常慧琴,周香芹,朱琪穎,陳志偉,
1. 山東理工大學(xué)農(nóng)業(yè)工程與食品科學(xué)學(xué)院(淄博 255000);2. 山東理工大學(xué)生命科學(xué)學(xué)院(淄博 255000);3. 山東理工大學(xué)食品與營(yíng)養(yǎng)科學(xué)研究院(淄博 255000)
硒是人體必需的微量元素之一,人體自身不能合成元素,而硒在抗氧化、抗癌、拮抗重金屬、保護(hù)視覺(jué)器官、提升免疫力等方面均有積極作用,因此補(bǔ)硒對(duì)人體健康具有重大和深遠(yuǎn)的意義[1]。我國(guó)擁有多個(gè)天然富硒地區(qū),如湖北恩施、陜西紫陽(yáng)、廣西巴馬、江蘇如皋、安徽石臺(tái)、山東淄川等,但我國(guó)仍有72%的地方缺硒,其中更有30%的區(qū)域?yàn)閲?yán)重缺硒地帶[2]。近年來(lái)調(diào)查表明,人體健康所需的適量硒元素可以通過(guò)食用富硒食品獲得,如富硒肉、蛋、奶、茶、蔬菜、大米等。肉、蛋類產(chǎn)品是人類較普遍的食物來(lái)源,因此通過(guò)利用富硒地區(qū)的優(yōu)勢(shì)和提高畜禽肉類產(chǎn)品里的硒含量來(lái)提升人體硒的攝入量具有重要意義。
1.1.1 硒具有抗氧化功能
硒是谷胱甘肽過(guò)氧化物酶(glutathione peroxidase enzymes,GSH-Px)的必需構(gòu)成組分,它可以催化還原型谷胱甘肽與過(guò)氧化物的氧化還原反應(yīng),降低機(jī)體內(nèi)過(guò)氧化氫、脂質(zhì)和磷脂氫過(guò)氧化物水平;抑制自由基和活性氧化物的積累,避免生物膜受到損害,從而保證細(xì)胞能夠維持正常的功能,降低器官老化速度并延緩衰老[3]。
1.1.2 硒能提高人體免疫力
人體缺乏硒會(huì)導(dǎo)致細(xì)胞介導(dǎo)的免疫功能和B細(xì)胞功能受損,甚至失去免疫活性?;罨腡細(xì)胞發(fā)揮功能時(shí)需要硒蛋白,而T細(xì)胞對(duì)氧化應(yīng)激非常敏感,缺乏硒蛋白的T細(xì)胞不能在T細(xì)胞受體的刺激下增殖,因?yàn)樗鼈儾荒芤种苹钚匝醯漠a(chǎn)生。因此補(bǔ)充硒能夠提高人體免疫力[4]。
1.1.3 硒具有防治癌癥的功能
硒能抑制癌細(xì)胞的形成,抑制RNA、DNA和蛋白的合成,有效地避免致癌基因的轉(zhuǎn)錄。硒可以提高癌細(xì)胞中環(huán)腺苷酸(cyclic adenosine,CAMP)含量,抑制腫瘤細(xì)胞的擴(kuò)張,削弱腫瘤細(xì)胞的增殖能力,通過(guò)扼制其生長(zhǎng)和分化,起到殺死癌細(xì)胞、抵抗癌癥的作用[5]。
1.1.4 硒具有預(yù)防心血管系統(tǒng)疾病的作用
硒在維持心血管系統(tǒng)的正常結(jié)構(gòu)和功能方面起到重要作用,其主要是通過(guò)抗氧化和保護(hù)細(xì)胞的完整性來(lái)維持心血管細(xì)胞的正常功能,自由基、脂質(zhì)過(guò)氧化反應(yīng)和低密度脂蛋白的氧化改變?cè)趧?dòng)脈粥樣硬化、冠心病、高血壓中有著重要影響[6]。
