富硒畜产品研究进展

贾雪婷 赵青余 张军民 汤超华 唐德剑 马青 秦玉昌

摘 要：综述了硒的生物学功能、居民摄入现状、富集载体选择以及富硒肉、蛋、奶等优质畜产品的国内外研究进展等，并结合该领域目前的发展现状及存在问题，提出我国富硒产业未来的工作重点，为推进我国营养型农业生产、保障国民健康提供科学依据。

关键词：硒;生物学功能;摄入量;富硒畜产品

近年来，中国居民的营养健康状况明显改善，但相关营养代谢疾病发病率仍逐年增长，慢性病严重威胁我国国民的生命安全，不健康饮食是导致慢性病高发的主要行为危险因素[1]。营养是人类维持生命和保证健康的根基。长久以来，我国居民膳食营养素摄入结构不平衡问题持续存在，部分维生素、矿物质等摄入的普遍不足以及其他营养成分的过多摄取，使“营养不足与过剩并存”成为我国现阶段面临的双重健康挑战[2]。世界卫生组织（WHO）以及联合国粮农组织（FAO）将居民营养不平衡或微量营养素缺乏现象称为“隐性饥饿”，全球有超20亿人受“隐性饥饿”影响，中国人口有将近3亿处于“隐性饥饿”状态[3]。合理优化饮食结构、适度加强膳食营养、提高膳食多样化已成为当今社会首要关切。对食物中特定营养素进行强化是消除“隐性饥饿”的有效方案，即根据不同人群实际营养需求，通过增加食物载体中特定营养素含量对人群缺乏的关键营养素加以补充，以提高食物营养价值，快速满足人体各项营养需要。研究数据显示，中国食品营养强化剂市场需求量在2007—2012年间持续增长，年产量由18.4万t快速扩增至41.3万t，消费者对营养强化食品的需求极速上涨[4]，营养与健康已成为时代背景下影响消费者购买决策的主要因素。

硒是维持人类和动物体正常运转的基本元素，与许多重要生物学功能密切相关，但据《中国居民营养与健康状况监测2010—2013年综合报告》报道，我国不同地区人群的硒平均摄入量仅为44.6 μg/d[5]，远低于原国家卫生和计划生育委员会规定的成人推荐摄入量60 μg/d[6]。人体长期缺硒会导致机体免疫功能下降，增加克山病与大骨节病[7]、心血管疾病、2型糖尿病[8]、神经退行性疾病等多种疾病乃至癌症的患病风险[9-12]。以硒为目标强化营养素，研究硒在畜产品载体中的有效富集，有助于满足我国国民的高品质饮食需求，解决人群膳食硒缺乏的营养健康问题。

1 硒的生物学功能

1.1 抗氧化

硒主要作为多种抗氧化酶蛋白的重要组分提高机体抗氧化能力。谷胱甘肽过氧化物酶（GSH-Px）是一种高效硒蛋白，也是最先被鉴定到的硒蛋白之一。硒是GSH-Px的活性中心元素，该酶可以通过GSH-Px酶促反应催化还原性谷胱甘肽（GSH），将体内由不饱和脂肪酸过氧化生成的脂质过氧化物还原成无害的羟基化合物，使细胞免受氧化过程中产生的自由基的破坏作用[13]，防止有害物质在体内蓄积，进而保护细胞膜的完整性。当机体处于缺硒状态时，GSH-Px活性降低，减弱GSH-Px对自由基等有害物质的抑制作用，使组织体受到损伤，可通过补硒提高GSH-Px活性得以缓解。硫氧还原蛋白还原酶（TXNRD）是硫氧还原蛋白系统的关键酶，可通过借助来自NADPH的电子，催化硫氧还原蛋白的还原，维持细胞氧化还原活性和细胞活性，并参与调控体内活性氧（ROS）水平、细胞生长等多种生化过程[14]。当体内硒缺乏时，TXNRD活性显著降低，机体调控细胞凋亡能力降低，可能增加多种疾病及癌症的易感性。研究发现，硒对抗氧化酶活性的增强作用以及对ROS、自由基等有害物质的抑制作用，有助于降低心血管疾病的患病风险[15]，维持心肌组织的正常结构和功能。

