺癌患者中平均硒含量較低。Rasmussen等[12]研究了麥丹輕度缺碘地區(qū)血清硒濃度與甲狀腺體積的關(guān)系，結(jié)果表明血清硒濃度與甲狀腺水平呈負相關(guān)，低硒增加了甲狀腺腫大的風險。同時發(fā)現(xiàn)，各種甲狀腺疾病患者全血中硒濃度與健康人相比較低，而適量補硒能促進甲狀腺功能的恢復[13]。

1.2.3 缺硒性地方病

地方性人群缺硒是指某地區(qū)人群硒水平普遍低于正常水平，長期硒攝入不足影響了機體正常的生理功能，造成了疾病的發(fā)生?？松讲≈饕植荚诤邶埥⒃颇系萚14]地區(qū)，楊光圻等[15]于1973年第一次提出克山病與硒含量過低有關(guān)，研究表明，適量補硒可預防克山病的發(fā)生。大骨節(jié)病是以關(guān)節(jié)軟骨變性、壞死為主的一種慢性地方性疾病，我國部分地區(qū)仍存在此類疾病，硒水平較低是大骨節(jié)病的共有特征，適量補硒可緩解病癥[16]。

2 富硒乳制品的生產(chǎn)研究情況

2.1 富硒生鮮乳

目前，研究人員多采用在飼料中添加有機硒的方法來生產(chǎn)富硒鮮奶。與無機硒相比，有機硒更能提高牛乳中硒的含量。日糧中添加有機硒，可使乳硒含量提高4～5倍。

呂戰(zhàn)偉[17]研究了日糧中添加不同水平的亞硒酸鈉和酵母硒對奶牛生產(chǎn)性能及乳硒含量的影響，結(jié)果表明，不同水平的亞硒酸鈉和酵母硒對乳成分的影響不顯著，乳硒含量隨著酵母硒添加量的增加而上升，其中15 mg/天和20 mg/天的酵母硒添加效果較好，而亞硒酸鈉對乳硒含量的影響不明顯。Karkoodi等[18]研究表明，奶牛飼料中添加有機硒的螯合物可顯著提高其乳脂率和乳蛋白質(zhì)率。韓吉雨等[19]以72 頭荷斯坦牛為研究對象，研究亞硒酸鈉和阿富硒對奶牛乳硒含量和生產(chǎn)性能的影響，結(jié)果表明，亞硒酸鈉組與對照組之間差異不顯著，但添加阿富硒處理組均能提高乳硒含量，其中添加濃度為12 g/天·頭阿富硒可使乳硒含量達到65.5 μg/kg。目前，已證實有機硒對奶牛的生產(chǎn)性能影響高于無機硒，但關(guān)于有機硒的最佳添加量、有機硒種類的選擇，值得更深一步的研究。

2.2 富硒純牛奶

目前，富硒純牛奶的研發(fā)主要有2 種方式：一是動物轉(zhuǎn)化法；二是直接添加法。動物轉(zhuǎn)化法是指用富含硒元素的飼料喂養(yǎng)奶牛，使其分泌出的乳汁富含硒元素。這種方法優(yōu)點在于硒元素來源綠色、安全，但缺點是操作繁瑣、復雜。直接添加法是指在乳制品生產(chǎn)中，直接添加富硒酵母等優(yōu)質(zhì)硒源。該方法工藝簡單，更利于企業(yè)生產(chǎn)，但對富硒酵母的添加量有一定限制，我國規(guī)定飲料中硒添加量為30 μg/10 mL[20]。

莊安寧等[21]通過在奶牛日糧中添加富硒酵母，利用原子熒光分析法測定牛奶中硒的含量，使牛奶中硒含量提高到97.73 g/L。張祥明等[22]研究富硒紫云英對奶牛乳硒含量及產(chǎn)奶量、乳脂、乳蛋白質(zhì)等的影響，結(jié)果表明，紫云英能促進奶牛對硒的吸收，富硒紫云英效果最好，但對乳脂、乳蛋白質(zhì)和乳中K+、Na+含量沒有顯著的影響，而對乳中Ca2+、Mg2+含量影響較大。同時，富硒紫云英可大大提高奶牛的產(chǎn)奶量。Csapó.J等[23]以硒元素添加量2 mg/天的飼料喂養(yǎng)奶牛，得到53 μg/kg的富硒牛奶。奶牛日糧中硒源種類很多，而不同硒源的生物利用率不盡相同，最后牛奶中的硒含量存在差異，需深入研究奶牛對不同硒源的最大耐受量。同時，牛奶生產(chǎn)工藝條件是否對硒元素造成影響，也需要進一步的研究。

