吳澤柱，盛 艷

（1.英聯(lián)（哈爾濱）食品添加劑有限公司，黑龍江哈爾濱 150300；2.大興安嶺超越野生漿果開發(fā)有限責(zé)任公司，黑龍江哈爾濱 150060）

硒是一種非金屬元素，在元素周期表中，它的特性介于硫元素和碲元素所在的硫族元素之間。1817年Jons Jakob Berzelius發(fā)現(xiàn)了硒[1]。在后續(xù)的研究中，研究發(fā)現(xiàn)硒在人體和動(dòng)物體內(nèi)主要參與合成硒代半胱氨酸、硒代甲硫氨酸和多種硒代蛋白（酶），具有提高機(jī)體免疫力、清除體內(nèi)自由基、抑制脂質(zhì)過(guò)氧化反應(yīng)等生物學(xué)功能[2]。1973年世界衛(wèi)生組織建議人體每天補(bǔ)充200 μg的硒元素。硒的攝入和利用很大程度上取決于該元素所處于的形態(tài)，在其生物利用率和生理功效上發(fā)揮著重要作用。酵母菌是一種單細(xì)胞真菌類微生物，具有蛋白質(zhì)含量高、營(yíng)養(yǎng)豐富、易培養(yǎng)、生長(zhǎng)期短等優(yōu)點(diǎn)，且具有極強(qiáng)的富集微量元素的能力。在自然界中，硒存在的形式大致可分為無(wú)機(jī)硒和有機(jī)硒2種，其生物活性與毒性也各有不同：無(wú)機(jī)態(tài)硒，即無(wú)機(jī)礦物鹽，如硒酸鈉和亞硒酸鈉；而另一種為有機(jī)態(tài)硒，如富硒酵母[3]。因?yàn)槲诮湍赴l(fā)酵過(guò)程中被吸收利用，轉(zhuǎn)化成有機(jī)的形式，所以硒酵母被認(rèn)為是一種有機(jī)硒源。無(wú)機(jī)硒很難被動(dòng)物和人體直接吸收利用，而有機(jī)硒可以通過(guò)腸壁的主動(dòng)運(yùn)輸，進(jìn)入體內(nèi)。富硒酵母中含有大量的有機(jī)硒，可作為補(bǔ)充硒元素的主要來(lái)源，具有生物利用度高、食用安全、毒性低等優(yōu)點(diǎn)[4]。因此，研究富硒酵母中硒的賦態(tài)，成為近年來(lái)研究的熱點(diǎn)。對(duì)合理攝取硒元素、促進(jìn)人體健康具有十分重要的意義。

1 硒酵母菌種的制備

硒酵母產(chǎn)品生產(chǎn)過(guò)程中，首先要考慮到菌株的特異性。因?yàn)樯a(chǎn)硒的菌種特性會(huì)影響硒在酵母蛋白和肽類中的含量。同樣，在比較硒酵母產(chǎn)品時(shí)，區(qū)別總硒代蛋氨酸和生物可利用的硒代蛋氨酸也 非常重要。因?yàn)橹挥杏坞x硒代氨基酸才能起到真正的功能作用，它是硒酵母中最有效和活性最高的混合物。

與酵母效果相近的酵母菌株具有獨(dú)特的生化和遺傳特性，因此不同酵母硒的效果具有菌株特異性。選育高富硒酵母菌株，通過(guò)梯度耐硒馴化、DES（硫酸二乙酯）化學(xué)誘變，在最適發(fā)酵培養(yǎng)基和培養(yǎng)條件下，以提高酵母生物富集、轉(zhuǎn)化有機(jī)硒的能力，為富硒農(nóng)牧業(yè)生產(chǎn)提供一種安全的有機(jī)硒源。通過(guò)紫外線誘變、抗性篩選試驗(yàn)獲得富硒能力強(qiáng)的酵母菌株，優(yōu)化培養(yǎng)基及發(fā)酵培養(yǎng)轉(zhuǎn)速、溫度、初始pH值對(duì)富硒酵母的生物量影響較大。