1.2 增强机体免疫

硒元素以SeCys形式参与硒蛋白合成，位于硒蛋白的催化活性中心，以硒蛋白的形式发挥生物学功能。硒通过掺入硒蛋白参与调节几乎所有组织和细胞类型的氧化应激、氧化还原和其他关键的细胞过程，包括参与先天免疫及适应性免疫过程的细胞[16]。硒的免疫效应与硒水平密切相关。缺硒会致使体内淋巴器官结构松散，减少淋巴细胞及吞噬细胞数量，从而引起机体不同程度的免疫抑制反应[17]。在缺硒状态下进行硒补充是提高机体免疫的强有力手段，补硒可有效保证淋巴细胞质膜的完整性与通透性，增强人体作为先天免疫第一道防线的巨噬细胞的吞噬活性，提高机体免疫水平。研究表明，人体摄入高于推荐量的硒时可以有效防止癌症的发生与发展，且大多数癌症发病率均显示出与硒含量的反比关系[18]。硒的抗癌功能与其高效抗氧化能力以及免疫增强作用密切相关。

1.3 促进动物生长

碘是动物机体中甲状腺素（T4）与三碘甲腺原氨酸（T3）的基质成分。硒元素在体内可激活5’-脫碘酶并通过硒水平调节该酶活性，T4经5’-脱碘酶催化脱碘生成T3后参与调节戊糖磷酸循环酶，并参与动物生长激素和胰岛素的合成过程[16]，起到促进动物生长的作用。在硒缺乏的情况下，T4脱碘过程被中断，增加了甲状腺疾病的患病风险[19];且反应过程中合成的生长激素不足以维持动物正常的生长发育，阻碍动物生长。

1.4 与维生素E产生协同作用

维生素E是脂溶性维生素，也是一种非特异性抗氧化剂，可通过依附细胞膜而保护细胞免受外物侵害。硒和维生素E在抗氧化功能上可以起到高效的协同作用，共同构成机体强大的抗氧化防御系统。但由于维生素E在胞外发挥功能，硒在胞内发挥功能，位置差异导致当硒或维生素E的其中一种没有达到机体需求时，补充另一种物质虽然可以在一定程度上发挥代偿性作用，但二者并不能互相替换[20]。

2 硒的摄入量

食物是人体的主要硒源，了解居民膳食硒摄入情况有利于我国根据实际硒营养状况针对性实施饮食干预措施，居民的膳食硒摄入与地区硒的可利用度有关。调查发现，全球有40多个国家和地区都存在缺硒现象，土壤硒含量约为0.01～2.0 mg/kg，平均含量为0.2 mg/kg[21]。而中国是国际公认的缺硒大国，除湖北恩施等地区天然富硒外，全国有72%的地区普遍缺硒，29%的地区严重缺硒，土壤硒含量仅在0.047～0.993 mg/kg内波动，平均含量为0.29 mg/kg[22]。土壤硒缺乏间接导致人体的低硒摄入，我国有2/3的人口存在硒摄入不足状况[23]。中国疾病预防控制中心营养与健康所通过监测2010—2012年内31个省、自治区、直辖市共150个监测点6岁及以上居民的相关食物及营养素摄入、体质及其营养状况等，进而分析我国居民膳食营养情况，创建具有全国代表性的居民膳食营养及健康数据库[5]。相关调研数据结果表明，我国城市居民平均硒摄入量为46.9 μg/d、农村居民平均硒摄入量为42.1 μg/d，我国不同地区居民硒平均摄入量仅为44.6 μg/d，远低于原国家卫生和计划生育委员会规定的成人推荐摄入量60 μg/d[6]，阻碍了硒功能的正常发挥。通过调查2010—2012年浙江省大、中、小城市及农村抽取的2 659名居民的3 d硒摄入量，结果发现，有42.56%的未成年人及52.09%的成年人的膳食硒摄入均未达到平均需要量（EAR）水平[24]。根据不同地区人群实际硒营养状况针对性实施地域性补硒策略，全面改善居民膳食硒缺乏现状，实现硒的精准营养，也是推动我国富硒产业发展的一个可行方向[25]。2013年，中国营养学会制定的不同年龄阶段居民膳食硒营养素参考摄入量[26]见表1。

