富硒食品的研究进展与展望

陈析羽，张　浩，汤　虎，黄凤洪

(中国农业科学院油料作物研究所/油料油脂加工技术国家地方联合工程实验室/农业部油料加工重点实验室/油料脂质化学与营养湖北省重点实验室，武汉　430062)

近年来的研究表明，人们通过食用富硒食品，能获得人体健康所需的适量硒元素。因此，种类繁多的富硒食品如富硒大米、富硒茶、富硒玉米粉、富硒小麦等涌入市场，以满足人们对富硒食品日益增长的需求。

1　硒与人体健康

硒是人体内必不可少的微量元素，具有重要的营养意义：(1)抗衰老。硒是谷胱甘肽过氧化物酶的组成成分，此酶可催化还原型谷胱甘肽与过氧化物的氧化还原反应，因此具有抗氧化作用，适量的摄入可以起到降低器官老化速度、延缓衰老的作用[1]；(2)增强免疫力。硒补充剂可通过增加γ-干扰素和其他细胞因子的产量，早期的T-细胞增殖和辅助性T-细胞的增加来增强细胞免疫反应，增强人体免疫力[2]；(3)抗癌。通过抗氧化保护，改变致癌物质的代谢，增强机体的免疫监视，调控细胞增殖和肿瘤细胞侵袭和抑制新血管生成等机制达到抗癌作用[3]；(4)解毒、排毒。硒与金属的结合力很强，与体内的镉、汞、铅、锡、铊等重金属结合形成金属硒蛋白，降低了重金属的毒性，起到解毒、排毒的作用[4]；(5)增强生殖功能。硒是男性生殖的必需物质，在睾酮生物合成以及精子的形成和发育过程中起着重要作用[5]；(6)预防心血管疾病。硒是维持心脏正常功能的重要元素，低血硒浓度会造成体内清除自由基的功能降低，造成有害物质沉积，使得血流速度变慢、送氧功能下降，导致心血管疾病发病率升高[6]。

目前人类主要通过食物链摄取硒，而土壤中硒的含量及赋存状态直接影响着食物链各环节硒的含量[7]。硒在自然界中的存在方式分为无机硒和有机硒，其中无机硒通常指亚硒酸钠和硒酸钠，往往生物利用率低且毒性大，人体不宜直接食用；而有机硒主要指含硒氨基酸和含硒蛋白质，生物利用度高且无毒，具有一定的生物活性，和人体代谢密切相关[8]。现代人缺硒与资源和环境密切相关，我国地质地理环境独特，大部分地区都缺乏硒元素，最典型的是我国黑龙江克山县地方病——克山病，与缺硒有着直接的联系[9]，少数罕见的富硒区，如湖北恩施、陕西紫阳等地区土壤中生长出来的植被富含充足的硒元素，而这两个地区先后于1963年和1980年发生过硒中毒事件，经调查与人体摄入过量硒相关[10]。缺硒会导致人体免疫能力下降，造成如癌症、心血管疾病、肝病、生殖系统疾病等疾病，而硒摄入过量会造成神经系统紊乱、指甲和毛发脱落症状甚至硒中毒等症状[7]。由于人体内没有长期贮藏硒的器官，人体所需的硒应该适时、适量的摄取，中国营养学会推荐每人每日硒摄入量为50～250μg[11-12]。综上所述，科学的补充硒元素，对人类健康至关重要。

2　富硒产品研究

2.1　富硒产品分类

2.1.1天然富硒产品天然富硒产品又称作地源硒富硒产品，这一类富硒产品主要是通过富硒地土壤种植获得，受土壤环境的影响很大。我国湖北恩施、陕西紫阳和安徽石台等少数几个富硒地区土壤种植出来的富硒茶、富硒大米等农产品均为天然富硒产品。彭丽芬[13]通过研究富硒香菇的种植，初步建立了天然富硒香菇的栽培技术体系，较之前的技术有所改进，提高了生物转化率，达到了无公害的生产标准。郑涛等[14]研究发现，石台县的天然富硒大米不仅煮出的米饭清香，而且口感好。

