食物中硒的研究进展

梁克红　卢林纲　朱　宏　朱大洲　王晓红

(农业部食物与营养发展研究所，北京　100081)

硒(Selenium，Se)是一种重要的微量元素，最早是在1817年由Berzelius发现[1]，1957年，Schwarz等[2]首次证明Se是一种人体必需的元素。根据世界卫生组织(WHO)的数据显示，目前大约有10亿人口面临硒营养不良问题[3]，除极少数富硒地区存在硒摄入过量外，大多数处于硒摄入缺乏，硒造成的“隐形饥饿”问题正在威胁着人类的健康。食物是补充硒的一个有效、安全的来源，因此，对食物中的硒含量、形态等研究也开始开展。为此，本文总结了硒可耐受摄入量、推荐摄入量和最低摄入量等方面的研究，综合论述了不同类型食物中硒总量和硒形态研究进展，以期为开发和利用富硒食物、合理指导硒营养摄入与补充提供科学参考。

1　硒对人体健康的重要性及摄入量研究

Se最早因其毒性而闻名，在加拿大、爱尔兰、美国西部和中国部分地区都发生过硒中毒报道[1]。世界卫生组织(WHO)与联合国粮农组织(FAO)在2001年发布的Se无明显损害作用剂量(NOAEL)是800 μg/d[4]，包括美国、中国在内的很多国家将Se的可耐受最高摄入量(UL)定为400 μg/d，欧洲定为300 μg/d。有研究表明，每天摄入超过400 μg的Se，将会产生毒性作用[5]，出现如脱发、脆甲症、疲劳、口腔疾病、肝脏损伤和神经毒性等问题[6-7]。

1957年，Schwarz等[2]首次发现虽然高浓度的Se毒性很高，但可能是一种人体必需的元素。Rotruck等[9]在1973年证明了这一点，他发现Se是谷胱甘肽过氧化物酶(GPx)活性中心的一部分。Se在人体内多方面起着重要生理作用。如甲状腺激素的转化，预防心血管疾病，降低各种癌症的风险如结肠直肠癌、膀胱癌、肝癌、甲状腺癌和肺癌等[8]。到目前为止，人体中已经发现至少25种硒蛋白或亚型[10]。其中，谷胱甘肽过氧化物酶、硫氧还蛋白还原酶(TRx)、脱碘酶和硒蛋白P(SeP)具有重要的生物学功能。GPx是人体中非常重要的一种过氧化物分解酶，能够清除多种过氧化物并保护组织细胞免受过氧化损伤[11]。TRx和GPx一样，可以调控机体内的氧化还原平衡，并且在调控细胞生长和凋亡方面也发挥着重要作用[12]。脱碘酶主要参与血液中甲状腺素(T4)向三碘甲状腺原氨酸(T3)的转化[13]。SeP较其它硒蛋白含有更多的SeCys，主要具有转运硒和抗氧化的作用，在降低肿瘤发病危险度、结合重金属以及供给神经细胞营养方面都发挥着重要的作用[14]。

目前，WHO对健康成人Se的每日推荐摄入量设定为55 μg/d[4]。夏弈明等[15]发现血浆硒蛋白P可以替代GPx活性作为评估硒营养状态的标准，经体重和个体差异等因素校正，我国健康成人Se的推荐摄入量定为60 μg/d[16]。根据最新的中国膳食硒营养素参考摄入量(2013年版)，我国对不同人群的Se的推荐摄入量略有差别，1～3岁幼儿为25 μg/d，4～6岁学龄前儿童为30 μg/d，7～10岁学龄儿童为40 μg/d，11～13岁青少年为55 μg/d，14～17岁青少年为60 μg/d，孕期妇女为65 μg/d，哺乳期妇女为78 μg/d[16]。德国、奥地利和瑞士营养学会(D-A-CH)2015年联合修订了“硒的营养摄入参考值”，也将血浆中硒蛋白P的饱和度用于Se摄入的参考值[17]。考虑到体重的因素，D-A-CH将最终Se摄入量定为成年男性每天70 μg，女性为60 μg。儿童和青少年则参考成人体重与Se摄入量关系进行推算。对于0～4月龄的婴儿，每天需要从母乳中获取10 μg的Se，4～12月龄的婴儿，Se摄入量约为每天15 μg。哺乳期的女性每天Se摄入的参考值为每天75 μg[17]。

