海南沙姜芽硒生物強化研究

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.

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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.

[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

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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。

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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.

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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