2.1.2添加强化硒的富硒食品添加强化硒也是生产富硒食品的一种方法，虽然生产标准有待进一步完善，但这种方法方便快捷，由此得到的富硒产品涉及到乳制品、富硒饼干、含硒食盐、富硒面粉和维生素制剂等。我国在这方面的研究仍处于起步阶段，创新性有待进一步提高。

2.1.3人工转化富硒食品人工转化的富硒食品主要分为植物转化、动物转化和微生物转化三种[15]。植物转化主要是通过种植富硒溶液浸泡后的种子来获得含硒植物，在植物叶面喷洒含硒溶液、在富硒土壤中种植以及在非富硒地区向土壤中添加富硒肥等方法，提高植物中硒含量。动物转化主要是通过在动物的饲料中添加含亚硒酸钠、硒粉、硒蛋白、富硒酵母等含硒物质以获得富硒的肉制品、乳制品以及蛋制品等[16]。林长光等[17]研究表明，在猪的饲料中添加含硒物质可以使猪体内的硒含量提高2.4倍左右。将含硒物质加到泌乳期的动物饲料中可以增加乳汁中的硒含量，在动物体内硒元素的增加主要表现为硒代蛋氨酸的含量大幅上升。Phipps等[18]通过给奶牛喂硒酵母来获得富硒乳制品，发现牛奶中的硒代蛋氨酸含量增加了82%。Panye等[19]在鸡的饲料中加入适量的富硒酵母，喂养28d后发现鸡蛋中的硒含量明显增加。此外，相比于无机硒，有机硒中的硒元素更容易被动物吸收利用，因此在饲料中添加有机硒更有助于鸡蛋中硒含量的提高[20-21]。微生物转化是通过在培养微生物如食用菌的培养基中加入无机硒，利用其特有机制使无机硒与蛋白质和多糖等大分子活性物质结合转化为蛋白硒和多糖硒等有机硒，以弥补天然食用菌中硒含量低的缺点。研究表明，富硒也可以使食用菌的营养成分得到改善。梁英等[22]报道，硒可明显降低木耳和香菇中的水分、粗纤维含量，提高粗蛋白、碳水化合物含量。

2.2　国内外研究现状

2.2.1国内研究现状近年来，随着我国居民的生活水平逐步提高，人们对食品的营养和安全要求更高，开发和利用营养安全的富硒食品也成为目前国家的重要方向。目前有机硒营养液、硒饲料添加剂、富硒营养品和硒保健品的相关研究都取得一定的研究进展。新疆伊犁师范大学开发出了富硒蛹虫草，创新性的将这两种有益物质结合起来，研发出了一系列虫草产品[23]。李睿[24]通过调研五大城市发现只有少部分市民使用过富硒产品。目前，少数贫困的人还无法承担富硒食品的价格。

2.2.2国外研究现状国外的一些缺硒国家为解决缺硒这一难题采取的措施主要是通过进口含硒高的小麦、在农作物的土壤中添加富含硒元素的肥料等。国际上通常使用的有机硒营养剂有硒代胱胺酸、硒蛋白奶等。国际上的部分缺硒国家，将含硒化肥等应用于生产生活中，通过施用含硒化肥，从而达到补充硒元素的目的，来促进牧草生长的过程中硒元素含量的增加，使食用牧草的动物体内含有更多的硒元素[25]。

3　硒元素的检测方法

3.1　无机硒和有机硒的鉴别

硒元素大多以无机硒的形式存在自然界中，如硒化物、亚硒酸盐、硒酸盐[26]；当元素硒与有机物结合时形成有机硒，如动植物体内与蛋白质、核酸、多糖等相结合的硒；通过对比无机硒和有机硒使亚甲基蓝退色时间的差别，可以定性鉴别无机硒和有机硒[27]。

