微量元素硒、鋅的營養(yǎng)、推薦攝入量及其在魚類中的含量分布

李雪玲，林聽聽，劉 鑫，張 東*

（1.中國水產(chǎn)科學(xué)研究院東海水產(chǎn)研究所，農(nóng)業(yè)農(nóng)村部東海漁業(yè)資源開發(fā)利用重點實驗室，上海 200090；2.上海海洋大學(xué)，水產(chǎn)科學(xué)國家級實驗教學(xué)示范中心，上海 201306）

硒（Selenium）和鋅（Zinc）作為人體必需微量元素，是近些年來最受人們關(guān)注、研究最多的兩種元素，它們不僅影響人體生長發(fā)育，也與健康息息相關(guān)。硒因其具有提高免疫力［1］、抗癌［2］和抗衰老［3］等作用，被稱為人類的“長壽元素”、“抗癌之王”。硒攝入量不足可能會引起克山病、大骨節(jié)病、視網(wǎng)膜斑點退化、甲狀腺炎、高血壓、糖尿病等多種疾?。?］。鋅能夠調(diào)節(jié)生物體內(nèi)多種生理生化活動，所以享有“生命之花”“智慧元素”的美稱；人體攝入適量的鋅有助于增強食欲、提高機體免疫力、增進智力和促進骨骼增長等［5］。然而，人體不能自身合成硒和鋅，只能通過膳食進行補充。谷物、堅果、畜禽肉類和水產(chǎn)品是硒和鋅的主要飲食來源［6-7］，其中動物性食物（畜禽肉和水產(chǎn)品），是硒和鋅的最佳來源［8-9］。魚肉富含大量的礦物質(zhì)元素、蛋白質(zhì)和維生素，且肉質(zhì)鮮嫩，是人們通過膳食補充微量元素的首選食材。

據(jù)13個國家的調(diào)查數(shù)據(jù)顯示，超過20%的居民患上鋅缺乏癥［10］，10億左右人口處于硒營養(yǎng)不良的危機中［11］。故而，國內(nèi)外學(xué)者很早就對食物中硒和鋅含量展開研究。1972年，美國從49個不同水域選取多種魚類進行含硒量調(diào)查［12］；1987年，中國針對約250種沿海生物進行含硒量分析［13］；此后陸續(xù)有學(xué)者對韓國［14］、巴西［6］、泰國［15］等國家的水產(chǎn)品進行硒含量測定。1991年，BENEMARIYA等［16］對淡水魚和海水魚鋅含量進行了比較，之后陸續(xù)有專家在此基礎(chǔ)上對魚類組織的鋅含量分布進行了探索。目前關(guān)于微量元素硒、鋅在魚體內(nèi)含量分布的研究比較零散，缺乏對兩者系統(tǒng)的整理。因此，本文首先匯總了各國權(quán)威公布的硒和鋅推薦攝入量，以期為人們科學(xué)地認識硒和鋅補充的重要性、合理指導(dǎo)營養(yǎng)攝入與補充提供參考。然后總結(jié)了現(xiàn)知的不同魚體內(nèi)硒、鋅含量檢測數(shù)據(jù)，有助于加深人們對魚類營養(yǎng)價值的認識，同時為如何提高養(yǎng)殖魚類硒、鋅含量提供思路。