缺硒會(huì)導(dǎo)致人體免疫力下降,生殖功能障礙,易引起癌癥、糖尿病、高血壓綜合征、心腦血管病等多種疾病。嚴(yán)重的硒缺乏會(huì)導(dǎo)致克山病、關(guān)節(jié)炎和大骨節(jié)病的發(fā)生[7]。生活在硒缺乏地區(qū)的畜禽易出現(xiàn)肝壞死、心肌變性、胰臟萎縮性纖維化、肌肉營(yíng)養(yǎng)不良、白肌病、生殖機(jī)能下降、水腫貧血、溶血等疾病[8]。
硒過(guò)多或過(guò)少都會(huì)對(duì)人體產(chǎn)生影響,所以如何科學(xué)補(bǔ)硒是現(xiàn)在富硒類食品需要考慮的一大因素。人體硒中毒有職業(yè)性和地方性2種類型。職業(yè)性硒中毒是在工作中長(zhǎng)期接觸過(guò)多的硒化合物所導(dǎo)致,工業(yè)介質(zhì)的硒中毒的方式多種多樣,含硒粉塵或蒸汽可通過(guò)呼吸道吸入人體;地方性硒中毒是由于高硒地區(qū)雨水使得硒轉(zhuǎn)移,而生活在富硒地區(qū)的人可能會(huì)用這些土壤作為種植地,導(dǎo)致糧食和蔬菜中的硒含量增加,所以最終人在食用過(guò)量硒后而導(dǎo)致硒中毒[8]。
動(dòng)物硒中毒主要是由于食用含硒植物引起的,因?yàn)橹参飳?duì)于硒有富集能力,且硒與植物蛋白結(jié)合動(dòng)物不易消化。動(dòng)物硒中毒臨床可分為急性、亞急性和慢性3種類型。急性常表現(xiàn)為脈搏快而弱、精神沉郁、呼吸困難,死于呼吸衰竭;亞急性又稱瞎撞病,表現(xiàn)為視力減弱、機(jī)體消瘦,后期因全身麻痹、虛脫心力衰竭而死;慢性(又稱堿?。┍憩F(xiàn)為呆滯、脫毛、缺乏活力、食欲下降[9]。
在硒的早期研究歷史中,硒及其化合物被人們認(rèn)為是有毒的。在20世紀(jì)30年代,相繼報(bào)道家畜因使用高硒飼料引起“堿病”和“盲目蹣跚病”,所以硒被人們認(rèn)為是有毒物質(zhì)。
1973年世界衛(wèi)生組織宣布硒是人體必需的微量元素。1979年中國(guó)克山病研究組發(fā)現(xiàn)硒可以有效預(yù)防克山病的發(fā)生[10]。1988年中國(guó)營(yíng)養(yǎng)學(xué)會(huì)將硒作為日常飲食中必需的微量元素之一。2003年美國(guó)食品藥品管理局(Food and Drug Administration,F(xiàn)DA)認(rèn)可硒可以作為抑癌劑[11]。2005年GB 2762—2005中規(guī)定了硒在食品中污染物的限量標(biāo)準(zhǔn),鮮乳與乳粉分別規(guī)定為0.03和0.15 mg/kg,2012年11月13日發(fā)布的GB 2762—2012中取消GB 2762—2005《食品中污染物限量》中硒的限量規(guī)定,不再將硒作為食品污染物控制[12-13]。
根據(jù)WS/T 578.3—2017《中國(guó)居民膳食營(yíng)養(yǎng)素參考攝入量第三部分:微量元素》,我國(guó)成人硒平均基礎(chǔ)需求為50 μg/d、推薦攝入量為60 μg/d、可耐受最高攝入量為400 μg/d。孕婦硒平均需求為54 μg/d、推薦攝入量為65 μg/d、可耐受最高攝入量為400 μg/d[14]。
1.6.1 富硒產(chǎn)品的生產(chǎn)方法
生產(chǎn)富硒產(chǎn)品最常用的辦法是微生物富集法、植物轉(zhuǎn)化法和動(dòng)物轉(zhuǎn)化法。微生物多以酵母為主,植物則是通過(guò)十字花科和禾本科的植物富集,動(dòng)物轉(zhuǎn)化則是在飼料中直接添加硒[15]。無(wú)機(jī)硒在動(dòng)物腸道中是以被動(dòng)擴(kuò)散的方式吸收的,而有機(jī)硒在腸道中是通過(guò)Na+依賴的中性氨基酸轉(zhuǎn)運(yùn)系統(tǒng)主動(dòng)吸收的[16]。
