食物中硒的生物功能及测定分析研究

1、食物中硒的生物功能及测定分析研究论文摘要：硒的功能活性和作用机理与摄入硒的化学形态密切相关。各种高效的别离手段同高灵论文关键词：食物,生物,功能,测定,分析研究敏度的检测方法相结合的联用分析技术的快速开展，使对硒化合物及化学形态分析研究不断深入。本文简述硒的生物功能和作用及近年国内食物中硒的测定分析研究。关键词：食物硒生物功能测定分析研究硒Selenium，Se是人体的必需微量营养元素，环境和生物体内的硒主要以中性和离子形态的无机和有机硒化合物、硒代氨基酸和各种硒蛋白的形式存在。不同形态的硒具有不同的功能作用和毒性，其中无机硒有较多的毒副作用，而有机硒的毒性小。因此，对硒化合物及化学形态和价态

2、的分析研究具有重要意义。对于不同化学形态硒及硒化合物的代谢、吸收、生物利用率及转化过程的研究，已成为生命科学、医学、环境科学等相关领域关注的热点。特别是各种高效的别离手段同高灵敏度的检测方法相结合的联用分析技术的快速开展，使对硒的化学形态和有机硒化合物的生物功能和作用的研究不断深入。研究说明动物体内硒的功能活性和作用机理与摄入硒的化学形态密切相关。人体主要从膳食中获取硒营养，以往认为膳食硒形态主要是硒蛋白、硒半胱氨酸和无机的亚硒酸盐和硒酸盐。这些膳食硒进入人体后，有两种代谢途径，或进入硒储藏库(只有硒蛋白)或参入硒代谢库用于合成硒蛋白。目前，硒的测定方法有分光光度法、原子吸收光谱法、原子荧光光

3、谱法、ICP-AES等离子发射光谱法、ICP-MS等离子质谱法、以及液相色谱仪与原子荧光光谱仪联用法、液相色谱仪与ICP-MS等离子质谱仪联用法、气相色谱仪-石墨炉原子吸收光谱仪联用法等。1硒的测定方法1.1分光光度法SP：硒酵母中硒含量测定方法的研究，采用催化光度法测定硒酵母中的硒含量，测定下限为0.25g/L。硒形态流动注射催化光度法分析，采用流动注射催化光度法测定硒，方法的检出限为0.015mg/L，线性范围为0.12.0mg/L。硒酵母中有机硒及硒代氨基酸含量的测定方法，采用透析处理法使硒酵母中的无机硒和有机硒得以别离，并采用催化分光光度法测定了硒酵母中有机硒的含量，采用氨基酸自动分析

4、仪测定了硒酵母中SeCys和SeMet的含量。1.2原子吸收光谱法AAS：氢化物发生原子吸收法测定水中痕量硒，在30%盐酸介质中,以硼氢化钾作复原剂、氩气为载气,使硒化氢进入空气/乙炔火焰加热的石英管原子化器中，在波长196.0nm处测量硒收稿日期：的吸光度，方法检出限为0.01ng/mL,测定相对标准偏差为4.3%。流动注射氢化物发生原子吸收光谱法测定禽蛋中的硒，探讨了测定硒时的最正确条件，建立了禽蛋中微量硒的流动注射-氢化物发生-原子吸收光谱分析方法。同时讨论了禽蛋中硒含量水平和富硒科学饲养提高禽蛋中硒含量在补硒食品中的开展前景。在优化的工作条件下，测定硒的检出限为0.25g/L，线性范围

5、060g/L，相对标准偏差小于2.5%，加标回收率为95%108%。流动注射原子吸收光谱法测定大白口蘑中的微量硒，探讨了流动注射氢化物发生-原子吸收光谱法测定微量硒的最正确条件，建立了大白口蘑中微量硒的流动注射氢化物发生-原子吸收光谱分析方法。测定硒的线性范围为050g/L,相对标准偏差小于3%，加标回收率为96%105%。微波消解原子吸收法测定骨头中的汞和硒，采用微波消解，流动注射硼氢化钠复原原子吸收法测定硒的方法，测定了实验大鼠股骨中汞和硒的含量。其中硒检出限为1.78g/L，相对标准偏差为为3.6%，线性范围为050g/L，回收率为95.53102.2%。1.3原子荧光光谱法AFS：DB