從樣品前處理、分離富集、分析和檢測(cè)整個(gè)程序上，從硒酵母中硒的進(jìn)行形態(tài)學(xué)分析，以期為富硒酵母的合理利用提供參考。以生產(chǎn)性狀已退化的酵母菌為出發(fā)菌株，通過(guò)亞硝基胍誘變選育，為獲得高產(chǎn)富硒酵母，通過(guò)硒濃度梯度熱帶假絲酵母（Candida tropicalis Fec 2011）、戴氏酵母 （Sac.delbrueckii Fec 209）、馴化啤酒酵母（Sac.cerevisiae Fec 205） 等3株酵母菌，結(jié)果顯示啤酒酵母（Sac.cerevisiae Fec 205）比其他2株酵母的耐硒性能更強(qiáng)。以新疆富硒土壤為樣品來(lái)源，通過(guò)馬丁培養(yǎng)基的初篩和富硒能力的復(fù)篩，篩選到1株富硒量相對(duì)較高的黏紅酵母菌株（Rho-dotorula glutinis X-20）[5]，對(duì)富硒產(chǎn)朊假絲酵母發(fā)酵培養(yǎng)基進(jìn)行優(yōu)化，獲得高生物量富硒酵母。以釀酒酵母為載體，通過(guò)酵母生長(zhǎng)代謝過(guò)程，使無(wú)機(jī)硒轉(zhuǎn)化到細(xì)胞內(nèi)的蛋白質(zhì)及多糖上，成為有機(jī)的形式[6]。對(duì)富硒酵母進(jìn)行超聲波破碎、鹽析、透析、冷凍干燥得到酵母硒蛋白。酵母硒蛋白表現(xiàn)出較好的羥基自由基的清除能力，當(dāng)質(zhì)量濃度達(dá)到2.0 mg/mL時(shí)，硒蛋白對(duì)羥基自由基的清除率為84.23%，為同質(zhì)量濃度維C羥基自由基的清除能力的3.5倍，為同質(zhì)量濃度酵母蛋白羥基自由基的清除能力的2.4倍。酵母硒蛋白與未富硒的酵母蛋白相比，有較強(qiáng)的抗氧化性，且具有一定的量效關(guān)系，酵母硒蛋白在作為優(yōu)質(zhì)的補(bǔ)硒劑的同時(shí)也有很好的抗氧化活性。

2 硒酵母的生產(chǎn)工藝

對(duì)于富硒酵母這類菌體發(fā)酵主要以擴(kuò)培為主要目標(biāo)。硒元素主要以硒蛋白和硒代氨基酸的形式存在于酵母中，少部分形成硒轉(zhuǎn)運(yùn)RNA和硒多糖[7]。將無(wú)機(jī)硒在酵母生長(zhǎng)繁殖的過(guò)程中作為營(yíng)養(yǎng)鹽摻入到初級(jí)代謝的產(chǎn)物中。但是，高濃度的無(wú)機(jī)硒對(duì)酵母細(xì)胞有一定的毒副作用，因此添加硒量不能太高。通常，30 μg/mL的硒含量對(duì)酵母起到一定的抑制作用，起始質(zhì)量濃度不應(yīng)高于25 μg/mL。對(duì)數(shù)生長(zhǎng)期是酵母吸收硒元素的最佳階段，采取流加方式，不斷增加硒質(zhì)量濃度。到達(dá)穩(wěn)定期時(shí)，酵母基本停止生長(zhǎng)，自身代謝開始降低，乙醇等發(fā)酵產(chǎn)物開始積累，硒元素很難再進(jìn)入到細(xì)胞內(nèi)，可以根據(jù)酒精含量來(lái)判定最終發(fā)酵時(shí)間。因此，在穩(wěn)定期停止發(fā)酵比較好。在生產(chǎn)過(guò)程中，培養(yǎng)時(shí)間過(guò)短，會(huì)導(dǎo)致酵母數(shù)量偏低，時(shí)間過(guò)長(zhǎng)，會(huì)導(dǎo)致酵母自溶死亡，從而會(huì)降低設(shè)備利用率，增加生產(chǎn)成本。

