硒科普园
孙楠.食品科学.2024
硒（selenium，Se）是人体所需的微量元素之一，被归类在元素周期表的第VI A族。在过去200 年里，科学家对硒在人体健康中的作用有了更深入的了解。过去，硒被认为是一种致癌物质，随着研究的不断深入，明确了硒对机体的重要作用，对生物体内抗氧化、代谢和重金属解毒等过程的影响。为保持动物和人类的健康，需要在饮食中摄入适量硒元素。
世界卫生组织（WHO）的数据表明，全球至少有40多个国家和地区存在硒缺乏问题，涉及10多亿人口，近年来，社会对营养健康的关注不断增强，补充硒逐渐成为日常饮食的重要组成部分，人们可以通过多样化饮食来获得，包括食用硒富集的食品，如坚果、全谷物、蔬菜、肉类、海产品和硒酵母等。在富硒食品生产和加工过程中，硒以不同氧化还原态存在，包括Se6+、Se4+、Se和Se2-，每种氧化还原态都具有独特的结构和多种功能。离子硒是许多功能性酶的组成部分，参与机体抗氧化防御、免疫调节和DNA合成等重要生物化学反应。因此，硒缺乏可能导致上述生理过程受损，如加剧人体内某些慢性和退行性疾病。
1 硒的来源
硒主要通过火山运动、大气蒸发和雨水淋溶等过程分布在大气、土壤和海洋中。地下层岩中常含有大量硒，主要通过火山运动进入自然界循环，火山运动的喷出物主要是岩石碎屑，在火山喷发后，一部分硒可聚集在沉积物中（SeO42- 、SeO32-），另一部分则随火山气体分布于大气中（H2Se）；油页岩、煤、石油中的硒含量比较丰富，通过燃烧废气进入大气（H2Se），同时也进入土壤和水体。土壤中的硒有多种氧化态，研究中将土壤硒的存在形态分为4 种：元素硒（Se）、硒酸态硒（SeO42-）、亚硒酸态硒（SeO32-）和有机态硒。
1.1 植物体内的硒
植物主要通过根部吸收营养物质，土壤中的硒也随之进入植物体内，这是硒进入自然生态循环的重要途径之一，而吸收的硒形态及含量对植物性食物中硒的生物利用率有重要影响。硒元素被植物吸收代谢可分为2 种途径：一种是有机硒形态，植物可以直接吸收和利用；另一种是无机硒，需要经过酶的同化作用将其转化为有机硒，进而被吸收代谢。
据Feng Tao等研究发现，硒处理还可以提高果树的碳水化合物代谢，提高光合作用效率，保护光系统II（PSII）。方建军等研究发现，硒主要结合于植物的可溶性蛋白及多糖分子上，在渗透调节和营养物质方面有重要作用，同时保护胞内物质和生物膜。李晓丹等则证明在适宜浓度范围内，硒能提高植物体内抗氧化酶类活性，抑制机体过氧化作用；硒参与植物超氧化物歧化酶、过氧化氢酶和谷胱甘肽过氧化物酶（GSH-Px）等功能性酶系的生成，功能性酶系能清除植物体内自由基，减少活性氧积累，有效抑制活性氧对生物分子造成的损害。合理地补充硒还可以提高作物产量和品质。
1.2动物体内的硒
动物体内的硒动物的吸收代谢是硒元素在自然界循环的重要途径之一。饮食是硒进入人体的重要途径之一，在进入机体后，随着血液运输，硒会优先流向血液供应充足的器官；其次，将根据不同组织的亲和力进行硒分配。
尽管硒在哺乳动物体内的含量很低，但它是唯一1 个与蛋白质结合并被基因编码的元素，是第21个氨基酸硒半胱氨酸的组成部分，其在维持包括哺乳动物免疫系统在内的多种组织稳态中起着重要作用。Forceville研究表明，作为人体的微量营养素，被人体摄入的硒可迅速掺入活性酶中，强化机体的抗氧化功能，是维持心血管系统及甲状腺代谢正常水平酶系的主要辅助因子；Hadadi等证明硒在免疫系统功能和艾滋病毒向艾滋病的发展过程中具有重要作用；Casaril等的临床研究显示，对抑郁症患者而言，补充硒有助于抑制其机体的炎症，减轻氧化应激症状。
1.3微生物体内的硒
