紀曉燚，周麗芳，吳毓，汪玉添

（上饒市農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量安全檢測中心，江西 上饒 334000）

硒對人體生長發(fā)育至關(guān)重要，最初由瑞典的貝采利烏斯在硫酸廠鉛室底部的紅色粉狀物中得到。硒也是谷胱甘肽過氧化物酶的重要組成成分，谷胱甘肽過氧化物酶的主要功能是加快谷胱甘肽和過氧化物的相互反應，從而能起到抗氧化效果。但需要注意的是，過量攝入硒不僅無益，反而會引起硒中毒。我國衛(wèi)計委于2017年公布了WS/T 578.3-2017標準——《中國居民膳食營養(yǎng)素參考攝入量第3部分：微量元素》，其中規(guī)定十八歲以上人員硒的推薦攝入量為60 μg/d，最高攝入量為400 μg/d[1]。我國除湖北恩施等少數(shù)地方外，其他地方基本處于缺硒環(huán)境。因此，合理攝入及補充硒就顯得尤為重要，而硒的定量檢測可為硒的合理攝入提供科學指導。本文綜述了硒的主要作用，介紹了硒的相關(guān)檢測方法，為硒的合理應用提供相關(guān)依據(jù)。

1 硒的種類

硒可分為無機硒和植物活性硒。無機硒是自然環(huán)境中大多數(shù)硒元素的存在形式，如硒酸鹽和亞硒酸鹽、單質(zhì)硒和硒化物等。植物活性硒為硒與氨基酸結(jié)合形成硒蛋白，此外還有硒核酸和硒多糖[2]。近年來，化合價為零的納米硒受到研究者的廣泛關(guān)注。納米硒在高倍顯微鏡下是紅色的單質(zhì)硒，它具有吸收好、活性強、毒性低、安全使用量比無機硒和有機硒高高等理化性質(zhì)，是一種新型的補硒形態(tài)[3]。

2 硒的作用

2.1 硒對人體健康的影響

硒最重要的作用是抗氧化，同時硒可有效調(diào)節(jié)免疫功能、預防心腦血管疾病、抗炎、防止阿爾茨海默癥、抗病毒及預防癌癥等。嚴重缺硒時會導致克山病和大骨節(jié)病的發(fā)生。

克山病因最早發(fā)現(xiàn)于中國黑龍江省克山縣而命名，表現(xiàn)為心肌實質(zhì)變性、纖維化和壞死，是以心肌功能衰竭為主要表現(xiàn)的心肌病。研究表明，克山縣處于黑龍江到云南的低硒地帶，該病區(qū)土壤中的硒和人群膳食、血液、毛發(fā)中的硒含量低于非病區(qū)，谷胱甘肽過氧化物酶活力較弱，補充硒元素后相應癥狀得到一定程度緩解[4]。大骨節(jié)病也呈現(xiàn)地區(qū)性，在病區(qū)的人體血液中谷胱甘肽過氧化物酶活力顯著偏低，增加人體內(nèi)的硒元素能有效降低該病的發(fā)病率和減輕其病情程度?？捣移G等[5]的研究表明，在2011年甘肅省大骨節(jié)病病區(qū)，該區(qū)中兒童頭發(fā)中的硒含量顯著低于其他地區(qū)的兒童，在調(diào)查的356名兒童中，發(fā)現(xiàn)有182名被調(diào)查者頭發(fā)中硒含量小于0.25 mg/kg，明顯處于硒缺乏狀態(tài)。

此外，硒還有拮抗作用，可抑制重金屬元素對人體的傷害。亞硒酸鹽可降低砷在體內(nèi)的濃度，其作用機理為加快從膽汁中排泄砷；在紅細胞的參與下，可形成與蛋白質(zhì)相聯(lián)系的Cd-Se復合物從而達到解毒功能；硒還能拮抗鉛、汞，減少其對人的毒害[6]。近年來，隨著有機化學和生物工程技術(shù)的發(fā)展，人工合成的硒化合物在人體保健與疾病治療中起到了非常重要的作用。侯麗萍等[7]證實硒酵母聯(lián)合維生素D對大鼠甲狀腺組織損傷有抑制作用，能有效保護甲狀腺組織，這也為臨床上治療免疫性甲狀腺炎提供了參考依據(jù)。