2.3 富硒酸奶

酸奶具有獨特的風味和豐富的營養(yǎng)價值，現(xiàn)已逐漸成為人們必需的日常生活食品。微生物具有富集微量元素的功能，能將無機硒轉(zhuǎn)化為有機硒。富硒菌種的篩選一直是研發(fā)人員關(guān)注的重點?，F(xiàn)已有報道證明，乳酸菌具有一定的富硒能力[24,25]，可將亞硒酸鈉轉(zhuǎn)化為利用率高的有機硒。易鑫等[26]以不同濃度的亞硒酸鈉作用于5 種乳酸菌，篩選出一株富硒優(yōu)勢乳酸菌——植物乳桿菌，確定了植物乳桿菌最佳的富硒條件為NaCl濃度2%，亞硒酸鈉濃度16 μg/mL，接種量3%，最終富硒率為84.26%。鄧宇[27]從開菲爾顆粒中篩選出一株富硒優(yōu)勢菌種——短乳桿菌，將其應用于富硒酸奶的制備，并在添加富硒短乳桿菌生產(chǎn)的富硒酸奶中觀察到了單質(zhì)硒。張蓉等[28]以復原乳為原料，以富硒青春雙歧桿菌和干酪乳桿菌為發(fā)酵劑，制備了一種新型富硒保健酸奶，其有機硒質(zhì)量比為29.2 μg/kg，貯藏期間有機硒含量相對穩(wěn)定。張海濤等[29]將長雙歧桿菌和嗜酸乳桿菌作為發(fā)酵菌種，以菌體中含硒量為指標，通過單因素及正交試驗確定了富硒羊酸奶的主要發(fā)酵劑生產(chǎn)工藝，最終得到酸奶發(fā)酵劑中硒含量約為33.46 μg/kg。Liu等[30]采用在飼料中添加硒元素的方式生產(chǎn)富硒牛奶和奶酪，研究發(fā)現(xiàn)，牛奶中的硒元素主要集中在酪蛋白質(zhì)和乳清蛋白質(zhì)中，富硒奶酪中硒含量比牛奶高出4 倍；與不含硒奶酪相比，富硒奶酪的可融性、流動性、延展性更好。

除了利用微生物的富集功能生產(chǎn)富硒酸奶外，在生產(chǎn)過程中添加其他富硒物質(zhì)也是生產(chǎn)富硒酸奶的一種方法。謝海軍等[31]在原料乳中添加從富硒平菇中提取的硒蛋白質(zhì)制備富硒酸奶，硒蛋白質(zhì)添加量4%，發(fā)酵時間6 h時制備的硒蛋白質(zhì)酸奶感官品質(zhì)最好，冷藏期間其保水性顯著高于對照組。朱海敏等[32]將富硒茶葉中的硒元素精提取出來，得到富硒茶葉精提組分，再將其與牛奶進行混合，經(jīng)保加利亞乳桿菌和嗜熱乳鏈球菌發(fā)酵，制備一種新型富硒茶酸奶。祁新華等[33]以羊奶粉、小麥胚芽粉為原料，添加富硒酵母，通過嗜酸乳桿菌和副干酪乳桿菌發(fā)酵，制備了一種新型富硒發(fā)酵羊乳飲料，其硒含量為145 μg/kg。目前，微生物的富硒功能受到多方面因素的影響，如亞硒酸鈉添加量、發(fā)酵時間長短。研發(fā)篩選出更適合富硒的微生物菌株，確定其對亞硒酸鈉的耐受程度及與其他菌株之間的關(guān)系是值得深入研究的問題。

3 富硒乳制品的應用前景及小結(jié)

我國鼓勵發(fā)展富硒產(chǎn)業(yè)，目前我國富硒農(nóng)業(yè)的產(chǎn)值已經(jīng)超過1 000億元，未來5 年可能突破萬億元。富硒產(chǎn)業(yè)得到各級重視，越來越多的富硒產(chǎn)品進入大眾的生活中[34]。市場上乳制品種類也在不斷創(chuàng)新發(fā)展中，芝士酸奶、益生菌乳品的出現(xiàn)為乳制品市場注入了新的活力。目前富硒牛奶已實現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化生產(chǎn)，市場上也出現(xiàn)了相關(guān)產(chǎn)品，如“蒙貝利”系列富硒純牛奶、“百菲酪”富硒水牛純奶，但富硒酸奶、富硒奶酪等乳制品還未有大規(guī)模生產(chǎn)，無法滿足消費者多樣化的需求。因此需要對富硒乳制品進行進一步的研發(fā)，填補市場空白，其應用前景廣泛。

富硒食品是功能性食品研發(fā)的熱點領域之一，適量的補硒對人體有益無害。隨著經(jīng)濟的發(fā)展，人們越來越重視食品的營養(yǎng)健康。乳制品逐漸成為人們?nèi)粘Ｉ钪械谋匦杵分?，將硒元素與牛奶結(jié)合，生產(chǎn)出一系列富硒乳制品，不僅滿足了消費者的需求，更是一條良好的補硒途徑。國內(nèi)外學者對硒的功能性、形態(tài)分布、富硒微生物等方面進行了深入的研究，但將硒元素用于食品加工，還需要進一步研究在加工過程的硒狀態(tài)、穩(wěn)態(tài)等問題，從而為富硒乳制品的開發(fā)提供更大的可能。