3 硒酵母的作用及功能

3.1 對(duì)動(dòng)物的作用及功能

硒是動(dòng)物機(jī)體所必需的微量元素。硒在動(dòng)物組織中的分布、沉積和合成，很大程度上依賴硒的來(lái)源形式，不同化學(xué)結(jié)構(gòu)的硒對(duì)生物利用起著至關(guān)重要的作用。以前最常采用的補(bǔ)硒方式是飼料中添加亞硒酸鈉，但其毒性較高，使用不當(dāng)易使機(jī)體發(fā)生中毒。因此，許多國(guó)家（如瑞典）規(guī)定乳豬料中必須使用有機(jī)硒，日本則規(guī)定飼料中禁止使用無(wú)機(jī)硒[8]。有機(jī)形式的硒是更為有效和更易利用的來(lái)源，被細(xì)胞攝入后，轉(zhuǎn)化成為硒的中間代謝產(chǎn)物，并進(jìn)一步被利用。富硒酵母可將有毒的無(wú)機(jī)硒轉(zhuǎn)化為低毒的有機(jī)硒，既可以提高硒的生物利用率，又可以增大硒利用的安全性，因而酵母硒被認(rèn)為是無(wú)機(jī)硒理想的替代品。

硒酵母在蛋雞、肉雞、種雞的生產(chǎn)性能方面及抗氧化方面生物功能價(jià)值意義十分重大，硒酵母在蛋雞生產(chǎn)中的應(yīng)用，不僅可以提高雞的生長(zhǎng)速度，而且還能提高雞肉品質(zhì)和蛋品質(zhì)，提高雞的生產(chǎn)性能，是一種非常好的飼料添加劑。飼料中添加硒酵母可提高刺參的特定生長(zhǎng)率、抗病力和免疫力，同時(shí)添加600 mg/kg硒酵母和250 mg/kg的維E是研究最優(yōu)的組合[9]。在奶?；A(chǔ)日糧中添加富硒酵母，利用原子熒光分析法檢測(cè)飼喂前后牛奶中硒含量[10]。飼料中添加富硒酵母顯著提高了牛奶硒含量（97.73 g/L），飼料中推薦酵母硒添加量為1.27×10-6g/L。因此，硒酵母既提高奶牛產(chǎn)奶量，又增強(qiáng)了奶牛機(jī)體健康，對(duì)奶牛產(chǎn)業(yè)的影響較大。

3.2 對(duì)人體的作用及功能

硒是維持人體正常生命活動(dòng)所必需元素之一，缺硒會(huì)引起多種疾病的發(fā)生。天然食品中硒含量普遍較低，緊靠天然食物中的硒并不能滿足人的正常需要，膳食硒的低水平攝入對(duì)人體健康有潛在影響，為了保證人體健康、防治有關(guān)疾病，需要有充分的硒攝入，通過(guò)攝取足夠的硒來(lái)預(yù)防有關(guān)疾病的發(fā)生顯得非常重要，而無(wú)機(jī)硒毒性較高，不能被人類所利用，通過(guò)微生物將無(wú)機(jī)硒轉(zhuǎn)化成有機(jī)硒是目前研究的熱點(diǎn)，但是植物體內(nèi)的硒含量普遍較低，因而利用微生物轉(zhuǎn)化可以為人類提供物美價(jià)廉的有機(jī)硒產(chǎn)品。

在缺硒情況下，肝和心肌組織的呼吸功能受到抑制，對(duì)克山病心肌超微結(jié)構(gòu)的研究發(fā)現(xiàn)其線粒體的改變最明顯、也最早，因而對(duì)GSH誘發(fā)的膨脹速度減慢，表明線粒體功能受到了損害，對(duì)缺硒人群補(bǔ)硒有利于維護(hù)心肌線粒體的正常功能和完整性[11]。硒可抑制程序外DNA的修復(fù)，能抑制腫瘤細(xì)胞的DNA合成，硒選擇性地抑制肝癌細(xì)胞的環(huán)磷腺苷-磷酸-酯酶（CAMP-PDZ） 的活性，提高肝癌細(xì)胞內(nèi)CAMP水平，從而造成了控制癌細(xì)胞分裂及增殖的內(nèi)環(huán)境而發(fā)揮抑癌作用[12]。硒酵母對(duì)肝癌、腸癌、胃癌、肺癌、惡性淋巴瘤、乳腺癌、生殖細(xì)胞瘤均有一定的預(yù)防和輔助治療作用。硒酵母與化療同時(shí)進(jìn)行，可降低某些化療藥物的毒副作用。特別是造血系統(tǒng)毒性和消化道毒性，增強(qiáng)機(jī)體的耐受性及藥物治療效果。

