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    海南沙姜芽硒生物強化研究

    2014-08-12 23:10:39劉麗等
    熱帶農(nóng)業(yè)科學 2014年4期
    關鍵詞:海南

    劉麗等

    摘 要 以海南富硒地區(qū)產(chǎn)沙姜為原材料,通過實驗室水培強化制備富硒沙姜芽,為海南開發(fā)高端富硒產(chǎn)品提供依據(jù)。結果表明:沙姜芽富集硒元素的能力較強,實驗室制備出的富硒沙姜芽的總硒含量為1.581 mg/kg,可高達培養(yǎng)液硒濃度的54倍。

    關鍵詞 海南 ;沙姜 ;姜芽 ;硒 ;生物強化

    分類號 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)是瑞士化學家Berzelius于1817年首先發(fā)現(xiàn)的化學元素[1]。它是一種稀有分散元素,原子序數(shù)為34,屬于VI族,位于周期表氧族非金屬元素硫(S)和金屬元素碲(Te)之間,因此硒是一種類金屬元素[2]。硒曾一直被認為是對人體有害的元素之一,直到1975年,美國的Schuarz發(fā)現(xiàn)硒是一種有益的生物微量元素[3]。幾乎同時,世界衛(wèi)生組織(WHO)宣布,硒是人類必需的微量元素;1988年中國營養(yǎng)學會把硒列為人類必需的營養(yǎng)元素[4]。

    硒是環(huán)境中一種重要的生命元素,是人體內(nèi)多種活性酶的重要組成成分,參與機體正常的免疫功能[5]。當硒缺乏的時候,就很容易導致人體免疫力下降,而且威脅人類健康和生命的40多種疾病都與人體缺硒有關,如癌癥、心血管病、肝病、白內(nèi)障、胰臟疾病、糖尿病、生殖系統(tǒng)疾病等病癥[6]。中國營養(yǎng)學會調(diào)查表明,我國居民平均日硒攝入量26~32 μg[7],遠遠低于中國營養(yǎng)學會推薦的日攝入量50~200 μg。人體中的硒主要來源于食物。因此,食物硒含量直接影響著人體的硒營養(yǎng)狀況。近年來,隨著對硒研究的深入和人們健康意識的增強, 各種天然和人工強化富硒食品應運而生[8]。利用富硒地區(qū)硒資源開發(fā)生產(chǎn)天然富硒食品,已成為目前我國富硒保健食品開發(fā)的熱點。

    2006年海南省地質(zhì)大調(diào)查發(fā)現(xiàn),本省富硒土壤分布廣泛,約占全省陸地面積的27%[9],這可為海南開發(fā)富硒產(chǎn)品提供非常有利的環(huán)境條件。富硒地區(qū)出品的大部分天然食品的硒含量普遍偏低,沙姜、大米、茶葉[10]含量較其它食品稍高,其中沙姜中硒含量最高可達到0.150 mg/kg。海南是沙姜主要產(chǎn)地,沙姜種植普遍,品質(zhì)優(yōu)良,為實驗室水培芽苗研究提供了良好的載體。

    1 材料與方法

    1.1 材料

    1.1.1 儀器與試劑

    AFS-3000型原子熒光光度計(北京科創(chuàng)海光儀器有限公司);硒空心陰極燈(北京有色地質(zhì)研究院);微波消解儀(熱效電子公司);石墨電熱板(天津拓明實驗技術有限公司)。

    標準溶液ρ(Se)=1.000 mg/mL(國家水樣標準物質(zhì)中心),亞硒酸鈉(化學純,廣州化學試劑廠),硝酸(汕頭西龍化工試劑廠)、高氯酸(廣州化學試劑廠)、鹽酸(汕頭西龍化工試劑廠)、硼氫化鉀(天津市廊坊物探所)、氫氧化鉀(廣州化學試劑廠)均為分析純。

    1.1.2 儀器條件

    硒主輔燈電流40 mA,負高壓290 mV,原子化溫度200℃。載氣流量400 mL/min,讀數(shù)時間10 s,延遲時間1 s。測量方法Std.Curve,讀數(shù)方式Peak Area[11]。

