富硒乳制品的生产研发进展及前景分析

文/潘芸芸 姜竹茂 艾春梅 王 恒

（烟台大学生命科学学院）

硒元素（Se）位于元素周期表第四周期VIA族，是人体必需微量元素之一，具有抗癌、延缓衰老、增强机体免疫力的作用。人类对硒已有200多年的研究历史，对其的营养价值、生理功能有了深入的了解[1]。全球有40 多个国家和地方缺硒[2]，我国是缺硒大国，硒的分布也极其不平衡，有2/3的土地缺硒。研究证明，缺硒可引起人类患克山病、大骨关节病，导致牲畜患白肌病[3]。世界卫生组织要求，膳食中硒的每日最低摄入量为40 μg/天，每日推荐营养补充量为50～250 μg/天[4]。当前，我国鼓励发展富硒产业，生产富硒产品，现有的富硒产品涉及谷物、茶叶、畜产品、水果等，但还未见富硒乳制品产品。市场上现有乳制品中硒含量较低，平均硒含量仅为0.0055 μg/g[5]，无法满足人体需求。乳制品因其丰富的营养价值而深受消费者喜爱，因此，富硒乳制品会是一条较好的补硒途径。

1 硒在人体的存在形式及生理功能

1.1 硒在人体的存在形式

硒在机体内以有机硒和无机硒2 种形式存在。无机硒一般是指亚硒酸钠和硒酸钠；有机硒一般通过生物转化使硒与生物体内的有机物质结合而成，以硒蛋白质（功能蛋白质及酶类）、硒多糖、硒核酸等形式存在[6]。这2 种形式的硒都可被人体吸收、利用，但有机硒在人体的吸收、利用率比无机硒大得多，可在机体组织中贮存，而无机硒大多被人体直接代谢、消耗，对人体有一定毒害作用[7]。硒蛋白质是有机硒在人体吸收、利用的主要形式，目前在人体或动物体内已发现有25 种硒蛋白质，各自发挥着不同作用[8]。

1.2 硒的生理功能

硒是谷胱甘肽过氧化酶（GSH-Px）活性部位必不可少的辅助因子，在人体内会以硒蛋白质的形式参与特定酶的代谢活动。因此，硒的缺乏会影响酶的合成，使酶活性降低，影响人体正常生理功能，特别是氧化还原反应、甲状腺激素合成代谢和免疫功能等[9]。

1.2.1 硒的抗氧化作用

硒的抗氧化作用主要体现在对活性氧自由基及其衍生物的抗氧化。GSH-Px和磷脂氢谷胱甘肽过氧化物酶（PHG-PX2）是生物体内的2 种含硒酶[10]。缺硒会引起GSHPX活性的改变，导致功能失调和疾病的发生。血液携氧能力也和硒含量密切相关，当血液中硒浓度降低时，血红蛋白易被氧化，携氧能力降低；硒浓度升高时，血红蛋白不易被氧化，携氧能力提高。

1.2.2 硒与甲状腺激素合成代谢关系

硒在甲状腺激素的合成和功能中发挥十分重要的作用。Kucharzewski等[11]研究了不同类型甲状腺疾病患者血液中硒浓度的差异，发现甲状腺癌患者中平均硒含量较低。Rasmussen等[12]研究了麦丹轻度缺碘地区血清硒浓度与甲状腺体积的关系，结果表明血清硒浓度与甲状腺水平呈负相关，低硒增加了甲状腺肿大的风险。同时发现，各种甲状腺疾病患者全血中硒浓度与健康人相比较低，而适量补硒能促进甲状腺功能的恢复[13]。

1.2.3 缺硒性地方病

地方性人群缺硒是指某地区人群硒水平普遍低于正常水平，长期硒摄入不足影响了机体正常的生理功能，造成了疾病的发生。克山病主要分布在黑龙江、云南等[14]地区，杨光圻等[15]于1973年第一次提出克山病与硒含量过低有关，研究表明，适量补硒可预防克山病的发生。大骨节病是以关节软骨变性、坏死为主的一种慢性地方性疾病，我国部分地区仍存在此类疾病，硒水平较低是大骨节病的共有特征，适量补硒可缓解病症[16]。

2 富硒乳制品的生产研究情况

2.1 富硒生鲜乳

目前，研究人员多采用在饲料中添加有机硒的方法来生产富硒鲜奶。与无机硒相比，有机硒更能提高牛乳中硒的含量。日粮中添加有机硒，可使乳硒含量提高4～5倍。

吕战伟[17]研究了日粮中添加不同水平的亚硒酸钠和酵母硒对奶牛生产性能及乳硒含量的影响，结果表明，不同水平的亚硒酸钠和酵母硒对乳成分的影响不显著，乳硒含量随着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较好，而亚硒酸钠对乳硒含量的影响不明显。Karkoodi等[18]研究表明，奶牛饲料中添加有机硒的螯合物可显著提高其乳脂率和乳蛋白质率。韩吉雨等[19]以72 头荷斯坦牛为研究对象，研究亚硒酸钠和阿富硒对奶牛乳硒含量和生产性能的影响，结果表明，亚硒酸钠组与对照组之间差异不显著，但添加阿富硒处理组均能提高乳硒含量，其中添加浓度为12 g/天·头阿富硒可使乳硒含量达到65.5 μg/kg。目前，已证实有机硒对奶牛的生产性能影响高于无机硒，但关于有机硒的最佳添加量、有机硒种类的选择，值得更深一步的研究。