富硒酵母的自由基清除率與其濃度呈現(xiàn)線性關(guān)系。表面上看，富硒酵母的抗氧化能力弱于抗壞血酸，但是將抗壞血酸折算為含有同等數(shù)量抗壞血酸的食物獼猴桃時(shí)，富硒酵母的抗氧化能力就明顯優(yōu)于獼猴桃的抗氧化能力，充分體現(xiàn)了富硒酵母的實(shí)用價(jià)值[13]。富硒酵母對(duì)雄性高脂血癥大鼠血脂水平的影響和抗氧化作用。適量的酵母硒可降低雄性SD高脂血癥大鼠的血脂水平，具有抗氧化能力[14]。臨床上采用小劑量左旋甲狀腺素片配合硒酵母，對(duì)原發(fā)性甲狀腺功能減退患者具有顯著的保護(hù)作用。通過(guò)對(duì)甲狀腺炎患者作為研究對(duì)象，利用隨機(jī)分組法將所有患者均分成2組，對(duì)照組給予常規(guī)西藥治療，觀察組患者在對(duì)照組的基礎(chǔ)上給予硒酵母治療，2組患者治療后的腹脹、黏性水腫、甲狀腺疼痛、甲狀腺腫脹等臨床癥狀和治療總有效率差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（p＜0.05）[15]。糖尿病伴橋本甲狀腺炎患者采用硒酵母治療，不僅可以提高患者的治療效果，而且還可以改善其臨床癥狀[16]。

4 硒酵母的產(chǎn)品

4.1 飼料

由于硒是動(dòng)物必需的微量元素，其在動(dòng)物的生長(zhǎng)發(fā)育及繁殖中發(fā)揮著重要作用，部分動(dòng)物疾病的發(fā)生與硒之間也具有一定的關(guān)系。通過(guò)對(duì)硒元素的生物學(xué)功能和富硒酵母的優(yōu)點(diǎn)研究，認(rèn)為其作為飼料添加劑更為安全。將硒酵母添加劑在肉豬、家禽、水產(chǎn)動(dòng)物養(yǎng)殖、反芻動(dòng)物和寵物狗貓飼養(yǎng)中的應(yīng)用，可促進(jìn)動(dòng)物的生長(zhǎng)，提高免疫力。

4.2 保健品及食品

硒是人體必需的微量元素，適量攝入能夠提高體內(nèi)硒水平，使體內(nèi)谷胱甘肽過(guò)氧化酶（GSH-PX）活性增加，由于GSH-PX在體內(nèi)有保護(hù)細(xì)胞膜完整性、消除自由基、增強(qiáng)體內(nèi)免疫功能等作用，因而起到防病治病的作用[17]。硒酵母片有利于人體高效吸收，硒與酵母蛋白結(jié)合非常適合人體吸收利用。另外，酵母硒天然安全是純天然生物態(tài)制劑，硒經(jīng)酵母進(jìn)行生物轉(zhuǎn)化，符合人體最佳硒需求量，安全無(wú)副作用。硒酵母片營(yíng)養(yǎng)均衡，除可高效、安全地補(bǔ)充硒元素外，硒酵母還富含蛋白質(zhì)、B族維生素和多種微量元素。

利用硒酵母制作面點(diǎn)也有助于人體對(duì)硒元素的吸收。例如，制作適用于亞健康人群保健食品富硒面包的研制、以金橘為主要原料生產(chǎn)富硒金橘果糕。

5 硒酵母的測(cè)定

硒酵母檢測(cè)方法很多，有原子吸收法、分光光度計(jì)法、分子熒光法、氣相色譜法、高效液相色譜法、質(zhì)譜法、極譜法、化學(xué)發(fā)光分析法、電化學(xué)法和電感偶合等。無(wú)論哪種方法，檢測(cè)結(jié)果均為無(wú)機(jī)硒含量，若要檢測(cè)有機(jī)硒的量，可將樣品消化后測(cè)定出總硒量，然后減去無(wú)機(jī)硒量。在這些方法中，以原子吸收法、熒光法和分光光度法最為常用。