1 微量元素硒、鋅的營養(yǎng)功能

1.1 硒的營養(yǎng)功能

硒，于1817年被瑞典科學(xué)家BERZELIUS在自家硫酸廠的鉛室底部發(fā)現(xiàn)，并將之命名為Selene。此后，國內(nèi)外許多學(xué)者對其展開了研究，發(fā)現(xiàn)硒具有抗氧化活性［1］、抗癌［2］、抗炎［17］、抗細胞突變［18］、抗衰老［3］、抗寄生蟲［19］、抗菌［20］和抗病毒［21］等作用，并證實硒不僅是動物及人體所必需的營養(yǎng)元素，還是一種對植物生長有益的營養(yǎng)元素，當其攝入量不足時會影響生物體健康，但過多也有害健康。硒水平與癌癥的相關(guān)性，一直都是科學(xué)家關(guān)注的問題，專家推測硒攝入量過低可能導(dǎo)致癌癥，但一直未證實，直到CLOYTON等在1949年開展的硒抑制二甲基氨基苯實驗證實硒能夠降低大鼠患結(jié)腸癌風(fēng)險［22］。此后陸續(xù)發(fā)現(xiàn)硒在治療肝癌、乳腺癌、食道癌、子宮頸癌和結(jié)腸癌等癌癥上具有積極效果［23］。目前研究已發(fā)現(xiàn)克山病、大骨節(jié)病、阿爾茨海默病、糖尿病、心腦血管疾病、多發(fā)性腦脊髓硬化癥、癌癥、免疫系統(tǒng)疾病、視網(wǎng)膜病變等多達40類疾病與硒缺乏有關(guān)［24］。補硒雖然在維持人體健康和減緩衰老等方面有積極作用，但過量補硒會對人體造成不良影響，如脫發(fā)、指甲脫落、皮膚損傷、神經(jīng)系統(tǒng)紊亂，嚴重患者甚至?xí)c瘓和死亡［25］。由上可知，為了維持人體健康和預(yù)防疾病，適度補硒非常重要。

1.2 鋅的營養(yǎng)功能

鋅是生物體內(nèi)許多酶的組成成分，目前已知有200多種含鋅金屬酶，并且與300多種酶的結(jié)構(gòu)和活性有關(guān)［5］。按功能，這些酶可分為以下三類：（1）調(diào)控味覺和嗅覺敏感性，調(diào)控食欲及進食量；（2）DNA和RNA合成；（3）激素調(diào)節(jié)［8］。這些酶在調(diào)節(jié)生理活動代謝、參與基因調(diào)控、促進骨骼生長、提高機體免疫力和生殖力等方面發(fā)揮重要作用［5］。如果鋅的攝入量不足，將會對嬰兒、兒童、青少年和孕婦產(chǎn)生極大影響。孕婦缺鋅還可能會引發(fā)妊娠糖尿病、貧血、自發(fā)性早產(chǎn)、先兆子癇和妊娠高血壓等疾?。?6］，當給孕婦補充鋅時，不僅能夠減少孕期疾病的發(fā)病率，還可以降低胎兒宮內(nèi)發(fā)育遲緩、增加胎兒體重［27］。兒童和青少年缺鋅不僅會影響生長發(fā)育，還會增加腹瀉、厭食、佝僂病、哮喘和呼吸道感染等疾病的患病風(fēng)險［28-29］。鋅在男性生殖健康中發(fā)揮重要作用，當機體缺乏鋅時，會阻礙精子的產(chǎn)生，是導(dǎo)致精子畸形的原因之一，對血清睪酮濃度也有負面影響［30］。隨著對鋅的深入了解，發(fā)現(xiàn)其與冠心病、肝硬化、腎炎和牛皮癬等多種疾病有關(guān)［31］。因此，合理的膳食補鋅對人體健康十分重要。

