我国富硒苦荞研究进展

时小东，肖含磊，彭镰心，赵江林，赵钢*

成都大学农业农村部杂粮加工重点实验室（成都 610106）

苦荞[Fɑgopyrum tɑtɑricum（L.）Gaertn.]是一种食药两用特色杂粮作物，是一年生双子叶草本作物，其起源于我国，在世界分布范围广泛，在农业生产中具有重要地位[1-2]。苦荞营养丰富，富含淀粉、蛋白质、脂肪、膳食纤维等营养成分，还含有其他粮食作物所不具备的芦丁、槲皮素、γ-氨基丁酸等活性成分[3]。因具有生育期短、适应性强和营养丰富等优点，苦荞在粮食结构调整、作物布局和营养互补等方面发挥着重要作用。众多研究表明，苦荞不仅具有预防和治疗高血压、高血脂、高血糖、肥胖症的作用，还能够增强机体免疫力、抗衰老，从而在改善人体亚健康状态等方面功效显著[4]。由于现代食品加工技术创新和设备改进，苦荞传统制品及功能性制品的开发得到极大发展，开发出米面、饮品、酒醋、保健品、日化品等几十种产品[5]。随着人民生活水平的提高和全民健康理念的增强，营养与保健功能兼备的苦荞及加工制品将会成为人类重要的健康食品之一。

硒是人体必需的微量元素，其作为谷胱甘肽过氧化物酶底物的活性中心而发挥氧化作用，对人体生命健康发挥着重要作用，可通过食物链传递到人体中[6]。植物在硒生态链上起着关键作用，可将无机硒或小分子有机硒吸收转化为天然有机硒化合物[7]。因此植物中的硒含量和形态直接影响着人和动物对硒的摄入和利用。在植物中，硒元素的吸收是一个主动过程，与环境硒元素含量、硒形态、植物发育时期、植物吸收转化能力等因素相关[8]。此外，硒也对植物生长发育、营养品质、抗逆性等产生影响。

普通食品中硒含量相对较少，将硒元素与苦荞的营养功能相结合，在生理作用上产生协同效应，从而提高苦荞产品品质，开发出更具价值功能性产品，具有重要的现实意义和经济价值。

1 苦荞中硒含量和吸收规律的研究进展

1.1 苦荞中的硒检测技术

对硒元素含量和形态进行高效准确的测定是硒研究的重要前提。近年来，硒检测方法也随着检测技术和仪器设备的发展而越来越多，如原子吸收法、荧光法、液相色谱以及联用技术等[9]。在苦荞硒含量的检测方面，刘红等[10]构建苦荞硒含量测定的微波消解样品-氢化物发生-原子吸收光谱测定法，选用6 mol/L高浓度盐酸进行样品处理后进行上机检测，检出限达0.083 μg/L。李月等[11]构建一种操作简单、速度快和毒性小的紫外分光光度法，并通过精密度、稳定性、重复性和加标回收率等方法学考察指标验证了方法可行性。在苦荞不同硒形态方面，建立的高效液相色谱-氢化物原子荧光联用技术可对四价硒、六价硒、硒代半胱氨酸和硒代蛋氨酸4种硒形态进行分离和检测，流动相NH4H2PO4的最佳浓度为60 mmol/L，最佳pH 6.0[12]，这对测定苦荞植株中各种硒形态含量和分布、了解苦荞植株将无机硒转化为有机硒的形态和转化率具有重要意义。

1.2 苦荞中硒含量研究

不同植物对土壤硒的吸收和累积存在显著差异，同时植物硒含量也受到遗传物质、土壤环境和气候条件等因素的影响[13]。王子王等[14]对来源于山西省36个县的56份和全国17个省区的594份苦荞资源进行硒含量分析，山西苦荞硒含量远高于外省苦荞的硒含量，可能与山西省土壤富硒具有密切关系。黄小燕等[15]采用荧光光度法对来自贵州、山西、四川、陕西、甘肃、云南等的150个苦荞的硒含量进行分析，不同苦荞收集的硒含量差异变化较大，介于0.013 5～0.196 6 mg/kg之间。对不同产地的35份苦荞资源进行硒含量分析，硒含量以甘肃地区苦荞资源最高，其次是云南和四川，贵州省纳雍和陕西资源较低[16]。上述研究均表明，不同地区苦荞资源的硒含量差异较大，可能受到遗传物质和地理环境等因素影响。因此，除注重苦荞种植地区土壤硒含量的分析，还应加强对富硒苦荞资源进行挖掘，进一步培育高富硒苦荞品种。

1.3 苦荞对硒的吸收规律研究

硒有多种存在形态，无机硒因具有毒性而不能被人体吸收，只能依赖植物转化为有机硒[12]。苦荞植株可以吸收无机硒和有机硒，且在不同时期，苦荞的不同器官部位对硒的吸收也有所不同。对苦荞叶面进行喷施无机硒，苦荞各部分硒含量增加，以叶面含量最高，壳中硒含量最低，且对六价硒的吸收能力强于四价硒[17]。籽粒中80%以上的硒转换成了以蛋白质结合态为主的有机态，叶和茎中有50%以上的硒形态为非蛋白结合硒。在对富硒苦荞植株中硒的形态分析中发现苦荞对四价和六价无机硒转化为蛋白结合态硒的效率无显著差别[18]。苦荞植株将大部分无机硒转化为有机硒富集在体内，主要有硒蛋白质结合态和硒非蛋白结合态，不同器官部位的硒形态也存在差异，蛋白质结合态主要集中在籽粒中可被人体吸收，非蛋白结合态主要存在于叶和茎中不易被利用。因此，将硒元素向苦荞籽粒中富集，提升苦荞籽粒中能被人体利用的硒蛋白质结合态含量。