6、3301/T1172007稻米中有机硒和无机硒含量的测定原子荧光光谱法，方法有机硒和无机硒的最低检出浓度均为0.003mg/kg，定量测定范围为0.014.00mg/kg。原子荧光法测定花生中的微量硒，结果说明，花生中含有丰富的硒。氢化物发生-原子荧光光谱法测定富硒酵母中的有机硒和无机硒，硒的检出限为0.078g/L，线性范围为0100g/L。甲苯萃取-微波消解-原子荧光光谱法测定富硒保健品中有机硒和总硒，硒的检出限为0.088g/L，线性范围为0200g/L，相对标准偏差为0.430.53%,应用该方法检测不同富硒保健品中的总硒含量为0.8713.04mg/kg,有机硒含量为0.768.54

7、mg/kg,总硒加标回收率为95.1%106.2%。氢化物原子荧光光谱法测定脐橙中的硒,具有操作简便、平安、灵敏度高、检出限低、线性范围宽等优点.在最正确工作条件下,方法的检出限为4.0ng/mL,硒浓度范围在0160ng/mL时,标准曲线相关系数r0.999,相对标准偏差为1.50%,回收率为98%以上。顺序注射氢化物发生-原子荧光光谱法同时测定大蒜中的硒和砷，建立了一种顺序注射-HG-AFS测定大蒜中Se和As含量的方法,同时讨论了共存离子的干扰情况。在最正确实验条件下,其中Se的检出限分别为0.13g/L,加标回收率为93.6%103.8%。微波消解-原子荧光光谱法测定蘑菇中痕量硒的研究

8、，采用微波消解HG-AFS法，对蘑菇中痕量硒进行了分析。利用阳离子交换法消除了阳离子的干扰。并确定了实验的最正确测定条件，硒的检出限为0.16ng/ml，回收率为96.2%-98.0%，相对标准偏差为1.6%。氢化物原子荧光法测定乳粉中的微量硒，采用HG-AFS测定乳粉中的硒含量。样品经型快速消化器用硝酸高氯酸混合酸消化后，直接上机测定。方法最低检出限为0.50ng/ml，回收率90.20107.5，线性范围为1.0250.0ng/ml，相关系数0.9997。GB/T5009.22003，食品中硒的测定，采用原子荧光光谱法。微波消解-原子荧光光谱法测定富硒酵母中硒，采用微波消解样品，研究了在盐

9、酸介质下，硒与硼氢化钠生成氢化物的条件，并对影响荧光强度的诸因素进行了试验和探讨。测定硒的含量在030g/L范围内呈良好线性关系，相关系数r=0.9995，硒的检出限(3)为0.10g/L，样品加标回收率为98.4100.4，相对标准偏差(n=6)小于2.7。氢化物原子荧光光谱法测定富硒酵母中硒含量，研究了工作条件、试剂对硒含量测定的影响，探讨了消化试剂对样品消化的影响和共存离子的干扰及消除，该方法检出限为0.0785g/L，线性范围为O100g/L，相对标准偏差为0.45，回收率为95.4104.3。原子荧光光谱法测定水产品中硒含量，采用微波消解样品预处理技术和氢化物发生-原子荧光法,测定了

10、水产品中硒含量.对样品中六价硒的复原方式方法进行了研究和探讨，硒检出限0.06g/L,标准曲线最正确线性范围0.5g/L20g/L,加标回收率95.3%104.5%,相对标准偏差为1.8%5.0%。氢化物发生-原子荧光光谱法测定虾中的硒含量，在优化的工作条件下，硒检出限0.078g/L,线性范围050g/L。测定了罗氏沼虾中硒含量在0.140.33mg/kg范围内，平均为0.202mg/kg；南美白对虾中硒含量在0.140.22mg/kg范围内，平均为0.188mg/kg。蔬菜中硒总量及形态的氢化物发生-原子荧光光谱测定方法，采用(HG-AFS)测定了几种蔬菜中的总硒含量，并测定了其中无机硒和