    1.1.3 富硒沙姜芽苗制備

    將采集好的原姜(未進行任何處理的沙姜姜塊)用水洗凈,用超純水沖洗3遍后放入5% NaClO溶液浸泡消毒15 min。然后放入自制培養(yǎng)裝置,每隔4 h噴淋等量培養(yǎng)液,直到沙姜芽采收。

    1.2 方法

    1.2.1 樣品處理

    將采收的沙姜芽用純水洗凈后,裝入鋪有濾紙的水果籃放入烘箱68℃烘干。芽姜(經(jīng)過硒培養(yǎng)液培養(yǎng),沙姜發(fā)芽后去除沙姜芽的沙姜姜塊)洗凈沖超純水,切片裝入同樣鋪有濾紙的水果籃68℃烘干。

    將烘干的沙姜芽和芽姜切片直接放入干樣研磨機中打碎,過40目標準篩。

    1.2.2 標準曲線配制

    用20% HCl逐級稀釋Se標準貯備溶液,分別得到100、10、1 μg/mL子標準溶液,用1 μg/mL子標準配制標準系列濃度為1、2、5、10、20 μg/L。endprint

    2 結果與討論

    2.1 相關系數(shù)

    將儀器調(diào)整到最佳狀態(tài)后對硒標準溶液進行測量,得到回歸方程If=58.636c+2.151,相關系數(shù)0.999 9。

    2.2 方法檢出限及精密度

    在優(yōu)化的實驗條件下,對樣品的消解試劑空白測定11次,并計算得到方法對固體樣品中硒元素的檢出限為0.0154 μg/L;對沙姜芽樣品,連續(xù)測定 11 次,得到方法的RSD為 1.15%,表明測定方法的精密度高。

    2.3 標準物質(zhì)測定

    對國家標準物質(zhì)大米、黃豆、菠菜和海帶進行11次平行分析測定,所得結果(表1)與其參考值吻合較好,相對標準偏差(RSD)其中2個小于0.1%,另外相對含量較低的2個標準物質(zhì)的RSD也小于0.2%,表明該方法具有可靠性,可用于食品中 Se 的測定。

    2.4 富硒沙姜芽中硒的測定

    通過反復實驗,測定出采集到的芽姜樣品中硒的含量在0.085~0.150 mg/kg。在不同Se濃度培養(yǎng)液的強化培養(yǎng)下,芽姜和芽苗中硒含量分別分布在0.125~0.250和0.144~1.581 mg/kg。其硒含量的變化趨勢見圖1。

    從圖1可以發(fā)現(xiàn),經(jīng)過富硒培養(yǎng)的芽姜和芽苗中的硒含量都明顯高于原姜。當培養(yǎng)液Se濃度為5、10、20、30、40、50 μg/L時,芽苗硒富集含量分別為培養(yǎng)液濃度的49、10、47、54、35、20倍;而芽姜中增加的硒含量并沒有明顯的增加趨勢。芽苗中積累的硒元素的含量隨著培養(yǎng)液濃度的增加而增加顯著,在30 μg/L出現(xiàn)最大值,之后隨著培養(yǎng)液的濃度增加而降低。培養(yǎng)液Se濃度為5~30 μg/L時,沙姜芽對硒具有較高的富集作用。

    3 結論

    沙姜芽在不同濃度Se培養(yǎng)液中的富集作用有所不同,當培養(yǎng)液Se濃度為30 μg/L時 ,芽苗富集硒的含量可達到培養(yǎng)液濃度的54倍。海南沙姜在生物強化下具有這樣高的富集作用為發(fā)展海南高品質(zhì)富硒產(chǎn)品提供了初步的理論依據(jù),建立了進一步實驗的基礎。

    參考文獻

    [1] 寧嬋娟,吳國良. 微量元素硒與人體健康及我國富硒食品的開發(fā)狀況[J]. 山西農(nóng)業(yè)科學,2009,37(5):88-90.

    [2] 王 暉,王重慶,符劍剛. 硒的資源、提取及應用研究現(xiàn)狀[J]. 稀有金屬與硬質(zhì)合金,2013,41(2):1-5.