3.2　含硒化合物的测定方法

3.2.1光学分析方法主要包括分光光度法、分子荧光光谱法、原子荧光光谱法和原子吸收光谱法。分光光度法的操作方便、反应时间短并且经济实惠，在检测中被大量使用。分光光度法主要分为常规分光光度法和催化动力学分光光度法[28]。张蕾等[26]采用微柱二氧化钛作为吸附材料，通过流动注射技术分离富集微量硒，此法测定微量硒具有较高的精度。分子荧光光谱法较其他方法而言，具有选择性强、重现性更好的优点，在食品方面，我国现主要采用这种方法来测定硒元素的含量。马安德等[29]用5种方法测定出样品中微量硒的回收率在92%～99%内[29]。原子荧光光谱法中常用的分为氢化物原子荧光光谱法、火焰原子荧光光谱法和石墨炉原子荧光光谱法三种。测定时要用掩蔽剂，大多数反应中，主要是用铁氰化钾来消除Cu(Ⅱ)、Ag(I)、Pd(Ⅱ)、Au(Ⅲ)、Pt(Ⅳ)、Bi(Ⅱ)、As(Ⅲ)等元素的干扰，以保证测定结果的准确性[28]。目前该法已被广泛应用于测定面粉[30]、果蔬类[31]、可食用水[32]、罐头[33]以及海鲜类产品[34]等食品中的硒含量。常用的原子吸收光谱法有氢化物原子吸收光谱法和火焰原子吸收光谱法。黄晓君等[35]通过氰化物原子吸收光谱法测定富硒猴头菌中的硒含量，测得的平均回收率在90%～110%内。赖心[36]通过火焰原子吸收光谱法测定饲料中的硒含量，回收率均在98%～104%内。

3.2.2电感耦合等离子体发射光谱法食物或药物中痕量硒的测定主要是采用电感耦合等离子体发射光谱法(HG-ICP-AES)，Dolan S P等[37]通过先对试样进行微波消解，再对硒含量进行测定，测定出的硒元素回收率在 88%～113%内。Dirk Schlegel等[26]利用电感耦合等离子体发射光谱法与其他方法相结合，测定出了化合物中的硒含量。

3.2.3电化学分析法电化学分析法是利用不同物质具有不同的电化学性质这一特点来测定样品中的硒元素含量以及不同的含硒化合物，这种检测方法灵敏度高、选择性好、设备操作更简单，常常用于物质中痕量硒的测定。孙莉等[38]用这种方法测定生物样品中的微量硒，在4.0×10-7～8.0×10-6mol/L内硒的浓度呈线性相关，硒的检出限为2.0×10-7mol/L，相对标准与偏差均在5%的范围内[38]。

3.2.4色谱法色谱法有高效液相色谱法和气相色谱法[26]。除了使用单一方法测定以外，随着近几年来的发展，色谱法测硒的研究也有进一步提高，大多数测定方法都是衍生后进行测定。王振华等[39]建立的液相色谱—双通道原子荧光检测法，测定出含硒的样品加标回收率在83%～108%内。肖上甲等[40]通过微波消解气相色谱法测定出化妆品中硒含量，且回收率均在90%以上。

4　富硒产品的应用前景

从近几年的发展状况来看，我国富硒产品的开发受到相关部门的高度重视，也成立了相关富硒产品研发创新小组，越来越多的富硒产品进入大众的生活中[41]。在市场对富硒产品的需求催化下，人们对富硒地也越来越关注，截止目前，已经在多个省份发现了具备富硒农业发展的自然富硒土壤，很多富硒地都已经形成了特色鲜明的富硒农业种植体系[42]。富硒农产品未来的发展方向主要是建立富硒农业种植基地，科学制定富硒产品品牌和借力信息技术开拓市场。在现阶段的农业结构调整和转型升级环境中，富硒土壤作为重要的农业生产资料，正在被人们开发利用，富硒农业种植在我国的富硒地已经全面展开，市场上供应的富硒农产品也越来越多，在现代农业技术的推动下，富硒地区在农业种植方面会取得更好的经济效益，给人们带来种类繁多的富硒农产品[42]。此外，市面上常见的硒营养强化产品如硒保健品主要以含硒补充片为主，产品结构单一，与常用食品结合性较差，仍待进一步开发。通过加入富硒酵母生产的富硒面包和饼干因生产成本、消费渠道等问题还未在市面销售[23]。

5　结论

富硒食品是目前功能营养食品研发的热点领域之一，经天然和人工转化后的富硒食品是人体补硒的优质营养源，然而硒摄入不足或过量对人体健康都无益，甚至会造成严重的伤害，因此，科学补硒显得十分重要。鉴于硒对人体健康影响的多样性和复杂性，未来的研究中需要进一步明确硒的营养机制，优化这种微量元素对人体健康的积极作用，减少潜在的风险。◇