1.6.2 硒的種類
硒作為畜禽產(chǎn)品的營(yíng)養(yǎng)補(bǔ)充劑,主要有無(wú)機(jī)硒和有機(jī)硒2種:無(wú)機(jī)硒主要包括亞硒酸鈉、硒酸鈉、硫化硒、二硫化硒等;有機(jī)硒主要包括硒蛋白、富硒酵母、硒化卡拉膠、麥芽硒等,其中酵母硒被認(rèn)為是一種安全性高、利用率好、理想的硒源補(bǔ)充劑[17]。
除酵母外,乳酸桿菌也可以富集硒并且將無(wú)機(jī)硒轉(zhuǎn)換成不同形態(tài)的有機(jī)硒,但是不同的菌種需要在不同的濃度下才能很好地富硒。Xia等[18]將保加利亞乳桿菌在亞硒酸鈉溶液中進(jìn)行培養(yǎng),最終結(jié)果表明1~16 mg/L濃度的亞硒酸鈉溶液對(duì)于保加利亞乳桿菌中硒的富集最適宜,最高時(shí)的富硒量達(dá)到12.45±1.04 mg/L。齊睿婷等[19]對(duì)乳酸乳球菌(LQ-12)進(jìn)行富硒培養(yǎng),結(jié)果發(fā)現(xiàn)接種量8%、培養(yǎng)時(shí)間24 h、亞硒酸鈉濃度14 μg/mL、溫度37 ℃、pH 6.6時(shí),乳酸乳球菌的有機(jī)硒轉(zhuǎn)化率最高,為59.87%。
具有富硒能力的還有多種細(xì)菌,如巨大芽孢桿菌、深紅紅螺菌、大腸桿菌、熒光假單胞菌、枯草芽孢桿菌等,它們可將硒酸鹽或亞硒酸鹽轉(zhuǎn)化為單質(zhì)硒;植物乳桿菌、保加利亞乳桿菌、干酪乳桿菌、發(fā)酵乳桿菌、舊金山乳桿菌、布式乳桿菌等也具有富集硒的能力,并可將無(wú)機(jī)硒轉(zhuǎn)化為有機(jī)硒[20]。
1.6.3 硒作為飼料的添加量
歐盟規(guī)定亞硒酸鈉、包衣造粒亞硒酸鈉和鋅-L-硒代蛋氨酸可用于所有動(dòng)物種類的飼料添加劑,屬于“營(yíng)養(yǎng)添加劑”的添加劑范疇,功能組別是“微量元素化合物”。硒作為飼料添加劑的最大添加量為0.5 mg/kg(含水率12%的飼料全料中含硒量)[21]。FDA規(guī)定硒酸鈉和亞硒酸鈉的添加量是0.3 mg/kg DM。
家禽是人們?nèi)粘I钪械娜馐硜?lái)源,國(guó)家統(tǒng)計(jì)局公布的2019年禽肉產(chǎn)量為2 239萬(wàn) t,比2015年增長(zhǎng)22.62%;2019年禽蛋產(chǎn)量為3 309萬(wàn) t,比2015年增長(zhǎng)10.34%[22-23]。如果對(duì)禽類進(jìn)行富硒生產(chǎn),既可以滿足人們?cè)谌粘I钪醒a(bǔ)硒的需求,也可以滿足動(dòng)物對(duì)于硒的需求。
合適的硒攝入量將對(duì)禽類動(dòng)物各方面性能的提升有積極作用,對(duì)其健康生長(zhǎng)狀態(tài)也有良好影響。顏送貴[24]將40 g/包的肉彈型鋅硒葆均勻拌在750 kg飼料中,到第8天富集的硒含量即可達(dá)到富硒雞蛋的湖北省地方標(biāo)準(zhǔn)。駱利歡等[25]比較硒代蛋氨酸和亞硒酸鈉對(duì)黃羽雞的影響,研究發(fā)現(xiàn)添加0.225 mg/kg的硒代蛋氨酸更適合改善肉雞的生長(zhǎng)性能,提高雞在屠宰后胸部肌肉的抗氧化酶活性,降低MDA含量,改善肉雞的肉質(zhì)性狀。徐良[26]研究不同濃度亞硒酸鈉生產(chǎn)富硒鴨肉,通過(guò)對(duì)鴨的肫、心、肝、胸脯肉、血部位硒含量的檢測(cè),結(jié)果表明添加2.5 mg/kg的亞硒酸鈉是富硒最佳濃度。