    [3] 陳彥林,范艷麗. 硒的生物學功能和富硒食品的研究進展[J]. 河北農(nóng)業(yè)科學,2008,12(9):99-100.

    [4] 彭祚全,張 欣,牟 敏,等. 富硒食品含硒量范圍標準的研究[J]. 微量元素與健康研究,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.

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    [7] 杜前進,張永發(fā),曾 賓,等. 海南富硒地區(qū)水稻富硒品種的篩選[J]. 中國土壤與肥料,2009(1):46-49.

    [8] 李麗輝,林檎路. 我國富硒食品的研究進展. 中國食品與營養(yǎng),2007(2):23-25.

    [9] 耿建梅,吳露露,余 愛,等. 海南省富硒雜交水稻品種篩選[J]. 中國農(nóng)學通報,2010,26(22):376-380.

    [10] 郭胡津,趙振軍. 富硒茶中硒的存在形態(tài)及其保健作用. 長江大學學報,2013,10(11):81-84.

    [11] 劉丙正. 微波消解—原子熒光光譜法測定富硒精米中硒. 環(huán)境衛(wèi)生學雜志,2013,3(2):136-139.endprint

    2 結果與討論

    2.1 相關系數(shù)

    將儀器調(diào)整到最佳狀態(tài)后對硒標準溶液進行測量,得到回歸方程If=58.636c+2.151,相關系數(shù)0.999 9。

    2.2 方法檢出限及精密度

    在優(yōu)化的實驗條件下,對樣品的消解試劑空白測定11次,并計算得到方法對固體樣品中硒元素的檢出限為0.0154 μg/L;對沙姜芽樣品,連續(xù)測定 11 次,得到方法的RSD為 1.15%,表明測定方法的精密度高。

    2.3 標準物質(zhì)測定

    對國家標準物質(zhì)大米、黃豆、菠菜和海帶進行11次平行分析測定,所得結果(表1)與其參考值吻合較好,相對標準偏差(RSD)其中2個小于0.1%,另外相對含量較低的2個標準物質(zhì)的RSD也小于0.2%,表明該方法具有可靠性,可用于食品中 Se 的測定。

    2.4 富硒沙姜芽中硒的測定

    通過反復實驗,測定出采集到的芽姜樣品中硒的含量在0.085~0.150 mg/kg。在不同Se濃度培養(yǎng)液的強化培養(yǎng)下,芽姜和芽苗中硒含量分別分布在0.125~0.250和0.144~1.581 mg/kg。其硒含量的變化趨勢見圖1。

    從圖1可以發(fā)現(xiàn),經(jīng)過富硒培養(yǎng)的芽姜和芽苗中的硒含量都明顯高于原姜。當培養(yǎng)液Se濃度為5、10、20、30、40、50 μg/L時,芽苗硒富集含量分別為培養(yǎng)液濃度的49、10、47、54、35、20倍;而芽姜中增加的硒含量并沒有明顯的增加趨勢。芽苗中積累的硒元素的含量隨著培養(yǎng)液濃度的增加而增加顯著,在30 μg/L出現(xiàn)最大值,之后隨著培養(yǎng)液的濃度增加而降低。培養(yǎng)液Se濃度為5~30 μg/L時,沙姜芽對硒具有較高的富集作用。

    3 結論

    沙姜芽在不同濃度Se培養(yǎng)液中的富集作用有所不同,當培養(yǎng)液Se濃度為30 μg/L時 ,芽苗富集硒的含量可達到培養(yǎng)液濃度的54倍。海南沙姜在生物強化下具有這樣高的富集作用為發(fā)展海南高品質(zhì)富硒產(chǎn)品提供了初步的理論依據(jù),建立了進一步實驗的基礎。

    參考文獻

    [1] 寧嬋娟,吳國良. 微量元素硒與人體健康及我國富硒食品的開發(fā)狀況[J]. 山西農(nóng)業(yè)科學,2009,37(5):88-90.