微生物在自然界中起着重要作用，许多微生物能将亚硒酸盐（Se4+）和硒酸盐（Se6+）还原为单质，促进生物硒的循环，这种能力目前被广泛应用于硒污染处理。随着社会对硒元素的重视日益增强，无机硒的微生物转化成为近年来食品领域的研究热点。在近年的研究中，发现常见可食用细菌、真菌普遍具备无机硒的高耐受力与转化能力，其生成的有机硒具有形态、产量稳定、成本低廉等特点，其对硒的吸收代谢途径如图4所示。
2 富硒食品研究现状
2.1富硒植物食品
富硒植物是最早被研究的富硒食品，早在18世纪就有研究表明，十字花科植物（花椰菜和芥菜类）比其他作物硒累积量更高，植物对硫和硒的吸收量相对同步。对植物体自身而言，硒有助于降低干旱、盐度、重金属、极端温度等气候变化对植物体造成的损害；此外，硒能调节光合作用中的大分子复合体，提高光合色素含量，保护叶绿素。各项结论强化了富硒植物的重要性与可行性，作为一种天然、健康、安全、富含硒元素的食物选择，富硒植物是人们补充硒元素的有效途径。同时，富硒植物中还富含其他营养物质，如维生素、矿物质和膳食纤维，对于促进健康、预防疾病也有重要意义。
富硒蔬菜是对抗人体硒缺乏症的安全方法，然而大多数土壤硒含量低，植物获取的硒较少，生物可及性较低。因此，用硒对作物进行农业生物强化是减少贫困人口隐性饥饿和增加营养摄入的重要策略。目前，最常见的补硒形式是添加硒酸盐和亚硒酸盐，Hawrylak-Nowak等证明，亚硒酸盐作为硒的来源，由于其迅速被转化为有机形式（如硒代半胱氨酸或硒代蛋氨酸），硒主要在根部积累（967.2 mg/kg DW），从根到茎的易位率逐渐增高，嫩芽中的硒含量仅120.6 mg/kg DW。几种重点研究的富硒植物如表1所示。
2.2 富硒动物食品
现有动物性食物富硒研究主要分为海产类、家禽类、畜牧类等几大类。海产类研究主要针对各种海鱼、贝类等水产品：Zhang Haiyan等研究发现，贝类的硒含量显著高于鱼类；在贝类肌肉中，硒含量的浮动范围更大，为57.8～1 200.0 ng/g。海水鱼类中，小黄鱼和带状鱼的硒含量高于其他海洋鱼类，但淡水鱼的硒含量则相反，硒含量遵循双壳类（（551.0±40.9）ng/g）≈腹足类（（ 556.00 ± 36.41 ） n g / g ）＞ 虾（（329.00±25.62）ng/g）的顺序。
家禽类研究主要针对鸡、鸭、鹅等家禽，其中鹅和火鸡蛋中硒含量最高，超过0.6 μg/g；鸡蛋中硒的平均含量为0.51 μg/g；鸭蛋中硒含量最低，每日饲料补充亚硒酸钠、硒酵母或纳米硒可以改善蛋鸡产蛋性能、抗氧化能力和蛋中硒含量。在我国，养猪业通常在每日饲粮中添加0.2 mg / kg亚硒酸钠作为硒强化剂。
2.3富硒食用菌
食用菌是指可以食用的大型蕈菌，具有较高的食用价值和药用价值。在培养基料中添加硒元素或对扩大培养期的食用菌进行硒喷淋，硒元素将进入并固定在食用菌菌丝体内，有效降低无机硒的生物毒性，提高其生物可给性。食用菌种类丰富，不同种类的食用菌富集硒的能力有所不同，生物效应也不同，其所代谢的硒形态不一，生物利用度随之改变，因此横向对比不同种类富硒食用菌有利于筛选出高生物利用度、低培养成本的食用菌种类。目前常见的几种富硒食用菌如表2所示。
3 结语
作为人体必需非金属微量元素，硒对人体健康具有重要作用，不同程度缺硒均会对健康造成不同程度影响。硒元素对人体健康具有重要作用，对治疗动植物疾病及癌症具有潜在价值。目前，我国仍然有很多地区处于缺硒状态，随着全面建成小康社会，民众生活水平提高，健康饮食意识广泛传播，社会对硒元素的认识更加深入，市场对富硒产品的需求逐渐增加，推动富硒产业的研究与发展。