根據(jù)國(guó)家統(tǒng)計(jì)局統(tǒng)計(jì)的數(shù)據(jù)可知,2019年豬牛羊禽肉的年產(chǎn)量是7 649萬(wàn) t,其中豬肉產(chǎn)量4 255萬(wàn) t,占總產(chǎn)量的56%[23],可知豬肉是中國(guó)最大的肉食消費(fèi)品,通過(guò)提高豬肉的硒含量以提高人體硒的攝入具有重要作用。通過(guò)閱讀國(guó)內(nèi)外有關(guān)富硒肉類的文獻(xiàn),以富硒豬肉的研究較多。
通過(guò)在日糧中添加富硒制劑,可有效改善肉品的品質(zhì),而有機(jī)硒作為富硒動(dòng)物產(chǎn)品的硒源,其作用效果顯著優(yōu)于無(wú)機(jī)硒。Ortman等[27]在育肥豬上開展試驗(yàn),3組飼喂硒含量0.1 mg/kg的基礎(chǔ)日糧,其余2組飼喂酵母硒與亞硒酸鈉,結(jié)果表明,添加有機(jī)硒的豬肝臟硒含量高于添加亞硒酸鈉的豬。林長(zhǎng)光[28]添加3種劑量(0.3,0.5和0.7 mg/kg)硒(亞硒酸鈉、納米硒、酵母硒)的基礎(chǔ)日糧,結(jié)果表明酵母硒和納米硒在富硒豬肉的生產(chǎn)效果優(yōu)于亞硒酸鈉,且最適添加量為0.5 mg/kg。
權(quán)群學(xué)等[29]利用3種水平(0.30,0.25和0.20 mg/kg)的酵母硒生產(chǎn)富硒豬肉,均飼喂20,30和40 d,結(jié)果發(fā)現(xiàn)酵母硒添加量0.2 mg/kg的育肥豬出欄前30 d,添加量0.25 mg/kg的育肥豬只需在出欄前20 d就可達(dá)到DB/T 1556—2012《富硒食品與相關(guān)產(chǎn)品硒含量標(biāo)準(zhǔn)》中規(guī)定的鮮肉標(biāo)準(zhǔn)。胡華鋒等[30]在日糧中添加富硒紫花苜蓿,將飼料中硒濃度控制在1.2~2.0 mg/kg,并按牛體重的1.5%飼喂日糧,試驗(yàn)期28 d,即可生產(chǎn)出0.3~0.5 mg/kg的富硒牛肉。Hintze等[31]研究不同地區(qū)(高硒區(qū)、非高硒區(qū))的牛飼喂2種水平硒11.9 mg/kg和0.62 mg/kg的日糧,調(diào)查發(fā)現(xiàn)來(lái)自高硒區(qū)的牛飼喂富硒飼料后肌肉硒含量變化較小,所以可以在高硒地區(qū)生產(chǎn)天然的富硒牛肉。
食品中總硒的測(cè)定按照GB 5009.93—2017執(zhí)行,采用氫化物原子熒光光譜法、熒光分光光度法、電感耦合等離子體質(zhì)譜法;有機(jī)硒含量的測(cè)定采用差減法,即總硒含量減去無(wú)機(jī)硒含量等于有機(jī)硒含量[39-40]。
我國(guó)對(duì)富硒畜禽肉類產(chǎn)品尚無(wú)統(tǒng)一的硒含量標(biāo)準(zhǔn),但江西、陜西、湖北、廣西、重慶、福建、山東、河北8個(gè)省、市制定富硒畜禽肉類食品中硒含量要求的標(biāo)準(zhǔn)(見表2)[41]。
表2 富硒畜禽肉類產(chǎn)品相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)[41]