    [2] 王 暉,王重慶,符劍剛. 硒的資源、提取及應用研究現(xiàn)狀[J]. 稀有金屬與硬質(zhì)合金,2013,41(2):1-5.

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    [4] 彭祚全,張 欣,牟 敏,等. 富硒食品含硒量范圍標準的研究[J]. 微量元素與健康研究,2013,30(1):41-43.

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    [8] 李麗輝,林檎路. 我國富硒食品的研究進展. 中國食品與營養(yǎng),2007(2):23-25.

    [9] 耿建梅,吳露露,余 愛,等. 海南省富硒雜交水稻品種篩選[J]. 中國農(nóng)學通報,2010,26(22):376-380.

    [10] 郭胡津,趙振軍. 富硒茶中硒的存在形態(tài)及其保健作用. 長江大學學報,2013,10(11):81-84.

    [11] 劉丙正. 微波消解—原子熒光光譜法測定富硒精米中硒. 環(huán)境衛(wèi)生學雜志,2013,3(2):136-139.endprint

    2 結果與討論

    2.1 相關系數(shù)

    將儀器調(diào)整到最佳狀態(tài)后對硒標準溶液進行測量,得到回歸方程If=58.636c+2.151,相關系數(shù)0.999 9。

    2.2 方法檢出限及精密度

    在優(yōu)化的實驗條件下,對樣品的消解試劑空白測定11次,并計算得到方法對固體樣品中硒元素的檢出限為0.0154 μg/L;對沙姜芽樣品,連續(xù)測定 11 次,得到方法的RSD為 1.15%,表明測定方法的精密度高。

    2.3 標準物質(zhì)測定

    對國家標準物質(zhì)大米、黃豆、菠菜和海帶進行11次平行分析測定,所得結果(表1)與其參考值吻合較好,相對標準偏差(RSD)其中2個小于0.1%,另外相對含量較低的2個標準物質(zhì)的RSD也小于0.2%,表明該方法具有可靠性,可用于食品中 Se 的測定。

    2.4 富硒沙姜芽中硒的測定

    通過反復實驗,測定出采集到的芽姜樣品中硒的含量在0.085~0.150 mg/kg。在不同Se濃度培養(yǎng)液的強化培養(yǎng)下,芽姜和芽苗中硒含量分別分布在0.125~0.250和0.144~1.581 mg/kg。其硒含量的變化趨勢見圖1。

    從圖1可以發(fā)現(xiàn),經(jīng)過富硒培養(yǎng)的芽姜和芽苗中的硒含量都明顯高于原姜。當培養(yǎng)液Se濃度為5、10、20、30、40、50 μg/L時,芽苗硒富集含量分別為培養(yǎng)液濃度的49、10、47、54、35、20倍;而芽姜中增加的硒含量并沒有明顯的增加趨勢。芽苗中積累的硒元素的含量隨著培養(yǎng)液濃度的增加而增加顯著,在30 μg/L出現(xiàn)最大值,之后隨著培養(yǎng)液的濃度增加而降低。培養(yǎng)液Se濃度為5~30 μg/L時,沙姜芽對硒具有較高的富集作用。

    3 結論

    沙姜芽在不同濃度Se培養(yǎng)液中的富集作用有所不同,當培養(yǎng)液Se濃度為30 μg/L時 ,芽苗富集硒的含量可達到培養(yǎng)液濃度的54倍。海南沙姜在生物強化下具有這樣高的富集作用為發(fā)展海南高品質(zhì)富硒產(chǎn)品提供了初步的理論依據(jù),建立了進一步實驗的基礎。

    參考文獻

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    [2] 王 暉,王重慶,符劍剛. 硒的資源、提取及應用研究現(xiàn)狀[J]. 稀有金屬與硬質(zhì)合金,2013,41(2):1-5.

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    [10] 郭胡津,趙振軍. 富硒茶中硒的存在形態(tài)及其保健作用. 長江大學學報,2013,10(11):81-84.

    [11] 劉丙正. 微波消解—原子熒光光譜法測定富硒精米中硒. 環(huán)境衛(wèi)生學雜志,2013,3(2):136-139.endprint

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