2 微量元素硒、鋅推薦攝入量研究

2.1 硒的推薦攝入量

硒的補充不足可引起克山病、大骨節(jié)病、癌癥、甲狀腺癌等各種疾病，過量硒攝入會產(chǎn)生硒中毒現(xiàn)象，因而各國對硒的可耐受量、推薦攝入量等問題展開了廣泛的研究。在中國，最早是由楊光圻研究團隊開展了關(guān)于人體硒需求量和可耐受量的研究，得出避免克山病的最低硒攝入量為17μg·d-1，使血漿中與克山病相關(guān)的谷胱甘肽過氧化物酶達到飽和的硒需求量為41 μg·d-1［32］。1988年，中國營養(yǎng)學(xué)會將硒列為15種每日膳食營養(yǎng)素之一，推薦成人膳食硒的日攝入量為50～250μg·d-1；2013年中國營養(yǎng)學(xué)會建議［33］，兒童膳食硒的推薦攝入量為25～60 μg·d-1，成人膳食硒的推薦攝入量為60 μg·d-1，其中孕婦及哺乳期女性的硒攝入量適量增加為75μg·d-1。美國以楊光圻團隊的研究為參考，基于對中美體重差異的考量，將膳食硒的參考攝入量由40μg·d-1調(diào)整至53 μg·d-1［34］。隨著國際社會對膳食硒攝入量的關(guān)注，各國政府也開始對硒的攝入量制定標準。關(guān)于人體對微量元素的需求量問題，1990年世界衛(wèi)生組織（WHO）召開會議探討，會上專家提出膳食硒的攝入量可以通過其需求量的實驗值來定義；同時，世界衛(wèi)生組織結(jié)合男女性別和體重的差異將膳食硒的推薦攝入量定為男性34μg·d-1和女性26μg·d-1［35］。北歐［36］（丹麥、芬蘭、冰島、挪威和瑞典）于1980年發(fā)布第一份北歐營養(yǎng)建議書，2004年發(fā)表了第4版建議書，規(guī)定成年男性的膳食硒推薦攝入量為50μg·d-1，女性的則為40μg·d-1，其中孕婦和哺乳期女性的推薦攝入量為55μg·d-1。通過對國內(nèi)外科學(xué)證據(jù)進行全面系統(tǒng)的回顧和對成年男女體重差異的分析，2005年日本［37］制定了膳食參考攝入量，將男性的膳食硒推薦攝入量定為30μg·d-1，女性的膳食硒推薦攝入量定為20μg·d-1。隨著國內(nèi)外對硒營養(yǎng)作用的深入研究，發(fā)現(xiàn)硒與孕婦和新生兒之間存在緊密的聯(lián)系，證明女性在妊娠期和哺乳期處于低硒狀態(tài)［38］。因而孕婦及哺乳期女性硒的補充量較正常成年人要多，在預(yù)防妊高癥和流產(chǎn)的同時，能夠降低胎兒的致畸率。以上不同國家、地區(qū)以及世界衛(wèi)生組織的居民膳食硒推薦攝入量如表1所示。

表1 不同國家、地區(qū)和世界衛(wèi)生組織的居民膳食硒推薦攝入量Tab.1 Recommended nutrient intakes（RNIs）of selenium by different countries，areas and WHO （μg·dˉ1）

2.2 鋅的推薦攝入量

鋅在人體的細胞免疫和體液免疫中起核心作用，缺鋅可引起生長緩慢、青春期性腺及性器官發(fā)育不良和第二性征出現(xiàn)推遲等問題，尤以男孩影響為大；成年人可能產(chǎn)生性功能障礙、精子數(shù)少、脫發(fā)、食欲減退、皮膚損害和腹瀉等癥狀［31］。關(guān)于鋅的研究很早就開始了，1926年首次證實鋅是高等植物生長所必需的元素，1934年證實鋅是高等動物營養(yǎng)所必需的元素［39］。根據(jù)最新的中國營養(yǎng)學(xué)會膳食營養(yǎng)攝入建議，成年男性的鋅推薦攝入量為12.5 mg·d-1，成年女性的推薦攝入量為7.5mg·d-1，由于鋅對嬰幼兒生長發(fā)育尤為重要，所以推薦攝入量為20.0 mg·d-1［33］。美國［34］根據(jù)居民的體重和性別差異，將鋅的推薦攝入量定為成年男性11.0 mg·d-1，成年女性8.0 mg·d-1，其中孕婦和哺乳期女性的推薦攝入量略微高于普通女性，分別為11.5 mg·d-1和12.5 mg·d-1。2004年北歐［36］的營養(yǎng)建議書中表示男性的鋅推薦攝入量為9.0 mg·d-1，成年女性和孕婦的鋅推薦攝入量分別為7.0 mg·d-1和11.0 mg·d-1，80歲的女性鋅推薦攝入量與男性相同，為9.0 mg·d-1。日本［37］于2005年重新修訂了膳食營養(yǎng)攝入量標準，其中女性的鋅推薦攝入量為7.0 mg·d-1，男性則根據(jù)年齡的變化攝入量也隨之改變，具體標準見表2。

表2 不同國家、地區(qū)居民膳食鋅的推薦攝入量Tab.2 Recommended nutrient intakes（RNIs）of zinc by different countries/areas （mg·dˉ1）

