一种增加硒营养的方法研究

张 平,窦 羿,张洪立,董斯文,于爱玲,周 磊,刘丽丽

(1.天津师范大学化学与生命科学学院,天津 300387;2.天津市静海县农业技术推广中心,天津 301600)

一种增加硒营养的方法研究

张 平1,窦 羿1,张洪立2,董斯文1,于爱玲1,周 磊1,刘丽丽1

(1.天津师范大学化学与生命科学学院,天津 300387;2.天津市静海县农业技术推广中心,天津 301600)

为了研究一种增加硒营养的新方法,以富硒萝卜芽苗菜饲喂昆明小鼠(KM),饲喂35 d,观察小鼠的生理状况,测量体重变化情况,以紫外分光光度法测定小鼠的肝脏、肾脏、血浆、红细胞中的含硒量.当日摄硒量达到1.60μg/kgBW时,饲喂富硒萝卜芽苗菜比饲喂萝卜芽苗菜的小鼠体重多增加了96.12%;饲喂富硒芽苗菜比饲喂Na2SeO3的小鼠(KM)血浆中的含硒量增加了205.13%;肝脏中含硒量增加了141.12%;肾脏中含硒量增加了31.28%.富硒萝卜芽苗菜可以促进生长发育期的小鼠体重的增加,其补硒效果明显优于基础饲料、萝卜芽苗菜及Na2SeO3.以日食用富硒芽苗菜0.69 g/kgBW为最佳的促进生长发育和动物补硒的应用方案.食用富硒萝卜芽苗菜是一种增加硒营养的有效方法.

硒;芽苗菜;富硒食品;小鼠

硒是人和哺乳动物体内必需的一种微量元素,缺硒会引起一系列的疾病,如动脉硬化及冠心病,还可损害机体免疫系统的发育和功能[1].目前,用作人体硒补充来源的主要有亚硒酸钠片及其强化食盐等无机药剂,人体吸收效率低,存在一定的毒副作用[2].硒营养和药用价值与硒源的化学形态密切相关[3—4],采用进食生物硒的方法安全有效.因此,研制含硒食物和富硒食物的意义重大.当前,市场上的富硒保健食品,如富硒酵母、茶叶、灵芝等[5]生产成本较高,市售价格也较高,难于推广.萝卜芽苗菜是一种低价格绿色食品,萝卜种子经发芽、生长能把许多人体难以吸收的植物蛋白转化为氨基酸、矿物质、

动物对硒的吸收是在十二指肠中进行.研究表明,无机硒(例如 Na2SeO3)到达小肠后,被小肠吸收,再由红细胞摄入,同时Na2SeO3被还原成硒化物并与血浆蛋白结合后运载至肝脏;当硒源为有机硒时,经小肠吸收后由血液循环迅速转到肝脏.经肝脏转化为硒蛋白或直接运至机体组织并与组织中的蛋白质结合,最终以硒蛋白的形式分布于不同的组织细胞中,其中的肝、肾含量最高,肌肉、骨胳和血液含量较低[6].本研究以富硒萝卜芽苗菜饲喂小鼠,观察补硒效果,旨在研究一种为动物增加硒营养的新方法.

1 实验材料与方法

1.1 实验样品

基础饲料:SD2-Ⅱ饲料购自天津动物医学科学研究所.

萝卜芽苗菜:本实验室自行栽培,栽培方法见文献[7].栽培过程中不喷施Na2SeO3溶液.

富硒萝卜芽苗菜:本实验室自行栽培萝卜芽苗菜,在播种2 d后,每隔4 h喷施一次100 m mol/L Na2SeO3溶液 ,每次 66.67 mL/m2,喷施 3 d,获得富硒萝卜芽苗菜.含硒量为2.33μg/g.

亚硒酸钠药片模拟样品:无机硒,(Na2SeO3).

1.2 实验动物

昆明小鼠 (KM),鼠龄 14 d,体重 15.32(±0.57)g,动物品系纯度级别为SPF级,合格证号为scx津2005-0001,购于中国医学科学研究院放射研究所实验动物中心.

1.3 主要试剂

浓硫酸、浓硝酸、缓冲溶液(p H 9.18的硼砂溶液)、KI溶液、NaAc溶液、HCl、孔雀绿溶液、HClO4和Na2SeO3,以上试剂均为分析纯.

1.4 主要仪器与设备

UV-2000紫外分光光度计,北京清大时代科技有限公司;FA 1004电子天平,上海天平仪器厂.

2 实验方法

2.1 动物补硒实验中小鼠的饲喂方法

取各实验剂量的萝卜芽苗菜、富硒萝卜芽苗菜、Na2SeO3加入等量去离子水,搅拌制成匀浆和水溶液备用.

80只小鼠在实验室以纯净水为饮用水,用基础饲料进行适应性喂养一周.以各组小鼠的平均体重一致为原则,将小鼠分别标记为A,B,C,D,E,F,G,H组8组,每组10只,雌雄各50%,放入小室中喂养,环境条件均一致.