市面上銷售的富硒產(chǎn)品種類繁多,但缺乏相應(yīng)的監(jiān)管,導(dǎo)致各類產(chǎn)品的硒含量難以控制,無(wú)法做到科學(xué)精準(zhǔn)補(bǔ)硒。GB 2762—2012取消硒作為污染物的限量標(biāo)準(zhǔn),只有依靠地方依據(jù)當(dāng)?shù)厝蔽潭戎贫ㄏ鄳?yīng)的標(biāo)準(zhǔn),但還是需要制定出國(guó)家級(jí)的食品硒含量標(biāo)準(zhǔn)供各地方參考[41]。
市場(chǎng)上部分產(chǎn)品未標(biāo)明含硒量,普通消費(fèi)者也很難了解每天硒的攝入量,所以需要在食品包裝上明確標(biāo)出硒的類型及硒含量,區(qū)分富硒與含硒產(chǎn)品,同時(shí)可以標(biāo)注供消費(fèi)者參考的每日攝取量的建議。張留圈等[42]對(duì)市售的富硒農(nóng)產(chǎn)品進(jìn)行總硒的檢測(cè)與分析比對(duì),結(jié)果發(fā)現(xiàn)被檢測(cè)的79%的富硒農(nóng)產(chǎn)品不能滿足富硒產(chǎn)品的標(biāo)準(zhǔn),且有89%的產(chǎn)品與外包裝標(biāo)示值不符或未標(biāo)注。
消費(fèi)者對(duì)于硒的了解不夠全面,不清楚硒的功能、缺硒和補(bǔ)硒過(guò)量的危害,導(dǎo)致人們對(duì)于富硒產(chǎn)品的關(guān)注比較少,并且市面上銷售的富硒產(chǎn)品相比于普通產(chǎn)品價(jià)格偏高,所以需要對(duì)富硒產(chǎn)品進(jìn)行大力宣傳,引導(dǎo)消費(fèi)者了解補(bǔ)硒的好處及缺硒所帶來(lái)的疾病,但補(bǔ)硒也不能超過(guò)每日硒攝入安全量[43]。
雖然有各種各樣的富硒畜禽肉類產(chǎn)品,如富硒豬肉、鴨肉、雞蛋等進(jìn)入市場(chǎng)流通銷售,但富硒畜禽肉類產(chǎn)品的相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)還不夠完善,不能很好地滿足規(guī)范的需求,以及促進(jìn)這類產(chǎn)品快速健康發(fā)展的需要。因此,為促進(jìn)我國(guó)富硒產(chǎn)業(yè)更好、更健康的長(zhǎng)遠(yuǎn)發(fā)展,需要進(jìn)一步開展調(diào)查研究,出臺(tái)適應(yīng)我國(guó)研發(fā)富硒產(chǎn)品的相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)。
我國(guó)富硒畜禽產(chǎn)品的研發(fā)還處于初步階段,同時(shí)市場(chǎng)和消費(fèi)者還需進(jìn)一步培育,通過(guò)提升技術(shù)水平、提高產(chǎn)品質(zhì)量、豐富產(chǎn)品類型,從而有效降低生產(chǎn)成本。國(guó)家和相關(guān)企業(yè)可以充分富硒地區(qū)的優(yōu)勢(shì)進(jìn)行富硒產(chǎn)品的加工,生產(chǎn)天然的富硒產(chǎn)品,同時(shí)后發(fā)展的富硒地區(qū)和缺硒地區(qū)可以與發(fā)展較早的地區(qū)合作,因地制宜生產(chǎn)富硒產(chǎn)品,從而滿足我國(guó)每日硒攝入量的需求。