硒对重金属拮抗作用与富硒产品研究进展

包荣坤 朱发厅 喻世晏 徐世文,

(1，东北农业大学动物医学学院 150030；2，国家富硒产品质量监督检验中心 445000)

200年前瑞典化学家Berzelius首次发现了硒，到1934年发现动物硒中毒开始引起学术界关注，1957年Schwarz等证实硒对肝脏有很强的保护作用，1973年Rotruck等在分子水平上证实了硒是谷胱甘肽过氧化物酶的活性中心，缺硒将导致谷胱甘肽过氧化物酶活性降低，这一发现首次确认硒的生理作用。随着科学研究的不断深入，硒对重金属的拮抗功能不断被发掘，富硒产品的研发也不断发展。

1 硒对重金属的拮抗作用

很多研究表明，硒可以拮抗重金属对动植物的损害，如硒可以拮抗镉、汞、锰等引起的毒害作用，从而减少动物、植物对重金属的吸收。硒与重金属间的拮抗作用源于硒相对活泼的化学性质，硒与重金属反应可以生成难溶的沉淀物，使重金属不被吸收。而且硒可以降低重金属毒性对抗氧化酶的抑制作用，从而提高动物、植物机体对自由基的清除能力。

1.1 硒对植物重金属中毒的拮抗作用

周健等在研究不同价态硒对小油菜缓解重金属镉胁迫影响时发现，Se(–2)处理最能有效缓解小油菜镉胁迫，Se(+4)次之，Se(+6)却增加了镉对小油菜的胁迫作用[1]。张海英等研究表明，叶面施Se(+4)不仅能补充草莓硒含量，而且适度的硒可减少草莓对重金属铅与镉的吸收[2]。Ríos等对生菜研究中发现，低浓度Se(+4)和Se(+6)可促进植物体内AsA和GSH合成，缓解镉的毒性，硒既是金属螯合剂、细胞抗氧化剂，对金属解毒有重要作用[3]。陈平等研究表明，硒能增加水稻叶片干物质积累，减轻镉胁迫下水稻幼苗生长的抑制作用[4]。

1.2 硒对动物中毒的拮抗作用

路燕等研究了酵母硒对染铅小鼠排铅作用的影响，结果发现，酵母硒能显著降低亚慢性铅中毒小鼠血液、脑、骨、肝铅水平[5]。贺宝芝等也发现，硒与金属的结合能力很强，在体内可与镉等重金属结合成金属硒蛋白复合物并使之排出体外，降低血铅水平和有效铅浓度[6]。BahlaNehru等对大鼠做的毒性实验显示，在亚慢性铅暴露组大鼠的大脑和小脑区域的蛋白质，DNA和RNA含量明显下降，而硒加铅组其脑部的蛋白质、DNA、RNA的含量则有显著提升，说明硒对铅具有拮抗作用，还可以缓解铅的毒性导致的损伤[7]。

王倩倩等发现，酵母硒通过缓解卵巢组织脂质过氧化损伤，减轻镉对卵巢细胞微绒毛及线粒体的损伤，对蛋鸡镉暴露引起的卵巢损伤具有一定缓解作用[8]。傅晗等研究证实，硒对镉暴露导致的大鼠肝脏氧化损伤和细胞凋亡具有保护作用，其作用机制可能与增强机体抗氧化能力有关[9]。蔡黎新等探讨了硒镉摄入对大鼠脏器中硒、镉、铜、锌、锰含量的影响发现，硒能显著降低镉大鼠肝、肾、脾和睾丸4种组织的蓄积[10]。杨淑华研究证实，硒能增强亚慢性镉中毒鸡卵巢组织抗氧化功能，显著降低镉镉含量，从而减轻镉对鸡卵巢组织的损伤[11]，硒同样能够拮抗亚慢性镉中毒对鸡睾丸、肝脏、血管等的毒性[12]。

Ganther等发现，硒对动物体内甲基汞毒性同样具有类似作用，他们以日本鹌鹑为研究对象，饮食中补充硒后能抵御甲基汞的毒性，提高日本鹌鹑的存活率及改善因单独汞引起的产量、质量和孵化率的降低[13]。王家骏等探讨氯化汞诱导大鼠肾毒性作用并观察亚硒酸钠的拮抗效应发现，亚硒酸钠对氯化汞引起的急性肾氧化损伤具有一定拮抗作用[14]。朱圣陶等研究结果发现，硒具有减少汞的吸收、促进汞从粪便中排出的作用[15]。景晖等发现，硒对甲基汞中毒具有一定的解毒作用，可加快体重增长，降低肝脏的氧化损伤，以最大无作用剂量补充60d 为宜[16]。

