不同粒度桑叶粉硒元素的体外溶出研究

孔卫青，杨金宏，包立军，陈正余

(安康学院 陕西省蚕桑重点实验室，陕西 安康 725000)

桑树是桑科桑属植物，耐剪伐，一年可多次采摘桑叶，桑叶富含蛋白质、黄酮、多糖、生物碱等化合物[1]。桑叶粉是将鲜叶进行蒸汽(或热风)杀青后、干燥、研磨而成的微粉状产品，桑叶粉粉体呈绿色，有清香，易于保存，可以拓宽桑叶的应用领域，同时极大的满足人们对健康和多样化的需求。目前桑叶粉按粒度大小分为粗粉(60～100目)、细粉(100～240目)、超微粉(500目以上)3个等级，超微粉能够有效破坏叶细胞细胞壁，提高胞内物质溶出率[2]。粗粉和细粉可加入食品制成糕点、饮料等，如桑叶粉饼干，桑叶粉酸奶，桑叶面条等，改善产品的色香味，超微粉则主要用于直接冲水饮用或者面部保养[3]。

硒是重要的非金属元素之一，具有抗氧化作用，能够提高人体对疾病的抵抗力，防止关节炎及变形性骨关节病等作用[4～5]。研究表明硒在农产品中的含量高低受土壤中含量的显著影响[6～7]，超微粉碎的含硒添加剂因其易于混匀和吸收，可大幅提高饲养动物的抗疾病能力，在畜禽饲料生产中应用广泛[8]。安康地区土壤的硒元素含量平均为0.467 1 mg·kg[9]，是我国重要的富硒区之一，桑树具有一定的富硒能力[10]，安康地区桑叶茶硒含量最高可达1.771 5 mg·kg[11]。笔者对安康地区不同粒度桑叶粉硒的测出量及体外溶出进行研究，拟合硒元素的体外溶出模型，为提高桑叶硒元素的溶出度及利用率提供理论支持。

1 材料与方法

1.1 材料与仪器

桑叶进行切碎，80℃漂烫，60℃干燥后，利用机械力工艺分别过筛制作桑叶粗粉(60～80目)和细粉(160～200目)，超微粉(500目以上)采用超微研磨工艺制备，在陕西石泉珍爱生态农业科技开发有限公司完成；硒标准液为1 000 μg·mL-1，标准品；氢氧化钠、稀盐酸、磷酸二氢钾等为国产分析纯。

人工胃液：稀盐酸加水稀释，调节pH值至1.5；人工肠液：0.1 mol·L-1磷酸二氢钾，pH 6.8(用0.1 mol·L-1氢氧化钠)。

文中使用仪器设备有ZQA380恒温干燥箱、ZA-003精密粉碎机、B5A124-CW分析天平、聚四氟乙烯消解内罐 、PHS-3C酸度计、Thermo X Series II电感耦合等离子体质谱仪、THZ-82恒温水浴摇床等。

1.2 实验方法

1.2.1 硒标准曲线制作和桑叶粉硒含量的测定 移取硒标准储备液用硝酸溶液按体积关系分别稀释配制成浓度0 μg·L-1，5 μg·L-1，10 μg·L-1，20 μg·L-1，30 μg·L-1，为横坐标。利用内标法测定不同浓度硒元素的响应值，为纵坐标[12]，利用Excel计算标准曲线。后分别称取三种细度桑叶粉各0.5 g，于聚四氟乙烯消解内罐进行硝酸消解，消解液用1 %硝酸定容至25 mL。2个重复，不加桑叶粉为空白对照。用标准曲线计算其中的硒元素含量。

1.2.2 不同粒度桑叶粉硒溶出量的测定 不同粒度桑叶粉1.0 g和1.1配置的消化液50 mL分别加入到100 mL三角瓶中，用保鲜膜密封，于37.0 ℃ 100 r·min-1震荡4 h，然后5 000 r·min-110 min离心，吸取上清液测定计算其中硒的含量，paired wised T检验二者间差异显著性[13]。

1.2.3 不同粒度桑叶粉硒的溶出速率 分别将不同消化液100 mL和不同粒度桑叶粉5.0 g置于300 mL玻璃烧杯中，用保鲜膜密封瓶口，置于恒温水浴摇床37.0 ℃ 100 r·min-1搅拌，混匀后间隔20 min取样至100 min，以及4 h分别吸取溶液上部2 mL离心，取上清测其中硒的溶出量。

1.2.4 桑叶粉硒元素体外溶出模型 以测定的在2种人工消化液中4 h的硒元素消化溶出量作为完全溶出量，计算各粒度桑叶粉中在不同时间点的累计溶出率，并将该数据拟合零级、一级和威尔布动力学函数分布曲线。