3 膳食载体

硒在自然界中主要以有机硒和无机硒两种形式存在，有机硒包括硒代蛋氨酸、硒代半胱氨酸、甲基硒代半胱氨酸与酵母硒等，无机硒主要包括硒酸盐（SeO2-4）和亚硒酸盐（SeO2-3）。一般来说，硒的生物利用度主要取决于其化学形态[27]，有机硒因具有比无机硒更低的毒性和更高的生物利用度[28-29]，在生产实践中应用更为广泛。动物性产品是居民生活中最重要的食物硒源。据国家统计局统计数据显示，2019年全国猪、牛、羊、禽肉产量高达7 649万t，除猪肉产量比去年下降21.3%外，牛、羊、禽肉及禽蛋、牛乳产量分别有3.6%、2.6%、12.3%、5.8%、4.1%等不同程度的上涨。然而，天然食品含硒量普遍较低，通过给动物饲喂富硒日粮，能够使硒通过生物转化方式主要以有机形态富集到肉、蛋、奶等畜产品中，再借由生物链传递增加人体对硒的摄入，是一种经济、安全又高效的补硒方式。

4 富硒畜产品研究进展

4.1 猪肉

猪肉作为我国居民膳食结构中的主要肉类来源，是生产中关键的硒富集载体。占秀安等[30]在育肥猪日粮中添加含硒0.3 mg/kg的亚硒酸钠和硒代蛋氨酸后发现，硒代蛋氨酸提高猪肌肉、肝脏和胰脏中硒含量的能力要优于亚硒酸钠;日粮中两种硒形式的添加可使猪肝脏、肌肉中GSH-Px活性分别增强49%、59.96%和30.78%、44.48%，降低了脂质过氧化产物丙二醛（MDA）含量，有效提高猪肉的抗氧化活性。Zhang等[31]在育肥猪基础日粮中分别添加含硒0.25 mg/kg的亚硒酸钠、甲基硒代半胱氨酸以及硒代蛋氨酸，结果发现，与基础日粮组相比，日粮中添加有机硒明显提高了育肥猪血清免疫球蛋白IgA、IgM、IgG水平，提高了育肥猪自身的免疫抗病能力;添加3种硒源均能提高猪肌肉中硒的富集，与甲基硒代半胱氨酸、亚硒酸钠相比，硒代蛋氨酸提高猪心脏、肝脏和肌肉中硒富集的作用效果更为明显，硒在肌肉中最高可富集0.29 mg/kg，由此证明硒代蛋氨酸可作为富硒猪肉生产上的一种有效硒源。该团队前期研究也表明，以硒代蛋氨酸作为日粮补充硒源时，猪肉富硒量会随硒添加水平的增长而升高，当硒水平为2.5 mg/kg时，猪背肌富硒量最高可达到2.02 mg/kg[32]。据Mahan等[33]报道，给猪饲喂不同含硒水平（0.05、0.1、0.2、0.3 mg/kg）的亚硒酸钠以及酵母硒两种硒源，硒源及硒水平的差异不会对猪的生产性能以及胴体性状产生影响;组织富硒量随膳食硒水平增加呈上升趋势，有机硒组增长幅度明显高于无机硒，最高可富集0.332 mg/kg，同样证明了有机硒作为日粮硒源的优势作用。Bobcek等[34]研究了日粮中有机硒的添加对大白猪背最长肌和半膜肌中硒含量的影响，结果表明，0.3 mg/kg的硒添加水平即可使猪背最长肌和半膜肌的硒含量提高2倍以上，并可有效改善肌肉组织的抗氧化状态。通过在猪日粮中添加有机硒达到猪肉富硒效果是生产上最常用的富硒措施，既能提高动物体自身的抗氧化水平，增强动物对疾病的防御能力，又能提高所产猪肉的营养价值，改善居民膳食营养。两种硒源的添加均能提高猪肌肉中硒的富集量，有机硒源的作用效果优于无机硒源。