根据硒摄入量的国家标准 GB13105—91:硒的最高安全摄入量为400μg/d,正常人硒的摄入量为50～250μg/d.本实验设定实验剂量为每日摄硒10,80,160μg,正常人按50 kg体重计算,即实验剂量设定为每日摄硒0.20,1.60,3.20μg/kgBW.依据富硒芽苗菜的含硒量为2.33μg/g,Na2SeO3的含硒量为78/173,设定A组为空白对照,饲喂基础饲料;B组为实验对照,饲喂基础饲料并每日灌喂萝卜芽苗菜匀浆,用量为萝卜芽苗菜1.37 g/kgBW;C组饲喂基础饲料并每日灌喂富硒萝卜芽苗菜匀浆,用量为富硒萝卜芽苗菜0.09 g/kgBW,摄硒量为0.20μg/kgBW;D组饲喂基础饲料并每日灌喂富硒萝卜芽苗菜匀浆,用量为富硒萝卜芽苗菜0.69 g/kgBW,摄硒量为1.60μg/kg.BW;E组饲喂基础饲料并每日灌喂富硒萝卜芽苗菜匀浆,用量为富硒萝卜芽苗菜1.37 g/kgBW,摄硒量为3.20μg/kg-BW;F组饲喂基础饲料并每日灌喂Na2SeO3水溶液,用量为 0.44μg/kgBW,摄硒量为 0.20μg/kg-BW;G组饲喂基础饲料并每日灌喂Na2SeO3水溶液,用量为 3.55μg/kgBW,摄硒量为 1.60μg/kg-BW;H组饲喂基础饲料并每日灌喂Na2SeO3水溶液,用量为 7.10μg/kgBW,摄硒量为 3.20μg/kg-BW.自由进食和饮水,以纯净水为饮用水.实验周期为35 d,每7 d称体重一次.

2.2 动物生理指标的测定方法

2.2.1 小鼠体重的测量方法

通过体重这一指标反映实验周期内饲喂富硒萝卜芽苗菜对昆明小鼠的生长发育情况的影响,观察时间分别为0,7,14,21,28,35 d,对小鼠进食前先称量体重,然后,观察体重的变化情况并记录.最后,计算周均增重量[8].

2.2.2 动物生理反应的观测方法

采用直接观察的方法每日观测小鼠的动物生理反应,包括昆明小鼠的活动、毛色、粪便等有无异常变化,并记录.

2.2.3 小鼠血液、肝脏及肾脏样品的处理方法

取血前一天禁食、禁水.采用摘眼球取血法取血.加入到质量分数为5%的 EDTA水溶液内,20 μL/m L血液,3 000 r/min离心15 min,以分离血浆和红细胞,样品置于-30℃保存备用;取肝、肾以生理盐水漂洗,称重,置于液氮中速冻备用.以 HCl-HNO3-HClO4消化法将肝、肾样品进行消化[9—10].其中VHCl∶VHNO3∶VHClO4为 1∶3∶6.

2.2.4 标准曲线的建立

分别准确移取硒浓度为5μg/m L的硒标准溶液0.5,1.0,1.5,2.0,2.5 mL置于25 mL比色皿中,依次加入4 mol/L的 HCl溶液2.0 mL,1 mol/L的 KI溶液2.5 mL,2 mol/L的NaAc溶液3.0 mL,2.0 mL体积分数为1%的聚乙烯醇溶液,质量分数为0.04%孔雀绿水溶液2.0 mL,蒸馏水定容,摇匀,在波长731 nm处,测定吸光度,建立标准曲线.

2.2.5 含硒量的测定

采用紫外分光光度计法测定样品中的硒含量[11].测定样品的OD731,根据硒标准曲线计算出样品中的含硒量.

3 结果与分析

3.1 动物生理反应及体重的观测结果

A,B,C,D,E,F,G,H组小鼠经35 d的饲喂,其活动、毛色、粪便等均无异常变化.根据实验记录绘制小鼠的平均周增重图见图1.图1中横坐标为饲喂天数,以1周的时间为单位;纵坐标为小鼠体重的周平均增加量,图1中A,B,C,D,E,F,G,H分别表示不同的实验组别.

实验表明,35 d内A组体重由15.20 g增加到20.20 g,B组由15.10 g增加到20.25 g,C组由15.40 g增加到23.30 g,D组由15.30 g增加到25.40 g,E组由15.50 g增加到21.61 g,F组由15.40 g增加到17.49 g,G组由15.60 g增加到16.93 g,H组由15.10 g增加到15.69 g.

图1 小鼠体重的平均周增重Fig.1 Averange weight gain of mouse

其中D组小鼠的体重增加最多,比对照组(B组)多增加了96.12%,C组多增加了53.40%,E组多增加了18.64%.同时实验显示,G,H组体重增加量低于对照组,说明饲喂Na2SeO3抑制了小鼠体重增加.

据供鼠单位(实验动物中心)介绍,14～49 d是实验用小鼠生长发育期,日饲喂富硒芽苗菜0.09～1.37 g/kgBW时,可以使小鼠体重增加,说明富硒萝卜芽苗菜可以促进小鼠的生长发育.其中日饲喂0.69 g/kgBW时,体重增加最多,此实验剂量为最佳剂量.

