海南沙姜芽硒生物强化研究

刘丽等

摘 要 以海南富硒地区产沙姜为原材料，通过实验室水培强化制备富硒沙姜芽，为海南开发高端富硒产品提供依据。结果表明：沙姜芽富集硒元素的能力较强，实验室制备出的富硒沙姜芽的总硒含量为1.581 mg/kg，可高达培养液硒浓度的54倍。

关键词 海南 ；沙姜 ；姜芽 ；硒 ；生物强化

分类号 S632.5

Biofortification of Selenium in Sand Ginger Sprout in Hainan

LIU Li HU Guanglin PANG Jingwei HUANG Qiang

（1 Hainan University， Haikou， Hainan 570228；

2 Geology Research Center of Hainan Province， Haikou， Hainan 570206）

Abstract A selenium-enriched ginger sprout was experimentally prepared by the hydroponic biofortification of the sand ginger from Hainan selenium-rich area. Total Se content in the ginger sprout was found to reach at 1.581 mg·kg-1， which was 54-fold higher than that in culture medium. The obtained results show that the ginger sprout has a strong enrichment ability of selenium， implying that the sand ginger from Hainan selenium-rich area may be developed as Se-enriched products with high additional value.

Keywords Hainan ； sand ginger ； ginger sprout ； selenium ； biofortification

硒（Se）是瑞士化学家Berzelius于1817年首先发现的化学元素[1]。它是一种稀有分散元素，原子序数为34，属于VI族，位于周期表氧族非金属元素硫（S）和金属元素碲（Te）之间，因此硒是一种类金属元素[2]。硒曾一直被认为是对人体有害的元素之一，直到1975年，美国的Schuarz发现硒是一种有益的生物微量元素[3]。几乎同时，世界卫生组织（WHO）宣布，硒是人类必需的微量元素；1988年中国营养学会把硒列为人类必需的营养元素[4]。

硒是环境中一种重要的生命元素，是人体内多种活性酶的重要组成成分，参与机体正常的免疫功能[5]。当硒缺乏的时候，就很容易导致人体免疫力下降，而且威胁人类健康和生命的40多种疾病都与人体缺硒有关，如癌症、心血管病、肝病、白内障、胰脏疾病、糖尿病、生殖系统疾病等病症[6]。中国营养学会调查表明，我国居民平均日硒摄入量26～32 μg[7]，远远低于中国营养学会推荐的日摄入量50～200 μg。人体中的硒主要来源于食物。因此，食物硒含量直接影响着人体的硒营养状况。近年来，随着对硒研究的深入和人们健康意识的增强， 各种天然和人工强化富硒食品应运而生[8]。利用富硒地区硒资源开发生产天然富硒食品，已成为目前我国富硒保健食品开发的热点。

2006年海南省地质大调查发现，本省富硒土壤分布广泛，约占全省陆地面积的27%[9]，这可为海南开发富硒产品提供非常有利的环境条件。富硒地区出品的大部分天然食品的硒含量普遍偏低，沙姜、大米、茶叶[10]含量较其它食品稍高，其中沙姜中硒含量最高可达到0.150 mg/kg。海南是沙姜主要产地，沙姜种植普遍，品质优良，为实验室水培芽苗研究提供了良好的载体。

1 材料与方法

1.1 材料

1.1.1 仪器与试剂

AFS-3000型原子荧光光度计（北京科创海光仪器有限公司）；硒空心阴极灯（北京有色地质研究院）；微波消解仪（热效电子公司）；石墨电热板（天津拓明实验技术有限公司）。

标准溶液ρ（Se）=1.000 mg/mL（国家水样标准物质中心），亚硒酸钠（化学纯，广州化学试剂厂），硝酸（汕头西龙化工试剂厂）、高氯酸（广州化学试剂厂）、盐酸（汕头西龙化工试剂厂）、硼氢化钾（天津市廊坊物探所）、氢氧化钾（广州化学试剂厂）均为分析纯。

1.1.2 仪器条件

硒主辅灯电流40 mA，负高压290 mV，原子化温度200℃。载气流量400 mL/min，读数时间10 s，延迟时间1 s。测量方法Std.Curve，读数方式Peak Area[11]。

1.1.3 富硒沙姜芽苗制备

将采集好的原姜（未进行任何处理的沙姜姜块）用水洗净，用超纯水冲洗3遍后放入5% NaClO溶液浸泡消毒15 min。然后放入自制培养装置，每隔4 h喷淋等量培养液，直到沙姜芽采收。

1.2 方法

1.2.1 样品处理

将采收的沙姜芽用纯水洗净后，装入铺有滤纸的水果篮放入烘箱68℃烘干。芽姜（经过硒培养液培养，沙姜发芽后去除沙姜芽的沙姜姜块）洗净冲超纯水，切片装入同样铺有滤纸的水果篮68℃烘干。