2 富硒农作物的研究进展

富硒作物的途径一般可分为自然富硒、人工富硒和生物强化3种方式。自然富硒是在富硒土壤上种植农作物而得到的，如湖北省恩施州、陕西的紫阳县等，但自然条件下的富硒受自然界中天然硒含量和土壤理化性质的影响。强化富硒时，通过杂交转育、基因改造及分子育种设计等生物学途径，提高硒吸收的控制，最终提高硒含量的方法。人工富硒一般是以亚硒酸盐或硒酸盐的形式将硒施入到作物中去，农作物吸收的效率较高。目前人工富硒方法主要有叶面施硒、土壤施硒、硒液浸种等。

国内外富硒水稻的研究也有很多报道，如Chen等发现，叶面喷施Na2SeO3和Na2SeO4施用硒肥对水稻产量和生长没有显著影响，使精米中硒含量分别提高了6.6、9.0倍[17]。Wang等发现，抽穗期后对水稻喷施亚硒酸钠叶面肥，水稻籽粒硒含量提高了51倍，从0.03μg/g提高到1.54μg/g，产量也提高了1.29倍。Giacosa等发现，叶面喷施50g/hm2Se（Na2SeO4）[18]，使糙米中的硒含量从 0.36mg/kg提高到 1.64mg/kg，提高了约 4.6倍[19]。吴忠坤通过喷施富硒营养液生产富硒水稻，精米的硒含量在0.13～0.27mg/kg，是对照组的5～10倍[20]。黄太庆等证实，在轻度镉污染的稻田上，于水稻破口前15～10d喷一次含硒2%的叶面肥15000ml/hm2，能达到较好的富硒降镉效果[21]。

此外，在富硒茶叶、水果、大蒜等方面国内也进行了大量的研究，如吴志丹等在比较金观音、丹桂和黄棪成龄茶园喷施富硒有机肥对春茶产量和硒含量影响的研究中发现，与对照组相比，3个供试品种春茶中硒含量均极显著增加，均达到富硒茶标准[22]；对盆栽试验茶树叶面喷施Na2SeO3，结果表明，试验组茶叶硒含量显著增加，同时改善了茶叶的品质[23]。秦冰等通过土施亚硒酸钠0.25～0.5mg/kg后，茶树叶中硒代氨基酸的含量先增加后降低，在施后6个月后采摘较佳，茶树叶中总的硒代氨基酸的含量为 293.9～471.7μg/g[24]。

院金谒等证实，大蒜硒积累的关键时期为鳞茎膨大的第119～126天，硒吸收量最高可达1.4mg/kg，是对照的100.72倍，施硒量以0.45g/m2为最佳[25]。王晋民等发现，叶面喷施Na2SeO3浓度为1000mg/kg时，其总硒、有机硒和无机硒含量最高[26]。

3 富硒动物产品研究进展

3.1 富硒鸡蛋研究进展

陈忠法等报道，在蛋鸡日粮中分别添加0.2、0.4、0.6mg/kg的有机硒比0.3mg/kg的亚硒酸钠对照组鸡蛋中硒含量分别提高了46.5%、166.7%、294.7%，差异均极显著（p＜0.01）[27]。武如娟等采用因子2×2水平完全随机试验设计，研究了DL-SM、L-硒代蛋氨 (selenomethionine，SM)分别在基础日粮 (硒含量为0.04mg/kg)中添加0.15和0.30mg/kg水平对肉种鸡生产性能、血清和组织硒含量、后代雏鸡组织及种蛋硒含量的影响，结果发现，蛋黄和蛋清硒含量均受SM构型和硒水平的显著影响 (p＜0.05)[28]。YuanD等发现，饲料中添加不同硒源后，蛋氨酸硒组鸡蛋中蛋黄、蛋清含硒量最高，硒酵母次之，无机硒含量最低[29]。胡华锋等发现，在饲料中添加富硒苜蓿提高蛋鸡产蛋的硒含量[30]。

3.2 富硒肉研究进展

国内外学者对富硒猪肉进行了大量研究，不同硒源及饲料硒水平均可影响肌肉中硒的含量。彭楚才等研究发现，随着日粮酵母硒添加量0.1、0.2、0.3、0.4mg/kg的酵母硒（以硒计）的增加，胸肌、肝脏和肾脏硒的含量随之增加（线性，＜0.01）[31]。曲湘勇等证实，添加酵母硒和纳米硒均能显著增强育肥后期乳鸽血清抗氧化性能，显著提高鸽肉中硒的含量，但酵母硒优于纳米硒[32]。

肌肉中硒沉积量的多少可能和硒源的代谢途径有关∶在无机硒的代谢途径中，除大部分未合成的无机硒结合入体蛋白中，其余未能用于合成硒蛋白的硒则进入肾脏，最终排出体外。而有机硒中的硒类似于含硫氨基酸的性质，在蛋白质的合成中硒代氨基酸往往代替含硫氨基酸结合到蛋白质中，因此有机硒（酵母硒、硒代蛋氨酸等）能增加机体总硒量，为硒的贮存提供了一个硒库[33]。Kim等的研究表明，与无硒日粮相比，添加有机硒使生长育肥猪腰肌的硒含量增加了50倍，而无机硒只能使腰肌含量增加2倍[34]。