2.2 富硒纯牛奶

目前，富硒纯牛奶的研发主要有2 种方式：一是动物转化法；二是直接添加法。动物转化法是指用富含硒元素的饲料喂养奶牛，使其分泌出的乳汁富含硒元素。这种方法优点在于硒元素来源绿色、安全，但缺点是操作繁琐、复杂。直接添加法是指在乳制品生产中，直接添加富硒酵母等优质硒源。该方法工艺简单，更利于企业生产，但对富硒酵母的添加量有一定限制，我国规定饮料中硒添加量为30 μg/10 mL[20]。

庄安宁等[21]通过在奶牛日粮中添加富硒酵母，利用原子荧光分析法测定牛奶中硒的含量，使牛奶中硒含量提高到97.73 g/L。张祥明等[22]研究富硒紫云英对奶牛乳硒含量及产奶量、乳脂、乳蛋白质等的影响，结果表明，紫云英能促进奶牛对硒的吸收，富硒紫云英效果最好，但对乳脂、乳蛋白质和乳中K+、Na+含量没有显著的影响，而对乳中Ca2+、Mg2+含量影响较大。同时，富硒紫云英可大大提高奶牛的产奶量。CsapÓ.J等[23]以硒元素添加量2 mg/天的饲料喂养奶牛，得到53 μg/kg的富硒牛奶。奶牛日粮中硒源种类很多，而不同硒源的生物利用率不尽相同，最后牛奶中的硒含量存在差异，需深入研究奶牛对不同硒源的最大耐受量。同时，牛奶生产工艺条件是否对硒元素造成影响，也需要进一步的研究。

2.3 富硒酸奶

酸奶具有独特的风味和丰富的营养价值，现已逐渐成为人们必需的日常生活食品。微生物具有富集微量元素的功能，能将无机硒转化为有机硒。富硒菌种的筛选一直是研发人员关注的重点。现已有报道证明，乳酸菌具有一定的富硒能力[24,25]，可将亚硒酸钠转化为利用率高的有机硒。易鑫等[26]以不同浓度的亚硒酸钠作用于5 种乳酸菌，筛选出一株富硒优势乳酸菌——植物乳杆菌，确定了植物乳杆菌最佳的富硒条件为NaCl浓度2%，亚硒酸钠浓度16 μg/mL，接种量3%，最终富硒率为84.26%。邓宇[27]从开菲尔颗粒中筛选出一株富硒优势菌种——短乳杆菌，将其应用于富硒酸奶的制备，并在添加富硒短乳杆菌生产的富硒酸奶中观察到了单质硒。张蓉等[28]以复原乳为原料，以富硒青春双歧杆菌和干酪乳杆菌为发酵剂，制备了一种新型富硒保健酸奶，其有机硒质量比为29.2 μg/kg，贮藏期间有机硒含量相对稳定。张海涛等[29]将长双歧杆菌和嗜酸乳杆菌作为发酵菌种，以菌体中含硒量为指标，通过单因素及正交试验确定了富硒羊酸奶的主要发酵剂生产工艺，最终得到酸奶发酵剂中硒含量约为33.46 μg/kg。Liu等[30]采用在饲料中添加硒元素的方式生产富硒牛奶和奶酪，研究发现，牛奶中的硒元素主要集中在酪蛋白质和乳清蛋白质中，富硒奶酪中硒含量比牛奶高出4 倍；与不含硒奶酪相比，富硒奶酪的可融性、流动性、延展性更好。

除了利用微生物的富集功能生产富硒酸奶外，在生产过程中添加其他富硒物质也是生产富硒酸奶的一种方法。谢海军等[31]在原料乳中添加从富硒平菇中提取的硒蛋白质制备富硒酸奶，硒蛋白质添加量4%，发酵时间6 h时制备的硒蛋白质酸奶感官品质最好，冷藏期间其保水性显著高于对照组。朱海敏等[32]将富硒茶叶中的硒元素精提取出来，得到富硒茶叶精提组分，再将其与牛奶进行混合，经保加利亚乳杆菌和嗜热乳链球菌发酵，制备一种新型富硒茶酸奶。祁新华等[33]以羊奶粉、小麦胚芽粉为原料，添加富硒酵母，通过嗜酸乳杆菌和副干酪乳杆菌发酵，制备了一种新型富硒发酵羊乳饮料，其硒含量为145 μg/kg。目前，微生物的富硒功能受到多方面因素的影响，如亚硒酸钠添加量、发酵时间长短。研发筛选出更适合富硒的微生物菌株，确定其对亚硒酸钠的耐受程度及与其他菌株之间的关系是值得深入研究的问题。

3 富硒乳制品的应用前景及小结

我国鼓励发展富硒产业，目前我国富硒农业的产值已经超过1 000亿元，未来5 年可能突破万亿元。富硒产业得到各级重视，越来越多的富硒产品进入大众的生活中[34]。市场上乳制品种类也在不断创新发展中，芝士酸奶、益生菌乳品的出现为乳制品市场注入了新的活力。目前富硒牛奶已实现产业化生产，市场上也出现了相关产品，如“蒙贝利”系列富硒纯牛奶、“百菲酪”富硒水牛纯奶，但富硒酸奶、富硒奶酪等乳制品还未有大规模生产，无法满足消费者多样化的需求。因此需要对富硒乳制品进行进一步的研发，填补市场空白，其应用前景广泛。

富硒食品是功能性食品研发的热点领域之一，适量的补硒对人体有益无害。随着经济的发展，人们越来越重视食品的营养健康。乳制品逐渐成为人们日常生活中的必需品之一，将硒元素与牛奶结合，生产出一系列富硒乳制品，不仅满足了消费者的需求，更是一条良好的补硒途径。国内外学者对硒的功能性、形态分布、富硒微生物等方面进行了深入的研究，但将硒元素用于食品加工，还需要进一步研究在加工过程的硒状态、稳态等问题，从而为富硒乳制品的开发提供更大的可能。