3 微量元素硒、鋅在魚類中的含量分布

3.1 魚類含硒量

3.1.1 淡水魚含硒量的研究

膳食補硒主要分為動物性硒源和植物性硒源。研究表明，在中國居民膳食中，水產(chǎn)品的含硒量最高，根莖和水果類含硒量較低［40］。同時，張薛勤等［9］對中國不同地區(qū)的畜禽水產(chǎn)品研究發(fā)現(xiàn)，魚肉作為含硒量最高產(chǎn)品，是優(yōu)質(zhì)膳食硒來源。

本文根據(jù)食性將魚劃分為肉食性、雜食性（偏肉食性）和雜食性（偏草食性）三種，不同食性淡水魚的肌肉含硒量如表3所示。吳培華等［41］發(fā)現(xiàn)由于不同食性的魚所處的食物鏈營養(yǎng)級和生物學(xué)特征的不同，其體內(nèi)的硒含量也有所不同，三種食性的魚肌肉的含硒量由低到高的順序為：雜食性（偏草食性）、雜食性（偏肉食性）、肉食性。肉食性的魚類主要以水生昆蟲、蚌肉、螺螄肉、小魚和小蝦等為食［42］，食物鏈長，能夠有效富集膳食硒；雜食性（偏肉食性）的魚類既攝食動物，又食用植物，但主要以浮游動物和小型水生昆蟲等為食，食物鏈相對較長，因而含有較多的硒；雜食性（偏草食性）魚類主要以浮游植物和水草等作為食物，食物鏈相對較短，故含硒量相對較低［41］。

表3 不同食性淡水魚的肌肉含硒量Tab.3 Selenium content in muscle of freshwater fish with different feeding habits （μg·gˉ1，wet weight）

3.1.2 海水魚含硒量的研究

按照魚類生活的水層可將野生魚分為中上層魚類、中下層魚類和底層魚類三種，不同海水魚各組織含硒量如表4所示。LIU等［13］發(fā)現(xiàn)不同水層的魚體內(nèi)各主要組織的硒含量不盡相同，其中肝臟的硒含量差別最為明顯，中上層魚類的肝臟含硒量明顯高于中下層和底層魚類，但是魚整體的含硒量并沒有明顯的差別，即野生魚的含硒量與生活水層之間并無規(guī)律性；同時，發(fā)現(xiàn)鰓和肝臟的硒含量高于肌肉組織。MAHER等［48］也發(fā)現(xiàn)海洋生物消化組織的硒含量高于肌肉組織中的硒含量，從而推測食物途徑在這些生物的硒積累中占主導(dǎo)地位。作為硒富集的主要場所，肝臟為魚肝油的生產(chǎn)提供了條件；鰓也含有較高的硒，推測這與鰓具有的離子交換、滲透調(diào)節(jié)及排泄等功能有關(guān)，海水魚主要借助鰓來向外排泄硒，而海水中的硒含量高，魚鰓只有富集了較高濃度的硒才能通過滲透壓向外釋放［49］。

從表4中可以發(fā)現(xiàn)不同養(yǎng)殖魚的差異較大，例如：人工養(yǎng)殖鞍帶石斑魚（Epinephelus lanceolatus）的含硒量為0.21μg·g-1，但人工養(yǎng)殖的褐牙鲆（Paralichthysolivaceus）的肌肉含硒量可達到4.61μg·g-1。魚體的礦物質(zhì)組成不但因魚的種類不同而呈現(xiàn)差異，即使在同一種魚中也會因年齡、生長環(huán)境、季節(jié)和飼料組成等而有所不同［50］。通過在飼料添加硒源來提高養(yǎng)殖魚體內(nèi)含硒量已成為研究熱點，陸正和與王笑［51］探究飼料加硒對暗紋東方鲀（Takifuguobscurus）魚苗的影響，結(jié)果表明硒強化飼料不僅降低魚苗的死亡率，還能夠減少魚苗的畸變率；同時發(fā)現(xiàn)硒的添加量十分重要，如果添加過高則會導(dǎo)致魚苗死亡。因此，通過飼料添加硒源可以解決養(yǎng)殖魚硒含量少的問題，但添加量的多少還需進一步研究。

表4 野生和養(yǎng)殖海水魚類各組織硒含量Tab.4 Selenium content in different tissues of wild and cultured marine fish （μg·gˉ1，dry weight）