值得注意的是，過量攝入硒會出現(xiàn)硒中毒現(xiàn)象，患者主要表現(xiàn)為胃腸功能錯亂、食欲不佳、皮膚反應遲鈍、四肢僵硬、消化功能弱化、頭暈眼花、頭發(fā)脫落、面無血色、皮疹、皮癢等，嚴重時可能引發(fā)呼吸衰竭而死亡。從事冶煉、加工、提取硒的從業(yè)人員也會發(fā)生慢性硒中毒[8]。越來越多的證據(jù)表明過量攝入硒是很多慢性病的誘因，如胰島素抵抗、Ⅱ型糖尿病的發(fā)生和肥胖等[1]。

2.2 硒對農(nóng)作物生長的影響

硒元素在人體內(nèi)不能自動合成，需要從外界環(huán)境中獲取。目前，補充硒的方式有營養(yǎng)強化劑補充、膳食補充和藥物補充等，其中膳食補硒的來源比較廣泛、安全性高，已成為人體攝入硒的主要途徑。

硒在大自然中的循環(huán)過程非常復雜。簡單來說，植物吸收環(huán)境中的無機硒，再經(jīng)動物同化，最終轉(zhuǎn)變成有機硒進入人體，植物中硒的生物有效性，往往能夠決定食物鏈中硒的最終水平[9]。

硒在植物中的生理功能主要體現(xiàn)在促進種子發(fā)芽、增加植物產(chǎn)量、加快植物生長、提高植物抗氧化能力、增強植物光合作用、降低有害重金屬元素毒害等方面[10]。蘭敏等[11]研究了不同濃度外源硒對小麥幼苗的發(fā)育狀態(tài)和生長特性的影響。結(jié)果表明，在干旱脅迫狀態(tài)下，通過在葉面噴灑亞硒酸鈉，可以顯著提高小麥幼苗相關(guān)保護酶的活性，減少過氧化作用產(chǎn)生的損傷，增強其抵抗干旱的能力，從而加快小麥幼苗的生長發(fā)育。曹麗華等[12]發(fā)現(xiàn)，鹽脅迫條件下添加1 mg/L亞硒酸鈉能夠明顯改善小白菜種子發(fā)芽狀態(tài)，降低相對鹽害率，提高超氧化物歧化酶等保護酶活性，降低丙二醛的含量，最終促進小白菜幼苗生長發(fā)育。類似的結(jié)果也出現(xiàn)在劉楊等[13]的試驗結(jié)果中。此外，施硒肥可促進稻株的光合作用，增加光合效能，提高稻米的產(chǎn)量，改善稻米的品質(zhì)，增強水稻對重金屬的拮抗作用。硒還能提高植株的谷胱甘肽過氧化物酶活性，增強植物的抗逆性[14]。

需要注意的是，硒含量過高對植物的生長發(fā)育也會產(chǎn)生不利影響。王佑成等[15]探討了各種濃度納米硒對綠豆芽生長、營養(yǎng)指標、清除自由基的能力、抗氧化酶的活性、酚類物質(zhì)的含量以及含硒量的影響。結(jié)果顯示，由于噴施濃度的增加，綠豆芽的上述特征都出現(xiàn)了前增后減的變化，表明納米硒的存在具有雙面特性，即在其含量較低時能夠促進綠豆芽的發(fā)育，而在含量較高時對其生長產(chǎn)生了抑制作用。這與劉芳等[16]的研究結(jié)果一致。

2.3 硒對動物生長的影響

硒是動物體內(nèi)至關(guān)重要的微量元素之一，對動物生長也具有雙重作用，主要表現(xiàn)為適量的硒能夠促進動物生長，提高繁殖能力，提高抗氧化性及免疫功能，降低疾病的發(fā)病率和死亡率，但是過多的硒也會造成動物中毒。在美國，牛、羊、雞和豬等動物的喂養(yǎng)過程中，飼料中無機硒或酵母硒的允許補充量為0.3 mg/kg，而歐洲的規(guī)定為0.5 mg/kg[17]。我國《飼料添加劑安全使用規(guī)范》（2017）規(guī)定，在配合飼料或全混合日糧中，亞硒酸鈉和酵母硒的推薦添加量為0.1～0.3 mg/kg，最多不超過0.5 mg/kg。