4.2 羊肉

羊肉作为我国居民食用的主要肉类之一，具有高蛋白、低脂肪、低胆固醇等优良营养特性，是膳食营养中不可或缺的重要成分。据《2017年中国统计年鉴》数据显示，全年全国羊肉总产量达471.07万t，人均占有量47.30 kg，富硒羊肉的研发有助于改善全民硒缺乏现状，符合营养型优质农产品发展方向。Song等[35]发现，在波尔山羊基础日粮中添加0.1 mg/kg的有机硒即可满足其生产性能需求;当硒补充水平达到0.5 mg/kg时，羊肉硒富集量最高能达到127 μg/kg。李聚才等[36]研究表明，通过给滩湖F2代羔羊饲喂不同含硒水平日粮，羔羊肌肉、内脏中的硒富集量会随硒添加水平的升高和饲喂时间的延长呈现上升趋势，且内脏器官硒富集量均高于肌肉，以肝脏和肾脏最高，这可能是由于组织硒沉积遵循的优先顺序[37]以及肝脏和肾脏的硒代谢功能决定的。Paiva[38]等通过给绵羊羔羊饲喂不同含硒水平的亚硒酸钠、酵母硒、硒代蛋氨酸三种硒源后发现，无论在生长羔羊日粮中添加何种硒源，均会增加羔羊血清和肝脏中的硒富集;与亚硒酸钠相比，有机硒源的补充会导致羊肉中更高的硒富集量，这与Vignola等[39]的研究结果相似，但有机硒源在增加肝脏GSH-Px活性的有效性方面要弱于无机硒源。

4.3 牛乳

研究表明，奶牛日粮补硒不会对其产奶量及乳品质产生影响，而会影响奶牛的乳脂率及乳脂含量。孙玲玲等[40]通过在奶牛基础日粮中补充相同水平的蛋氨酸硒羟基类似物及亚硒酸钠两种硒源，测定饲喂4周后各组奶牛的乳脂率及乳脂含量等。結果发现，硒源的差异不会对奶牛产奶量及乳成分含量产生显著影响;与亚硒酸钠相比，有机硒组奶牛的乳脂率及乳脂含量均有所下降，牛乳中硒的富集量高出无机硒组77.96%，转化效率可达到15.7%，远高于亚硒酸钠组;同时也显著增强了奶牛血清总抗氧化能力（T-AOC），降低MDA含量。Gong等[41]研究表明，在奶牛日粮中添加酵母硒可显著增强奶牛血清中GSH-Px、TrxR以及过氧化物酶（CAT）等抗氧化物酶活性，并获得更高的血硒及乳硒含量。Calamari等[42]分别给奶牛饲喂相同含硒水平的亚硒酸钠和酵母硒日粮后发现，有机硒组全血、血浆及牛乳中的硒含量均高于无机硒组，选用有机硒作为日粮补充硒源能获得更高的硒转移效率。

以上结果表明，有机硒相比无机硒能够更有效地改善奶牛的机体抗氧化状态，增加牛乳中的硒富集。

4.4 鸡蛋

禽蛋是最廉价的动物产品之一，也是我国居民普遍消费的食品，研发富硒鸡蛋在补充硒元素的同时还可以摄取充足蛋白质。亚硒酸钠和酵母硒是蛋鸡生产上较为常见的日粮硒源，但酵母硒的使用更为广泛。孙庆艳等[43]研究不同硒源对蛋鸡生产性能、蛋品质及鸡蛋含硒量的影响时发现，日粮中添加不同硒源不会对蛋鸡的生产性能（产蛋率、平均蛋重等）及蛋品质（蛋壳强度、蛋壳厚度、蛋形指数、哈氏单位等）产生明显影响;无论日粮补充何种硒源均可显著提高鸡蛋硒含量，但以酵母硒为硒源时可使蛋中硒的沉积更为有效。Meng等[44]通过给30周龄海兰褐蛋鸡饲喂基础日粮以及含硒0.3 mg/kg的亚硒酸钠、酵母硒及纳米硒三种硒源的试验日粮后发现，日粮中硒的补充能够明显提高蛋鸡产蛋性能，获得更高的产蛋量、蛋重及日产蛋质量，并降低饲料消耗比，提高饲料的利用效率;与基础日粮相比，亚硒酸钠及纳米硒的补充显著提高了蛋鸡血清GSH-Px活性;酵母硒组相比于其他硒源可显著提高试验第9、18、27、35 d的蛋硒含量，硒富集效率高于另两种硒源。郭云霞等[45]在30周龄产蛋柴鸡日粮中添加不同水平酵母硒，并在试验期10、20、30、40、50 d时采集蛋样，结果发现，当硒添加水平为0.5 mg/kg时，柴鸡产蛋率最高可达到67.96%;日粮补硒提高了蛋硒富集，且随硒添加剂量的增加显著上升;饲喂含硒1 mg/kg 酵母硒日粮的柴鸡20 d后，在其所产鸡蛋中可以检测出1.91 μg/g的硒富集。Lu等[46]研究添加高剂量酵母硒对蛋鸡安全性的影响时发现，在蛋鸡日粮中补充不同硒水平（0、0.3、1.5、3 mg/kg）的酵母硒，不会使蛋鸡的产蛋性能及蛋品质发生显著变化;日粮补硒可以增加蛋硒含量，当硒补充含量达到3 mg/kg，饲喂周期为12周时，蛋中硒含量比对照组高出1 036.73%，并不会对蛋鸡安全产生不利影响，证明该剂量可用于蛋鸡饮食硒补充。