将烘干的沙姜芽和芽姜切片直接放入干样研磨机中打碎，过40目标准筛。

1.2.2 标准曲线配制

用20% HCl逐级稀释Se标准贮备溶液，分别得到100、10、1 μg/mL子标准溶液，用1 μg/mL子标准配制标准系列浓度为1、2、5、10、20 μg/L。endprint

2 结果与讨论

2.1 相关系数

将仪器调整到最佳状态后对硒标准溶液进行测量，得到回归方程If=58.636c+2.151，相关系数0.999 9。

2.2 方法检出限及精密度

在优化的实验条件下，对样品的消解试剂空白测定11次，并计算得到方法对固体样品中硒元素的检出限为0.0154 μg/L；对沙姜芽样品，连续测定 11 次，得到方法的RSD为 1.15%，表明测定方法的精密度高。

2.3 标准物质测定

对国家标准物质大米、黄豆、菠菜和海带进行11次平行分析测定，所得结果（表1）与其参考值吻合较好，相对标准偏差（RSD）其中2个小于0.1%，另外相对含量较低的2个标准物质的RSD也小于0.2%，表明该方法具有可靠性，可用于食品中 Se 的测定。

2.4 富硒沙姜芽中硒的测定

通过反复实验，测定出采集到的芽姜样品中硒的含量在0.085～0.150 mg/kg。在不同Se浓度培养液的强化培养下，芽姜和芽苗中硒含量分别分布在0.125～0.250和0.144～1.581 mg/kg。其硒含量的变化趋势见图1。

从图1可以发现，经过富硒培养的芽姜和芽苗中的硒含量都明显高于原姜。当培养液Se浓度为5、10、20、30、40、50 μg/L时，芽苗硒富集含量分别为培养液浓度的49、10、47、54、35、20倍；而芽姜中增加的硒含量并没有明显的增加趋势。芽苗中积累的硒元素的含量随着培养液浓度的增加而增加显著，在30 μg/L出现最大值，之后随着培养液的浓度增加而降低。培养液Se浓度为5～30 μg/L时，沙姜芽对硒具有较高的富集作用。

3 结论

沙姜芽在不同浓度Se培养液中的富集作用有所不同，当培养液Se浓度为30 μg/L时 ，芽苗富集硒的含量可达到培养液浓度的54倍。海南沙姜在生物强化下具有这样高的富集作用为发展海南高品质富硒产品提供了初步的理论依据，建立了进一步实验的基础。

参考文献

[1] 宁婵娟，吴国良. 微量元素硒与人体健康及我国富硒食品的开发状况[J]. 山西农业科学，2009，37（5）：88-90.

[2] 王 晖，王重庆，符剑刚. 硒的资源、提取及应用研究现状[J]. 稀有金属与硬质合金，2013，41（2）：1-5.

[3] 陈彦林，范艳丽. 硒的生物学功能和富硒食品的研究进展[J]. 河北农业科学，2008，12（9）：99-100.

[4] 彭祚全，张 欣，牟 敏，等. 富硒食品含硒量范围标准的研究[J]. 微量元素与健康研究，2013，30（1）：41-43.

[5] RahulS， Geeta J. Selenium and its role in health and disease[J]. Kuwait Medical Journal， 2007， 39（1）： 10-18.

[6] 彭耀湘，陈正法. 硒的生理功能和富硒水果的开发利用[J]. 农业现代化研究，2007，28（3）：381-384.

[7] 杜前进，张永发，曾 宾，等. 海南富硒地区水稻富硒品种的筛选[J]. 中国土壤与肥料，2009（1）：46-49.

[8] 李丽辉，林檎路. 我国富硒食品的研究进展. 中国食品与营养，2007（2）：23-25.

[9] 耿建梅，吴露露，余 爱，等. 海南省富硒杂交水稻品种筛选[J]. 中国农学通报，2010，26（22）：376-380.

[10] 郭胡津，赵振军. 富硒茶中硒的存在形态及其保健作用. 长江大学学报，2013，10（11）：81-84.

[11] 刘丙正. 微波消解—原子荧光光谱法测定富硒精米中硒. 环境卫生学杂志，2013，3（2）：136-139.endprint

2 结果与讨论

2.1 相关系数

将仪器调整到最佳状态后对硒标准溶液进行测量，得到回归方程If=58.636c+2.151，相关系数0.999 9。

2.2 方法检出限及精密度

在优化的实验条件下，对样品的消解试剂空白测定11次，并计算得到方法对固体样品中硒元素的检出限为0.0154 μg/L；对沙姜芽样品，连续测定 11 次，得到方法的RSD为 1.15%，表明测定方法的精密度高。

2.3 标准物质测定

对国家标准物质大米、黄豆、菠菜和海带进行11次平行分析测定，所得结果（表1）与其参考值吻合较好，相对标准偏差（RSD）其中2个小于0.1%，另外相对含量较低的2个标准物质的RSD也小于0.2%，表明该方法具有可靠性，可用于食品中 Se 的测定。

