了解不同类型的有机硒

2016-10-19RichardMurphy

国外畜牧学(猪与禽) 2016年9期

关键词：中硒蛋氨酸多肽

Richard Murphy

（奥特奇生物制品有限公司，北京朝阳区 100600）

了解不同类型的有机硒

Richard Murphy

（奥特奇生物制品有限公司，北京朝阳区 100600）

硒的吸收和利用主要取决于硒元素的存在形式，这是影响其生物利用率和有效性的重要原因。在饲料中添加硒源主要有两种方式：一种是无机盐类，比如亚硒酸钠和硒酸盐；另一种是有机形式，例如富硒酵母。

酵母硒是通过控制发酵过程，使硒元素结合到酵母中，这是生物利用率最高的有机硒源。尽管市面上很多产品都标榜是有机产品，但其生产方法和背后的化学原理所揭示事实并非如此。

硒在小肠中被吸收，含硒氨基酸的吸收要通过氨基酸和小肽的转运机制，而亚硒酸钠等无机硒主要是通过被动扩散吸收利用，因此其吸收效率较低。有机硒吸收后，硒代蛋氨酸等多种含硒氨基酸和含硒多肽可以通过非特异性方式替代蛋氨酸参与机体蛋白的合成，同时部分有机硒也能快速储存于机体中，当需要时，机体能快速吸收利用。

尽管普遍认为硒代蛋氨酸是硒酵母中硒元素的主要存在方式，但近期研究表明，硒酵母中还包含了60多种含硒物质，包括20多种之前从未报道过的代谢产物（Arnaudguilhem et al.， 2012）。研究表明这些不同的含硒氨基酸是细胞内合成硒蛋白的重要来源。相比之下，无机硒在小肠中被吸收后，只有小部分直接被利用或被甲基化，随后大部分被排出体外。

不同组织中的硒代氨基酸含量不尽相同，这表明硒在不同组织中发挥着不同功能，同时参与不同的代谢途径（表1）。机体中硒代半胱氨酸的含量影响硒蛋白酶的活性，因为硒代半胱氨酸是硒蛋白酶活性中心的重要组成部分。

机体中硒代蛋氨酸含量的增加不仅是能够增强硒的吸收和沉积，还能组成内源性硒池，以便机体在硒吸收不足或在氧化应激状态下快速利用。另外一方面，畜禽可以将有机硒（如硒代蛋氨酸）储存于组织（肉、蛋、奶等）中，不但能够提高机体的硒水平，同时也能为消费者提供更富营养、更易吸收利用的功能性食品。

1 硒酵母的利用效率

众所周知，即便同为耐硒酵母，不同酵母菌株也具有自己独特的生化和遗传特点，这方面的研究报告也不胜枚举。其中一项试验研究了市面上三种占有率较高的富硒酵母产品，通过测定每个产品的酵母组成成分，比较不同产品酵母中硒沉积的具体情况。

每个产品分别用多种水解和酶解手段使含硒成分从多糖和蛋白质中分离出来，接着利用色谱-电感耦合等离子体质谱法将不同分子大小的含硒成分分离出来，收集后比较不同酵母产品的差异（图1）。测结果显示，不同酵母硒产品的组成差异非常大。

尽管人们普遍认为，所有的硒酵母产品相差不大，然而事实上，不同酵母产品间的硒沉积量完全不同。因为从基因水平上来看，不同的酵母菌株差异很大，这也是不同的酵母细胞中硒的沉积规律和分布迥然而异的原因。因此，我们有理由相信，不同酵母菌株在不同层面（如保质期、生物利用率、毒性等）的表现也不尽相同。所以我们应该把它们看做是不同的硒产品，而不应把所有的硒酵母产品混为一谈。

2 硒的代谢

不管是有机硒还是无机硒都会先通过代谢转化成硒化物，然后再转化成硒代半胱氨酸参与机体硒蛋白的合成。但硒代蛋氨酸参与合成机体蛋白却不需要这一中间步骤。因此硒的生物学作用不仅取决于硒的含量也取决于含硒化合物的化学结构。

对于酵母硒这一类的有机硒产品，其生物利用率主要取决于产品中含硒蛋白或多肽的吸收和利用情况。图2列举了硒的主要代谢途径。

区分总硒代蛋氨酸和游离的硒代蛋氨酸是非常重要的，因为只有游离的硒代蛋氨酸才能非特异性的用于合成蛋白。无论总硒含量还是总硒代蛋氨酸含量多高，除了游离的硒代蛋氨酸形式，其他形式的硒都必须先转化为硒化物，才能参与到整个机体的硒代谢。

饲料行业中一直存在一个误解：富硒酵母中的总硒代蛋氨酸含量越高越好。这一观点目前尚无科学根据，且没有商业产品中含硒蛋白利用率和消化率的数据发表。这种错误观点是基于人们对硒代蛋氨酸是硒酵母的活性组成部分的认知。不同产品中硒代蛋氨酸的含量不尽相同，同时由于酵母菌株的差异，其利用率和消化率也有明显不同，而且不同产品中所释放的游离硒代蛋氨酸也是不同的（图3）。

行业中的研究也通过测定富硒酵母中的含硒蛋白和多肽的消化率解释了这一疑问，他们用二维色谱和质谱在体外胃肠消化实验条件下进行了测定（Reyes et al.，2006）。结果显示，大约90 %的总硒是在胃肠道消化后吸收的，但只有34 %是游离的硒代蛋氨酸。其余的硒分别存在于小、中、大分子的含硒多肽中，这些蛋白可以通过二维色谱-质谱的方法进一步进行检测和鉴定。有趣的是，大多数含硒化合物在模拟消化后以含硒小肽的形式存在。

事实上，虽然胃肠道消化硒酵母中的含硒蛋白和多肽的效率很高，但是把这些消化产物转化成可直接利用的游离硒代蛋氨酸的效率却非常低。而且，值得关注的是硒酵母中另外的60多种含硒化合物的有效性，它们经历了同样的消化过程，也是影响硒生物利用效率的主要因素。

虽然以硒源的生物有效性为基准直接比较不同的硒酵母产品不太现实，但是我们可以通过已发表的组织沉积数据来比较，并以此为依据来评估个别产品的消化率和生物有效性。

作为欧盟产品注册过程的一部分，每一家硒酵母生产公司都需要提交详细的申报材料，包括其产品的效力、安全性和毒性。随后欧洲食品安全局会从各个方面评估该产品的效力和安全性，不仅是对使用者的安全，还有对消费者和环境的安全性。欧洲食品安全局公布了一组官方认可的组织沉积数据，每一种欧盟允许使用的硒酵母产品都包含其中。尽管这组数据没有直接比较不同产品的试验结果，但我们可以从中看出酵母硒提高硒沉积量的程度有着明显的组织特异性和菌种特异性。

事实上，这组数据也揭示了硒酵母产品截然不同，不可混为一谈。不同酵母菌株沉积含硒蛋白和多肽的位置和效率不同，因此其消化率以及生物利用率也大相径庭，这也是是导致使用不同产品动物硒沉积量差异的主要原因。