2 硒对苦荞生长发育和品质影响的研究进展

2.1 硒对苦荞生长发育的影响

硒能够调节植物的生长，提高谷胱甘肽过氧化物酶活性，增加植物中的硒含量和产量，增强植物的营养功能和抗逆性[19]。硒在调节植物生长发育方面表现为高浓度抑制、低浓度促进。外源硒对苦荞不同发育时期引起不同影响，施硒后对早期生长产生抑制，但对后期生长产生促进作用；同时，硒能够降低苦荞生长后期干物质积累速率，从而延长生育期[20]。研究表明，硒浸种和喷施方式均能提高苦荞产量和千粒重，其中产量最高处理方式为浸种20 mg/L、喷施50 mg/L，千粒重最优处理方式为浸种10 mg/L、喷施50 mg/L[21]。宋丽芳等[22]研究表明，外源硒能够提高苦荞地上部分干重和鲜重、叶面积指数和叶绿素含量，促进苦荞生长发育，从而提高苦荞产量。与其他作物研究结果一致，硒元素含量对苦荞植株的生长有着极大的影响，适量范围内的硒含量浓度可以促进苦荞的生长发育，但过量的硒对苦荞生长有着抑制作用[23]。硒处理后能够对苦荞叶绿素含量、净光合速率、气孔导度、蒸腾速率、SOD活性、POD活性、可溶性多糖等产生影响，从而对苦荞生理代谢和抗性产生影响[24-25]。此外，土壤硒含量与有效磷和有效磷含量产生影响而提高土壤肥力，从而对苦荞氮、磷和钾等元素产生影响[26]。因此，应深入探索适宜硒含量对苦荞植株生长的影响，提高苦荞产量和有益营养物质的积累。

2.2 硒对苦荞品质的影响

富硒处理不仅能够增加植物体内硒含量，而且能够对其他营养和活性成分产生影响，进一步增强其品质和营养功能。在苦荞中，硒处理对苦荞籽粒淀粉、粗脂肪、粗蛋白、氨基酸等含量产生影响，改善籽粒的营养结构[20,23]。同时，苦荞补硒处理不仅有利于Zn、Mn和Mo等有益元素的积累，而且能够减少Cu、Cd、Pb、As等重金属元素的富集，并对苦荞籽粒总酚酸、总黄酮、芦丁等活性功能成分含量存在影响[17]。对外源硒施用量与营养品质关系研究表明，施用量≤1.0 mg/kg，黄酮和芦丁含量提高，以0.5 mg/kg效果最佳；而施用量＞1.0 mg/kg时，黄酮和芦丁含量降低。对于粗脂肪、粗蛋白、氨基酸等成分，除施硒0.5 mg/kg处理外，均随着硒含量增加而提高[23]。合理硒处理对苦荞的微量元素、营养成分和活性成分等有促进和强化作用，对苦荞硒含量水平和品质产生重要影响。

3 富硒苦荞产品开发的研究进展

我国是一个缺硒大国，而人体主要的硒来源就是从食物中摄取。因此，随着人们越来越意识到硒的重要性，富硒的杂粮及加工制品也越来越受到人们的认可和喜爱。在富硒苦荞产品开发方面，以富硒黑苦荞为原料发酵制作富硒黑苦荞醋，硒含量为60～210 μg/100 mL[27]。陈淑芳等[28]对苦荞富硒萌发过程进行研究，为富硒萌发苦荞产品开发及食品加工奠定了基础。市面上有关富硒苦荞的产品并不常见，属于小众食品。因此，加大富硒苦荞产品的开发力度，提升富硒苦荞产品安全性，丰富硒苦荞产品的种类，提高人们对富硒苦荞产品的认可和喜爱具有重大意义。

4 结语及展望

苦荞属于食药同源的作物，具有很高的营养价值和药用价值。富硒苦荞研究多集中在科学研究上，相关成果尚未形成体系及示范推广，这制约着富硒苦荞产品评价及开发。由于不同苦荞品种资源对硒吸收转运能力存在差异，以及不同地区土壤硒含量差异很大，因此在富硒苦荞种植中应实际分析和研究，形成技术规程和质量标准，确保产量、品质和经济效益最佳。同时，硒元素与其他因素共同作用对植物生长产生影响，因此在富硒苦荞开发过程中应加大关联分析，确保苦荞品质不受影响。此外，在富硒苦荞食品开发过程中，应对加工工艺进行优化，确保硒在苦荞产品存储、冲泡、加热、食用等环节中的稳定性和安全性。多样化的富硒苦荞不仅增加了人体所需的硒含量，而且增强了苦荞植株内有益营养成分，提高了其品质和保健功能，将对苦荞产业发展、饮食结构调整和人体健康等产生深远影响。