2.4 富硒沙姜芽中硒的测定

通过反复实验，测定出采集到的芽姜样品中硒的含量在0.085～0.150 mg/kg。在不同Se浓度培养液的强化培养下，芽姜和芽苗中硒含量分别分布在0.125～0.250和0.144～1.581 mg/kg。其硒含量的变化趋势见图1。

从图1可以发现，经过富硒培养的芽姜和芽苗中的硒含量都明显高于原姜。当培养液Se浓度为5、10、20、30、40、50 μg/L时，芽苗硒富集含量分别为培养液浓度的49、10、47、54、35、20倍；而芽姜中增加的硒含量并没有明显的增加趋势。芽苗中积累的硒元素的含量随着培养液浓度的增加而增加显著，在30 μg/L出现最大值，之后随着培养液的浓度增加而降低。培养液Se浓度为5～30 μg/L时，沙姜芽对硒具有较高的富集作用。

3 结论

沙姜芽在不同浓度Se培养液中的富集作用有所不同，当培养液Se浓度为30 μg/L时 ，芽苗富集硒的含量可达到培养液浓度的54倍。海南沙姜在生物强化下具有这样高的富集作用为发展海南高品质富硒产品提供了初步的理论依据，建立了进一步实验的基础。

参考文献

[1] 宁婵娟，吴国良. 微量元素硒与人体健康及我国富硒食品的开发状况[J]. 山西农业科学，2009，37（5）：88-90.

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[5] RahulS， Geeta J. Selenium and its role in health and disease[J]. Kuwait Medical Journal， 2007， 39（1）： 10-18.

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[8] 李丽辉，林檎路. 我国富硒食品的研究进展. 中国食品与营养，2007（2）：23-25.

[9] 耿建梅，吴露露，余 爱，等. 海南省富硒杂交水稻品种筛选[J]. 中国农学通报，2010，26（22）：376-380.

[10] 郭胡津，赵振军. 富硒茶中硒的存在形态及其保健作用. 长江大学学报，2013，10（11）：81-84.

[11] 刘丙正. 微波消解—原子荧光光谱法测定富硒精米中硒. 环境卫生学杂志，2013，3（2）：136-139.endprint

2 结果与讨论

2.1 相关系数

将仪器调整到最佳状态后对硒标准溶液进行测量，得到回归方程If=58.636c+2.151，相关系数0.999 9。

2.2 方法检出限及精密度

在优化的实验条件下，对样品的消解试剂空白测定11次，并计算得到方法对固体样品中硒元素的检出限为0.0154 μg/L；对沙姜芽样品，连续测定 11 次，得到方法的RSD为 1.15%，表明测定方法的精密度高。

2.3 标准物质测定

对国家标准物质大米、黄豆、菠菜和海带进行11次平行分析测定，所得结果（表1）与其参考值吻合较好，相对标准偏差（RSD）其中2个小于0.1%，另外相对含量较低的2个标准物质的RSD也小于0.2%，表明该方法具有可靠性，可用于食品中 Se 的测定。

2.4 富硒沙姜芽中硒的测定

通过反复实验，测定出采集到的芽姜样品中硒的含量在0.085～0.150 mg/kg。在不同Se浓度培养液的强化培养下，芽姜和芽苗中硒含量分别分布在0.125～0.250和0.144～1.581 mg/kg。其硒含量的变化趋势见图1。

从图1可以发现，经过富硒培养的芽姜和芽苗中的硒含量都明显高于原姜。当培养液Se浓度为5、10、20、30、40、50 μg/L时，芽苗硒富集含量分别为培养液浓度的49、10、47、54、35、20倍；而芽姜中增加的硒含量并没有明显的增加趋势。芽苗中积累的硒元素的含量随着培养液浓度的增加而增加显著，在30 μg/L出现最大值，之后随着培养液的浓度增加而降低。培养液Se浓度为5～30 μg/L时，沙姜芽对硒具有较高的富集作用。

3 结论

沙姜芽在不同浓度Se培养液中的富集作用有所不同，当培养液Se浓度为30 μg/L时 ，芽苗富集硒的含量可达到培养液浓度的54倍。海南沙姜在生物强化下具有这样高的富集作用为发展海南高品质富硒产品提供了初步的理论依据，建立了进一步实验的基础。

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[5] RahulS， Geeta J. Selenium and its role in health and disease[J]. Kuwait Medical Journal， 2007， 39（1）： 10-18.

[6] 彭耀湘，陈正法. 硒的生理功能和富硒水果的开发利用[J]. 农业现代化研究，2007，28（3）：381-384.

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[8] 李丽辉，林檎路. 我国富硒食品的研究进展. 中国食品与营养，2007（2）：23-25.

[9] 耿建梅，吴露露，余 爱，等. 海南省富硒杂交水稻品种筛选[J]. 中国农学通报，2010，26（22）：376-380.

[10] 郭胡津，赵振军. 富硒茶中硒的存在形态及其保健作用. 长江大学学报，2013，10（11）：81-84.

[11] 刘丙正. 微波消解—原子荧光光谱法测定富硒精米中硒. 环境卫生学杂志，2013，3（2）：136-139.endprint