3.2 小鼠各组织中的含硒量测定结果

小鼠各组织中的含硒量测定结果见表1.

表1 小鼠各组织中的含硒量Table1 Selenium content in different tissue of mouse

由表1可知,增加硒的日摄入量可以显著增加小鼠的血浆、红细胞、肝脏、肾脏中的含硒量,且经方差分析比较表明:采用食物添加富硒芽苗菜或无机的Na2SeO3均可以提高小鼠各组织中的含硒量,即达到动物体补硒的效果.同时表明,无论采用何种硒源,随着日摄入硒量的增加,均可以正比关系增加小鼠各组织内的含硒量.

经实验比较在日摄硒量相同的情况下,硒源不同产生了不同的动物体补硒的效果,见图2.

图2 富硒芽苗菜对小鼠各组织含硒量的影响Fig.2 Effect of selen ium on the different tissue of mouse

如图2所示,因为硒源不同,实验结果产生了显著的差异.当日摄硒量为0.20μg/kgBW时,饲喂富硒芽苗菜比饲喂无机的Na2SeO3的小鼠血浆中的含硒量增加了180.65%;肝脏中含硒量增加了77%;肾脏中含硒量增加了125.47%.当日摄入硒量为1.60μg/kgBW时,饲喂富硒芽苗菜比饲喂无机的Na2SeO3的小鼠血浆中的含硒量增加了205.13%;肝脏中含硒量增加了141.12%;肾脏中含硒量增加了31.28%.当硒日摄硒量为3.20μg/kgBW时,饲喂富硒芽苗菜比饲喂无机的Na2SeO3的小鼠血浆中的含硒量增加了244.19%;红细胞含硒量增加了33.65%;肝脏中含硒量增加了97.60%;肾脏中含硒量增加了42.45%.

实验结果表明,对于缺硒动物补硒采用食物添加富硒食品或无机硒Na2SeO3均可以达到动物体内补硒的效果,随着日摄硒量的增加均可提高动物组织中的含硒量.但是,生物效应始终是生物硒源优于无机硒源.综合分析小鼠的体重增加和各种组织中含硒量增加的情况,日摄硒量以日食用富硒芽苗菜0.69 g/kgBW为最佳的动物补硒方案.

4 结论

每日食用富硒萝卜芽苗菜0.09～1.37 g/kgBW时,小鼠的活动、毛色、粪便等生理反应均无异常发生;对处于生长发育时期的小鼠有促进生长发育的作用;随日食用富硒萝卜芽苗菜量的增加小鼠肝脏、肾脏、血浆以及红细胞内的含硒量随之增加.综上情况认为,以日食用富硒芽苗菜0.69 g/kgBW为促进生长发育和动物补硒的最佳应用方案.

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On a method of increasing selen ium nutrition

ZHANG Ping1,DOU Yi1,ZHANG Hong li2,DONG Siw en1,YU A iling1,ZHOU Lei1,L IU L ili1

(1.College of Chemistry and Life Science,Tianjin Normal University,Tianjin 300387,China;2.Agricultural Technology Extension Center of Tianjin Jinghai,Tianjin 301600,China)

A new method of increasing selenium nutrition was studied.Themethod is to take Kunming mouse(KM)w ith Se-enriched sp rout,and all groups were fed fo r 35 days.Then the physiology situation of themouse were observed,and the Se amounts in different organs(liver,kidney,blood p lasma,red cell)weremensurated w ith ultraviolet spectrophotometry.When KM absorbed Se of 1.60μg/kgBW per day,themouse fed w ith Se-enriched sp rout increased 96.12%in weight than that fed w ith no rmal sp rout,and the Se amounts in plasma increased 205.13%,the Se amounts in liver increased 141.12%,the Se amounts in kidney increased 31.28%than themouse fed w ith inorganic Na2SeO3.Se-enriched sp rout could increase the weight of KM in growing period,and its effect on selenium supplementation was significantly better than basal diet,radish sp rout and Na2SeO3.The best app lication p lan for p romoting grow ing development and supplementing selenium was to feed the animalw ith Se-enriched sp rout 0.69 g/kgBW per day.To feed the animal w ith Se-enriched sp rout was a good way to increase selenium nutrition.

Selenium;sp rout;Se-enriched food;mouse

Q493.99

A

1671-1114(2010)01-0064-04

2009-09-10

国家自然科学基金资助项目(30470017);天津市自然科学基金资助项目(07JCYBJC15400);天津市农业科技项目(0802220)

张 平(1984—),女,硕士研究生.

刘丽丽(1955—),女,教授,硕士生导师,主要从事微生物学方面的研究.E-mail:liulilisd@mail.tjnu.edu.cn维生素等人体易吸收的物质,其所含营养物质极利于人体吸收.萝卜芽苗菜既可生食又可烹饪菜肴,食用简便快捷,人们喜于食用.另外,芽苗菜的栽培采用设施农业的生产模式,设施农业是新农村建设的发展方向.食用富硒芽苗菜是最佳的人体补硒的食疗方法.

(责任编校 李宏伟)