李雷等[18]研究了不同形態(tài)的硒的添加對鯽魚生長發(fā)育、肌肉成分、抗氧化物酶活性及硒沉積的影響。結(jié)果表明，在喂養(yǎng)過程中添加硒代蛋氨酸或亞硒酸鈉均能加快鯽魚生長、提高谷胱甘肽過氧化物酶活性并且提升鯽魚肌肉的含硒量，且有機態(tài)的硒源（硒代蛋氨酸）比無機態(tài)的硒源（亞硒酸鈉）效果更好。又有研究表明，在北京油雞蛋雞的飼料中添加0.5 mg/kg酵母硒，蛋雞的雞蛋重量更高，同時其哈氏單位、蛋白質(zhì)高度、蛋黃的顏色與光澤等品質(zhì)指標均相應提高[19]。武煒等[20]研究了不同的富硒產(chǎn)品對已被四氯化碳引發(fā)肝損傷的小鼠氧化應激的影響。在鼠糧中添加含量均為0.4 mg/kg的亞硒酸鈉的花生、大麥、大豆、復合富硒產(chǎn)物等，飼喂28天后，通過腹腔注射四氯化碳。結(jié)果表明，富硒的花生、大麥、大豆及復合富硒產(chǎn)物均表現(xiàn)出有助于改善四氯化碳引發(fā)的小鼠肝損傷程度。

3 硒的檢測方法

3.1 硒的測定

檢測硒含量的方法按照原理不同主要分為電化學法、分光光度法、色譜法以及電感耦合等離子體質(zhì)譜法與其他方法聯(lián)用技術(shù)等。

分光光度法具有操作簡便、精密度高的優(yōu)點，被普遍采用，具體可分為紫外分光光度法、原子熒光光譜法、分子熒光法和催化動力學分光光度法等。紫外分光光度法檢出限較差，適用于高濃度試樣的測定。氫化物原子熒光光譜法的測定靈敏度好、測定線性范圍廣，常被應用于谷物、蔬菜、水產(chǎn)品和家禽等食物中硒的測定，它也是我國標準——GB5009.93-2017《食品安全國家標準 食品中硒的測定》的主要方法之一。牛曉梅[21]的研究結(jié)果表明，L-半胱氨酸能夠降低溶液的酸度、增強信號強度、抑制金屬離子的干擾、顯著改善氫化物發(fā)生條件，可有效改善食品中硒的測定。戴瑞平等[22]考察了溫度、酸度對保健食品中硒的檢測的影響，并得出了以下結(jié)論：樣品酸度的影響較大，當鹽酸含量大于等于10%時，熒光強度可以保持穩(wěn)定的狀態(tài)，而且酸度越高，熒光強度越強；而溫度對于檢測結(jié)果的影響較小；加入鐵氰化鉀可以減少銀和銅的干擾，但一定程度上會導致硒熒光強度的衰減。

石墨爐原子吸收光譜法也是水質(zhì)硒測定的國標方法之一，該方法優(yōu)點是檢出限較低、靈敏度較高，缺點是基體復雜，干擾性大，一般需要加入基體改進劑來消除背景吸收。沈高揚等[23]以大米和油菜籽為試驗對象，采用石墨爐原子吸收光譜法測定其中硒的含量，加入硝酸鎂作為基體改進劑，其濃度為1000 μg/mL。檢測結(jié)果線性相關(guān)系數(shù)達到0.9974，硒的線性范圍為0～50 μg/mL，檢出限為0.027 μg/mL，定量限為0.089 μg/mL，樣品加標回收率為95.7%～103.9%。此外，有研究指出，在對水產(chǎn)品中硒元素的含量進行測定時，測量結(jié)果的不確定度受樣品前處理、標準曲線以及檢測過程中的隨機誤差等因素影響。因此在利用石墨爐原子吸收光譜法測定硒含量過程中應不斷優(yōu)化工作曲線，多次進行平行試驗并要熟練掌握樣品前處理的各個關(guān)鍵步驟，最終才能提高檢測結(jié)果質(zhì)量[24]。

電化學法有離子選擇滴定、溶出伏安、極譜和電位滴定等方法。其中，極譜法和陰極溶出伏安法的儀器價格便宜、操作簡便，且適合于對大量試樣中硒濃度的迅速測定，因而被廣泛使用。不過電化學法也具有相應的弊端，即誤差大、精密度較低，所以只適合于對大量試樣中硒的迅速初篩，而無法準確分析試樣中的微量硒[25]。