3.2 魚類含鋅量

3.2.1 淡水魚含鋅量的研究

研究表明食物中的鋅不能全部被人體吸收，人體和動物實驗證明動物源鋅比植物源鋅的生物利用率要高［62］。魚肉含有豐富的礦物元素，是人們膳食營養(yǎng)不可或缺的食材，食用魚肉可以補充礦物元素、補充維生素、增加蛋白攝入量。劉凱等［63］在對鳳鱭（Coiliamystus）、湖鱭（C.ectenes taihuensis）和刀鱭（C.ectenes）3種魚進行礦物含量測定時發(fā)現(xiàn)鳳鱭鋅含量顯著高于刀鱭和湖鱭，造成魚體內(nèi)微量元素組成差異的主要原因是棲息環(huán)境的不同。陳錦和蔡康榮［64］對湛江海域海水養(yǎng)殖魚類與淡水養(yǎng)殖魚類肌肉中礦物質(zhì)元素含量進行比較，發(fā)現(xiàn)海水養(yǎng)殖魚肌肉中鋅的平均含量均高于淡水養(yǎng)殖魚，這可能與生物的種類和養(yǎng)殖水中礦物質(zhì)元素含量、喂養(yǎng)食物和生活環(huán)境等因素有一定關(guān)系。

野生魚和人工養(yǎng)殖淡水魚類肌肉含鋅量如表5所示。9種野生魚中，光倒刺鲃（Spinibarbus hollandi）的肌肉含鋅量較高，為53.70μg·g-1，鯽（Carassiusaurtus）的含鋅量較低，為7.00 μg·g-1。人工養(yǎng)殖魚種間含鋅量差異較大，甌江彩鯉（Cyprinuscarpiovar.color）、尼羅羅非魚（Oreochromisnilotica）和南亞野鯪（Labeorohita）肌肉的含鋅量較高，推測與養(yǎng)殖環(huán)境有關(guān)；尼羅羅非魚和南亞野鯪在濕地池塘養(yǎng)大，甌江彩鯉在稻田里養(yǎng)殖，與水泥池里長大的魚不同，他們可能間接積累利用了環(huán)境中多種礦物元素，從而提高自身礦物質(zhì)含量，所以肌肉的含鋅量高［65-66］。3.2.2 海水魚含鋅量的研究

表5 野生和養(yǎng)殖淡水魚類肌肉的含鋅量Tab.5 Zinc content in muscle of wild and cultured freshwater fish （μg·gˉ1，dry weight）

不同生長條件下海水魚類各組織含鋅量如表6所示。從表中可以看出，野生魚中鳳鱭含有較高的鋅含量52.70μg·g-1，養(yǎng)殖魚中成熟灰海馬（Hippocampuserectus）鋅含量較高，為86.10 μg·g-1。紋首鮨（Serranusscriba）、棕線石斑魚（Epinepheluscostae）和奈氏九棘鱸（Cephalopholis nigri）的魚鰓和肝臟的含鋅量明顯高于肌肉，尤其是肝臟；棕線石斑魚的肝臟鋅含量高達500 μg·g-1，這為富鋅魚肝油的產(chǎn)生提供條件。魚鰓中的鋅含量反映了生活水域中的鋅濃度，由于大量過濾海水，所以比肌肉中的含鋅量高；肝臟中的濃度則代表了鋅的儲存量［71］。有研究表示淡水魚吸收礦物質(zhì)的部位主要是鰓和體表，而海水魚類主要通過腸道和體表吸收［50］，這與海魚肝臟鋅元素含量較高是否有一定的聯(lián)系，有待進一步探索。

表6 野生和養(yǎng)殖海水魚類各組織含鋅量Tab.6 Zinc content in different tissues of wild and cultured marine fish （μg·gˉ1，dry weight）

