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(jié)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(dá)培養(yǎng)液硒濃度的54倍。

關(guān)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(xué)家Berzelius于1817年首先發(fā)現(xiàn)的化學(xué)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(rèn)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(xué)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(dāng)硒缺乏的時候，就很容易導(dǎo)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(guān)，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(xué)會調(diào)查表明，我國居民平均日硒攝入量26～32 μg[7]，遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于中國營養(yǎng)學(xué)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(yīng)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(dá)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(shù)有限公司）。

標(biāo)準(zhǔn)溶液ρ（Se）=1.000 mg/mL（國家水樣標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)中心），亞硒酸鈉（化學(xué)純，廣州化學(xué)試劑廠），硝酸（汕頭西龍化工試劑廠）、高氯酸（廣州化學(xué)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(xué)試劑廠）均為分析純。

1.1.2 儀器條件

硒主輔燈電流40 mA，負(fù)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(jìn)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(biāo)準(zhǔn)篩。

1.2.2 標(biāo)準(zhǔn)曲線配制

用20% HCl逐級稀釋Se標(biāo)準(zhǔn)貯備溶液，分別得到100、10、1 μg/mL子標(biāo)準(zhǔn)溶液，用1 μg/mL子標(biāo)準(zhǔn)配制標(biāo)準(zhǔn)系列濃度為1、2、5、10、20 μg/L。endprint

2 結(jié)果與討論

2.1 相關(guān)系數(shù)

將儀器調(diào)整到最佳狀態(tài)后對硒標(biāo)準(zhǔn)溶液進(jìn)行測量，得到回歸方程If=58.636c+2.151，相關(guān)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(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)測定

對國家標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)大米、黃豆、菠菜和海帶進(jìn)行11次平行分析測定，所得結(jié)果（表1）與其參考值吻合較好，相對標(biāo)準(zhǔn)偏差（RSD）其中2個小于0.1%，另外相對含量較低的2個標(biāo)準(zhǔn)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(fù)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(dāng)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(jié)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(dāng)培養(yǎng)液Se濃度為30 μg/L時 ，芽苗富集硒的含量可達(dá)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(jìn)一步實驗的基礎(chǔ)。

參考文獻(xiàn)

[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(xué)，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(biāo)準(zhǔn)的研究[J]. 微量元素與健康研究，2013，30（1）：41-43.

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[7] 杜前進(jìn)，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(jìn)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(xué)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(xué)學(xué)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(xué)雜志，2013，3（2）：136-139.endprint

2 結(jié)果與討論

2.1 相關(guān)系數(shù)

將儀器調(diào)整到最佳狀態(tài)后對硒標(biāo)準(zhǔn)溶液進(jìn)行測量，得到回歸方程If=58.636c+2.151，相關(guān)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(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)測定

對國家標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)大米、黃豆、菠菜和海帶進(jìn)行11次平行分析測定，所得結(jié)果（表1）與其參考值吻合較好，相對標(biāo)準(zhǔn)偏差（RSD）其中2個小于0.1%，另外相對含量較低的2個標(biāo)準(zhǔn)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(fù)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(dāng)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(jié)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(dāng)培養(yǎng)液Se濃度為30 μg/L時 ，芽苗富集硒的含量可達(dá)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(jìn)一步實驗的基礎(chǔ)。

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[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(xué)雜志，2013，3（2）：136-139.endprint

2 結(jié)果與討論

2.1 相關(guān)系數(shù)

將儀器調(diào)整到最佳狀態(tài)后對硒標(biāo)準(zhǔn)溶液進(jìn)行測量，得到回歸方程If=58.636c+2.151，相關(guān)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(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)測定

對國家標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)大米、黃豆、菠菜和海帶進(jìn)行11次平行分析測定，所得結(jié)果（表1）與其參考值吻合較好，相對標(biāo)準(zhǔn)偏差（RSD）其中2個小于0.1%，另外相對含量較低的2個標(biāo)準(zhǔn)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(fù)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(dāng)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(jié)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(dāng)培養(yǎng)液Se濃度為30 μg/L時 ，芽苗富集硒的含量可達(dá)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(jìn)一步實驗的基礎(chǔ)。

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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(xué)學(xué)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(xué)雜志，2013，3（2）：136-139.endprint