综上所述，有机硒源增强畜产品中硒富集量的效果优于无机硒源，且由于动物体对有机硒的耐受程度更高及其毒性较低、生物活性较强的优势作用，导致有机硒更易被动物机体吸收利用。动物日粮补硒对肉、蛋、奶中硒含量的增长作用见表2。

5 富硒畜产品标准制定

制定富硒畜产品相关标准有助于规范我国富硒产业健康发展。迄今为止，我国湖北、陕西、江西、重庆等多个地区均已发布富硒食品硒含量地方标准。如湖北省DB 42/211—2002《富硒食品标签》注明富硒肉类及蛋类产品含硒量要在0.2 mg/kg以上;液态、固态奶类含硒量分别在0.025 、0.08 mg/L以上等。除部分地方标准外，我国在富硒畜产品领域还未形成一套系统、成熟的质量监管及营养标准体系，难以对生产企业实行有效监管，导致市面上冠以“富硒”头衔的畜产品种类繁多、参差不齐，混淆了消费者的准确认知，影响人民群众对优质食物的美好期待。因此，以硒的摄入量以及生物学效应为依据，结合我国居民实际硒营养现状背景，科学合理地制定相关富硒畜产品质量监管及营养标准体系，培养消费者科学消费观，已成为该领域亟待解决的重要问题之一[25]，符合我国营养导向型现代农业发展方向。

6 结论

中国是农业大国，以农为本，目前我国正加快推进营养导向型农业发展。现阶段农业农产品供应与人们的消费需求之间仍不平衡，营养型优质农产品发展的相对滞后难以满足人们日益增长的高品质营养需要。富硒畜产品的研发能够适应农业食品消费结构转变，符合我国农产品高端市场发展趋势，是满足人群硒营养需求、助力我国农业与食品加工业轉型升级的重要举措。

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Research Progress on Selenium-enriched Livestock Products

JIA Xue-ting1，2，3，ZHAO Qing-yu2，3，ZHANG Jun-min2，3，TANG Chao-hua2，3，TANG De-jian1，MA Qing4，QIN Yu-chang2

（1Ankang Research and Development Center for Selenium-enriched Products，Ankang 725000，China;2Institute of Animal Sciences of Chinese Academy of Agricultural Sciences/State Key Laboratory of Animal Nutrition，Beijing 100193，China;3 Institute of Animal Sciences of Chinese Academy of Agricultural Sciences/Scientific Observing and Experiment Station of Animal Genetic Resources and Nutrition in North China of Ministry of Agriculture and Rural Affairs，Beijing 100193，China;4 Institute of Animal Science，Ningxia Academy of Agricultural and Forestry Sciences，Yinchuan 750002，China）

Abstract：This paper reviewed the physiological function of selenium，intake status of residents，selection of enrichment carries and the research progress of high-quality livestock products such as selenium-enriched meat，eggs and milk.Combined with the development status and existing problems of the industry，the paper put forward the future work priorities of selenium-enriched industry in China，which is of great significance for promoting the nutritional agricultural production in China and ensuring national health.

Keywords：selenium;physiological function;intake;selenium-enriched livestock product

基金项目：农业农村部富硒产品开发与质量控制重点实验室/富硒食品开发国家地方联合工程实验室开放课题资助项目（项目编号：Se-2018HZ01）;宁夏高端滩羊肉生产关键技术研究与集成示范（项目编号：2018BBF02016）。

作者簡介：贾雪婷（1995— ），女，硕士研究生，研究方向：优质功能羊肉研究与开发。

通信作者：秦玉昌（1964— ），男，研究员，博士生导师，研究方向：饲料安全评价与农产品深加工。