2 结果与分析

2.1 桑叶粉硒含量的测定

2.1.1 硒元素标准曲线 用标准硒溶液制作了标准曲线(图1)，回归方程为y = 147.26 x + 41.603，R2= 0.999 8，表示硒元素含量与荧光响应值具有线性相关，相关系数R2大于0.99，说明实验的准确性高，结果稳定。

2.1.2 不同粒度桑叶粉硒含量的测定 将各个待测样品与标准溶液在一致参数与处理条件下测试，结果显示桑叶样品有相同的硒元素实际含量，但桑叶粗粉、细粉和超微粉的硒元素的平均测出量分别为182.3 μg·kg-1、360.2 μg·kg-1和706.0 μg·kg-1，具有较大差异(图2)。说明样品粒度对硒的测出值具有显著影响，粒度越小测出量越高。

图1 硒标准曲线

图2 不同粒度处理桑叶粉硒的测出量

2.2 硒元素在不同消化液中的溶出量分析

分别测定了人工胃肠液体外消化4 h后桑叶粉硒的溶出量，结果显示，人工胃液中不同粒度桑叶粉硒元素的溶出量为3 9438 μg·kg-1，人工肠液为51 452 μg·kg-1(图3)人工肠液中的溶出量显著大于人工胃液(p=0.042<0.05)。同时，随颗粒粒度变小，硒元素在人工肠液和人工胃液中的溶出量均显著增加，500目的溶出为80目的910倍。

图3 不同溶出介质中桑叶粉硒的溶出量

2.3 硒元素在人工胃、肠液中的溶出速率分析

测定不同粒度桑叶粉在人工胃液和肠液中的溶出速率，结果表明，3种桑叶粉在两种消化液中的前20 min溶出速率很高，占总溶出(4 h)的49.36%～75.51%，随后溶出速率变小，增长曲线斜率变小。在所测定的各时间点，桑叶粉硒的溶出量均为人工肠液高于人工胃液(图4)。不同粒度的溶出结果显示，桑叶粉中硒元素的溶出量随粒度减小逐渐增大，超微粉硒具有最高的溶出量，可能具有更高的生物利用率。

图4 桑叶粉硒元素在人工胃液(实线)和

2.4 硒元素的体外溶出模型拟合

分别以桑叶粉硒元素在人工胃、肠液中4 h的溶出量作为其溶出总量，计算不同时间节点硒元素在相应消化液的累积溶出率，记为F，并分别拟合零级、一级、维尔布等3种动力学函数。结果发现人工胃液环境下，粗粉溶出的R2值在零级模型中最高，而超微桑叶粉和细桑叶粉硒的溶出在零级模型中最低，超微粉更符合维尔布分布，细粉则在3个模型中的R2值相近。而对于人工肠液，粗粉中硒元素的溶出符合维尔布分布，细粉对一级模型拟合度最高，超微粉的体外溶出对零级模型的拟合度最高(表1)。

表1 硒元素在胃、肠液中的溶出动力学模型拟合

3 讨论

超微粉碎是指利用机械力将物料粉碎至500目以上(粒径小于30 μm)颗粒的一种技术，颗粒的超微化可以提高物料的表面积、溶解度，同时可以提高生物活性、化学活性等[14]。物料超微化过程中，受的强烈外力，细胞组织间受到破坏，而且膨胀力，水溶性，松密度均有所提高，有利于胞内物质的溶出。本研究测定桑叶超微粉、细粉和粗粉的硒含量分别为706.0 μg·kg-1、360.2 μg·kg-1和182.3 μg·kg-1，物料粒度对硒元素的测出量具有显著影响，这可能是消化测定硒元素的过程中，超微粉更容易被消化，这也为我们进一步测定评价物料中硒元素的真实含量提出了更高的、标准化的要求。

我国大部分地区为缺硒地区和严重缺硒地区，富硒食品资源有限，提高硒的有效利用率意义重大[15]。桑叶粉硒在偏碱性的环境下更易溶出且随着桑叶粉粒度的减小硒元素的溶出量增大，这与超微粉碎亚硒酸钠作为畜禽添加剂使用时，更易于吸收，可提高动物的指标能力一致[8]，为提高低硒含量食物硒的利用提供了参考，可以通过超微粉碎和制作肠溶型制剂的方法提高硒资源的利用率。

硒的溶出速率结果表明，3种粉体在两种消化液中的初期溶出速率均较大，这与桑叶粉中黄酮的溶出一致[16]，但这20 min内的溶出规律，有待进一步研究。进一步利用已知数学模型对该溶出过程进行拟合[17]，发现桑叶超微粉的硒元素在人工肠液的溶出的累积溶出率与时间有很好的相关性，与零级模型拟合度最高，为恒速溶出，溶出的量更大，且与时间具有线性相关，内容物成分可稳定释放。