通常认为，成年人每日摄入少于40 μg Se，被判定为硒摄入缺乏。缺乏Se容易造成多种疾病，如儿童缺Se容易造成大骨节病，成人则容易发生克山病[18]。WHO认为满足预防克山病和临床相关饮食不足的硒摄入量男性为34 μg/d，女性为26 μg/d。但也有研究认为，每天摄入200 μg的Se可以预防皮肤癌症的发病率[19]。目前，关于大量Se摄入的抗癌机理尚不完全清楚，认为可能是由于Se的促氧化作用而非抗氧化作用。在这一摄入水平下，硒蛋白的抗氧化活性达到最大，过量的Se则是作为氧化剂，诱导癌细胞凋亡[20-21]。

2　食物中硒含量分布

食物是人们获得Se最主要的来源，并且食物中的Se非常依赖于环境中Se含量，尤其是植物源食物。通常水和大气中的Se含量较低，对食物中Se总量影响不大，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]，各地差异较大，例如，欧洲人每日Se的摄入量约为28～70 μg，美国人每日Se的摄入量约有100 μg[23-24]。我国土壤总体缺硒，且土壤中的Se含量差异较大，富硒地区如陕西紫阳和湖北恩施地区大部分在0.2～3.0 mg/kg，缺硒地区如东北地区土壤平均Se含量为0.108 mg/kg[25]。由于硒的重要性，营养学家建议通过日常饮食增加硒的摄入，尤其是那些贫硒的地区。

不同食物中Se的总量差异也较大，通过大量的研究发现，富含蛋白的食物中的Se含量较高，通常动物源食物中的Se含量高于植物源食物[26]，且受环境影响较小，是比较好的Se来源[25-27]。杨红芸等[28]研究发现，肉类、海鲜和蛋类中Se含量较高，其中以动物内脏的富硒能力最强，猪腰中的Se含量平均高达7 881 μg/kg。海鲜产品中甲壳类Se含量较高，平均为545 μg/kg，羊肉中的Se含量高于猪肉、牛肉和禽肉，平均为254 μg/kg，蛋类中的Se主要存在于蛋黄中，蛋黄一般是蛋清中的3～9倍，Se含量为224～817 μg/kg。牛奶中的Se含量范围是1～300 μg/kg[7]。

大多数谷物中Se含量低于1 000 μg/kg，含量范围是10～550 μg/kg[29]。有研究表明，大米对Se有富集作用，我国不同产地的大米中的Se含量范围是14～262 μg/kg[28]。Dos Santos等[30]研究发现，巴西坚果是巴西常见食物中Se含量最高的，平均值高达58 100 μg/kg，高于当地鱼肉(1 630 μg/kg)、鸡肉(480 μg/kg)、牛肉(380 μg/kg)和蛋黄(560 μg/kg)等食物。蔬菜和水果中的Se含量普遍较低，通常在1～22 μg/kg范围[7，26，29]。但是，也有一些富硒蔬菜，如十字花科蔬菜(如西兰花、白菜)、鳞茎类蔬菜(如大蒜、洋葱)、蘑菇类、芦笋和豆类如扁豆[16]。

3　食物中硒形态研究

对于一些缺硒的人群可以通过选择日常中富硒的食物来进行补充。但是，硒存在不同的形态，即有机形态和无机形态，不同形态的硒对人体也具有不同的作用[31]。有些硒形态对机体有益，如甲基硒酚，而有些形态对机体不但无益还有毒害作用。不同硒形态的生物有效性不同，Ornsrud等[32]研究发现，给小鼠分别饲喂富含SeMet的鲑鱼和亚硒酸盐比较硒的生物有效性，尽管吸收相同，但是前者的保留率是后者的2倍，在各个器官中的积累量范围是113%～274%，GPx活性高于亚硒酸盐141%。