色譜法主要是高效液相色譜法（HPLC）和氣相色譜法（GC）兩種，常與質(zhì)譜儀或其他技術(shù)聯(lián)合用于微量硒或硒形態(tài)檢測。

近年來，電感耦合等離子體質(zhì)譜法快速興起、發(fā)展迅速，該方法優(yōu)點是能夠同時檢測多種元素且檢出限較低，缺點是基體干擾大、儀器價格昂貴、運行維護耗費較大，目前還難以普及。有研究者對比了植物性食品中硒含量檢測中電感耦合等離子體質(zhì)譜法和原子熒光法的檢出限，分別為0.01l μg/L和0.04 μg/L，最終得出前者簡單快速、線性范圍廣、用時較短、效率較高的結(jié)論[26]。寧月蓮等[27]通過優(yōu)化方法，確定采用微波消解進行樣品的提取，添加甲醇溶液作為基體改進劑，選擇靈敏度高的硒同位素78Se測定乳制品中的硒。結(jié)果顯示相關(guān)系數(shù)達到0.999、加標回收率為81%～117%、不同基質(zhì)樣品的精密度在2%～6%（n＝6）。

3.2 硒形態(tài)分析

與無機硒相比，有機硒毒理性小、易于被人體吸收、對環(huán)境友好，所以在評估富硒產(chǎn)品時，主要考慮硒的含量與組成。

有機硒的測定目前沒有國際標準，以行業(yè)標準或地方標準為主。如SN/T4526-2016《出口水產(chǎn)品中有機硒和無機硒的測定氫化物發(fā)生原子熒光光譜法》和DB3301/T 117-2007《稻米中有機硒和無機硒含量的測定原子熒光光譜法》。其原理都是以酸提取無機硒，使無機硒與有機硒分離，有機硒含量為總硒含量與無機硒含量之差。

近年來隨著聯(lián)用技術(shù)的不斷發(fā)展，電感耦合等離子體質(zhì)譜與高效液相色譜、毛細管電泳法、體積排阻色譜的聯(lián)用，液相色譜與原子熒光法的聯(lián)用，傅立葉變換離子回旋共振質(zhì)譜等技術(shù)常用于硒酸鹽、硒代氨基酸及亞硒酸鹽等硒形態(tài)分析[28]。郭金喜等[29]采用酶法進行前處理，利用高效液相色譜與原子熒光聯(lián)用儀分析新疆凍干驢乳粉中硒形態(tài)含量。該方法中，各種硒形態(tài)得到了較好分離，并監(jiān)測到在新疆地區(qū)凍干驢乳粉中富含較多的硒，有機硒濃度為16.68～18.60 μg/kg，無機硒含量很少或者不含無機硒。曹玉嬪等[30]選用牛蒡根和三七為主要檢測材料，形成了利用高效液相色譜-電感耦合及等離子體質(zhì)譜聯(lián)用技術(shù)檢測硒形態(tài)的新技術(shù)體系，檢測出硒酸鹽、硒代胱氨酸、硒代蛋氨酸和亞硒酸鹽在8分鐘內(nèi)邊得到了分離，加標回收率范圍為95.1%至114.6%，精密度小于3%，也證明了聯(lián)用技術(shù)在精密度和靈敏性的優(yōu)勢所在。

4 展望

硒是一種與人體健康密切相關(guān)的微量元素，有大量研究結(jié)果表明，土壤中硒含量與居民長壽指數(shù)存在顯著的正向影響[31]。與此同時，過量硒攝入也會對人體產(chǎn)生不利影響，精準定量食品中硒含量具有重要意義。了解食品中硒的形態(tài)有助于人類在膳食中合理利用硒來達到預防及治療疾病的目的，硒形態(tài)分析對保障食品安全、促進人類健康具有重要意義。

硒檢測技術(shù)不斷更新，各有利弊，被廣泛應用的電感耦合等離子體質(zhì)譜也存在著干擾、電離不完全、受基質(zhì)影響較大的問題。因此，探尋一種靈敏度高、重現(xiàn)性好、準確度高、應用范圍廣的技術(shù)仍然是今后硒檢測技術(shù)的一大挑戰(zhàn)。相信隨著現(xiàn)代分析技術(shù)的不斷演變與發(fā)展，可以探索出更加高效的聯(lián)用技術(shù)來準確測定硒含量及硒形態(tài)，從而有助于從更多維度來開發(fā)利用富硒產(chǎn)品并提高產(chǎn)品附加值，創(chuàng)建“富硒+”高質(zhì)量產(chǎn)業(yè)。