4 討論與展望

日本和北歐的硒、鋅推薦攝入量普遍比中國、美國等國家的推薦量要低，這可能與其特殊的地理位置和飲食習(xí)慣有關(guān)。日本四面環(huán)海，水產(chǎn)品資源豐富；北歐湖泊眾多，同時還坐擁世界四大漁場之一的北海漁場，漁業(yè)發(fā)達，居民飲食中水產(chǎn)品攝入比例相對較高，從而保障了硒和鋅的攝入。目前大約有10×108人口面臨硒攝入不足的問題，缺硒問題正威脅著人類健康［11］。據(jù)統(tǒng)計，低收入國家居民患鋅缺乏癥的比例較大，喀麥隆、柬埔寨、肯尼亞、南非和越南等13個國家鋅缺乏癥患病率高于20%，只有阿富汗、尼日利亞和中國等6個國家的患病率小于20%［10］。由此可見缺硒和缺鋅現(xiàn)象廣泛存在，補硒和補鋅非常重要。通過歸納和總結(jié)可以發(fā)現(xiàn)，魚類含有豐富的硒、鋅元素，尤其是海水魚。但近年來隨著過度捕撈，海水魚捕撈產(chǎn)量驟減。人工養(yǎng)殖不僅能夠解決食用魚短缺問題，還可以提高魚肉營養(yǎng)成分和品質(zhì)。

不同硒源和硒水平對魚類的生長、營養(yǎng)成分和口感影響不同，魚對不同硒源的利用率也不盡相同。楊原志等［55］研究硒源和硒水平對軍曹魚幼魚生長性能、肝臟和血清抗氧化指標及組織硒含量的影響時發(fā)現(xiàn)，蛋氨酸硒的生物利用率高于亞硒酸鈉。梁達智等［78］發(fā)現(xiàn)，在魚飼料中添加硒源會使魚體和脊椎骨硒含量均隨著飼料中硒水平的增加而呈線性升高。胡俊茹等［79］也發(fā)現(xiàn)飼料中添加亞硒酸鈉和酵母硒能夠顯著提高全魚和肌肉的硒含量，同時也能提高魚的抗氧化能力和抗低溫能力。

殷彬等［80］探索不同鋅源對養(yǎng)殖魚生長性能、抗氧化能力以及礦物元素沉積的影響時發(fā)現(xiàn)，飼料中添加鋅能夠提高幼魚的生長性能，同時促進腸道發(fā)育，調(diào)節(jié)脊椎骨礦物元素沉積。付志歡等［81］發(fā)現(xiàn)在飼料中添加腸溶型甘氨酸鋅可提高吉富羅非魚（Oreochromisniloticus）的生長性能，提高抗氧化能力，促進脂肪代謝，增加血清和肝胰臟中鋅含量。

不同種類、大小的魚對飼料的利用率生物效價各不相同，但目前關(guān)于通過飼料提高魚體內(nèi)硒、鋅含量的研究主要集中在幼魚，關(guān)于魚苗、成魚的研究較少，因而養(yǎng)殖魚飼料中硒、鋅的添加形式和添加量還有待進一步探究。關(guān)于魚體內(nèi)的肌肉、鰓絲和肝臟等組織對飼料中硒、鋅的利用機制和利用率的研究也尚少。生長環(huán)境也是影響魚體內(nèi)礦物元素含量變化的因素，例如：養(yǎng)殖的溫度、光照、pH等因子的影響都有待研究。

綜上所述，微量元素硒和鋅與人體健康和疾病關(guān)系密切，在維持人體正常生命活動和健康狀態(tài)中起著極其重要的作用。目前針對鋅、硒缺乏問題尚未建立完善的應(yīng)對措施，希望能夠建立完善的微量元素補充機制，加強食品多樣性開發(fā)；同時開展膳食營養(yǎng)健康教育，呼吁公眾自主關(guān)注人體健康，及時補充營養(yǎng)元素。關(guān)于飼料中添加硒源和鋅源及魚各組織對飼料的利用率等研究并不是很全面，探索不同魚飼料中硒鋅添加方式和添加量對飼料的開發(fā)具有重要意義。根據(jù)目前已有的數(shù)據(jù)可以發(fā)現(xiàn)魚體內(nèi)含有相對較高的元素硒和鋅，然而仍有大量的魚類物種的硒和鋅含量及其在魚體內(nèi)的存在形式尚不明確，全面測定相關(guān)物種的硒、鋅含量及其存在形式，對開發(fā)魚類硒和鋅資源和指導(dǎo)硒、鋅缺乏人群的合理膳食補充具有重要意義。