目前，对于食物中硒形态的研究主要集中在少数几种含量丰富且容易检测的形态上，无机形态主要集中在亚硒酸盐(SeO32-或Se(Ⅳ))和硒酸盐(SeO42-或Se(Ⅵ))，有机形态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年对食物中硒形态的研究进行了汇编，研究发现，除了谷物、蘑菇和一些蔬菜中存在硒酸盐或亚硒酸盐，其它食物中并没有发现无机硒。植物类食物通常是通过土壤来吸收硒，并将无机硒转化成有机硒，亚硒酸盐在植物体转化成SeMet或SeCys并存储在根部，但硒酸盐并不容易转化[34]，并且可以通过木质部转移到地上组织[35]。多数的植物源食物中的以SeMet形态较多，如SeMet占芝麻中总硒的80%[36]，多数谷物中的SeMet形态约占总硒的80%～96%[37-38]。作为Se含量最高的食物—巴西坚果，主要的Se形态也是SeMet[39]。

一些富硒植物如芸苔属和葱属植物，可以将Se转化成MeSeCys和γ-谷氨酰-MeSeCys，因此可耐受比普通植物高1 000倍浓度的Se[40-41]。Finley等[39]为考察富硒西兰花对大鼠体内硒和GPx酶活的影响，将其与硒酸盐、亚硒酸盐、SeMet进行了对比，结果发现单一的硒形态的结果要好于富硒西兰花，并且饱和速率也较高。这一结果说明，存在于西兰花中的硒形态除了硒酸盐、亚硒酸盐或SeMet还有其它形态，这一形态可能是MeSeCys或γ-谷氨酰-MeSeCys。目前，已知的硒形态还很有限，如鱼肉、洋葱和蘑菇中能鉴定和量化的硒形态只占总硒一小部分。Chanster等[43]发现蘑菇虽然硒总量较高，但生物有效性较差，低于亚硒酸盐，这可能是由于蘑菇包含一些不易吸收的硒形态，如甲基化成分。未来对于硒形态的研究仍是一个很重要的内容，对于了解硒对健康的影响十分重要。

4　问题与展望

硒对人体的重要性已经达成共识，目前，对食物中硒总量测定取得了一定的研究成果，这些数据对于了解不同类别食物中的硒总量有重要意义，但对硒的形态研究还较少。不同动物模型(大鼠、鱼、鸡、细胞和人体)实验结果均表明，有机硒形态比无机硒更有利于吸收，保留率更高[44]，并且有机硒在血液和组织中的积累更多。无机硒特别是亚硒酸盐，对硫醇(如谷胱甘肽)有促氧化活性，导致氧自由基的产生，从而产生毒害作用[45]。

不同类型有机硒的生物有效性也不相同，研究结果发现，SeMet进入机体后产生的GPx酶活较无机硒低，而MeSeCys则不会出现这种现象[46]。SeMet进入体内后会合并到体蛋白替代Met，从而不能被机体作为Se识别而无法发挥作用[42]。当释放自由的SeMet时，将会行使Se的作用进入硒蛋白系统通路。因此，Met的摄入将会影响SeMet的周转。Met是一种限制性氨基酸，人体自身不能合成，必须通过食物摄取。如果食物中含有SeMet而没有Met，那么SeMet将进入体蛋白合成通路，而不能发挥Se的作用，从而造成Se缺乏[47]。长期摄入过量的SeMet将会造成Met缺陷，并在蛋白质代谢时过度释放Se，从而引起毒性[48]。可见，无论是无机硒还是有机硒，摄入不足和过量均会引起机体的不良反应，甚至对机体产生毒性。

Se对保证人体健康具有重要作用。目前，全球包括中国在内共有29个国家存在硒缺乏问题。如何合理、安全地补充硒是当前所要解决的问题。通过食物获取适量的硒是一条安全并且价廉的途径。目前，虽然对富硒食物开发利用做了大量的研究，也取得了一定的成果，但对食物中硒形态以及人体对不同形态硒吸收利用的机理研究还有待深入，从而更好的发挥有益于人体健康的富硒食物资源作用。

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