11、有机硒的相对含量。结果说明：几种蔬菜中硒的含量都较低，而草菇的硒含量到达0.151mg/kg。此外，蔬菜中硒主要以有机硒的形态存在。方法的检出限为0.35g/kg,加标回收率为97.6%101%。氢化物发生-原子荧光光谱法测定面粉中微量硒，研究了(HG-AFS)对面粉中微量硒的测定,在最正确条件下,荧光强度与硒浓度在0.2025100ng/mL范围内呈线性关系，检出限达0.2025ng/mL,测定面粉中硒，相对标准偏差为2.1%以下,回收率为93.00%106.33%。1.4ICP-AES等离子发射光谱法ICP-AES：连续氢化法电感耦合等离子体发射光谱法同时测定生物样品中痕量硒、砷、锡、锑，

12、用HY-ICP-AES同时测定生物样品中痕量硒、砷、锡、锑的方法。在4.8mol/LHCl浓度下，在1NaBH溶液中加0.5VC，HY-ICP-AES的Se检出限为0.3ng/ml。用GBW09101国家标准物质检验本方法的准确性，得到的Se结果良好。氢化物发生电感耦合等离子体原子发射光谱法同时测定水和生物样品中砷、铋、锑和硒，研究了一种小型同心氢化物发生器配置一个气液别离器后与多道ICP-AES联用，同时测定水和生物样品中砷、铋、锑、硒的方法。其中硒检出限为0.5g/L，相对标准偏差为1.9。用本法测定美国和国家标准物质中的砷、铋、锑、硒元素。连续氢化物发生端视ICP-AES法测定水中痕量硒

13、和汞，用自制的在线氢化物连续发生装置,应用端视ICP-AES法测定水中痕量硒和汞，其中硒的检出限为0.2g/L。1.5ICP-MS等离子质谱法ICP-MS：电感耦合等离子质谱法与传统的检测器相比，ICP-MS在硒元素的化学形态分析中具有很多优点，如在硒元素分析时具有较高的敏感性、宽的动态线性范围、对元素具有较低的检出限ng/L以及具有多元素分析与同位素比率测定的功能，另外，ICP-MS的谱线简单，检测模式灵活多样，可以通过元素谱线的质荷之比m/z进行定量、定性分析，这种方法在硒的化学形态分析中得到了最为广泛的应用。电感耦合等离子体质谱法测定保健食品中的硒，建立(ICP-MS)测定富硒保健食品中

14、硒元素的方法，样品经高压微波消解处理后，应用ICP-MS测定其中硒元素含量，方法测定硒元素的标准曲线线性相关系数为0.9999，加标回收率范围在99.40%100.15%，检出限为0.078g/L，相对标准偏差范围在0.91%2.65%。1.6液相色谱与原子荧光光谱联用法HPLC-AFS：液相色谱-双道原子荧光检测联用法同时测定砷和硒的形态，建立了同时测定人体尿样及硒酵母片中7种不同形态的砷、硒化合物的HPLC-AFS联用方法，其中对硒的SeCys、SeMet和Se化合物的检出限分别为4g/L、18g/L和3g/L。1.7液相色谱与ICP-MS联用法HPLC-ICP-MS：高效液相色谱-等离子

15、体质谱联用方法研究富硒大米中硒的形态，用HPLC-ICP-MS法对大米蛋白提取液中含硒蛋白组分及含硒氨基酸组成进行初步分析。结果说明：大米中的硒主要与蛋白质结合，在4类蛋白提取液中硒含量由高到低的分布顺序为：谷蛋白、醇溶蛋白、清蛋白和球蛋白。清蛋白提取液中，分子量为12.6kDa蛋白是主要的含硒蛋白组分，大米中约30的硒以硒代半胱氨酸形式存在。高效液相色谱-电感耦合等离子体质谱联用技术用于元素形态分析的研究进展，介绍了HPLC-ICP-MS联用技术在环境、材料和生命科学样品的元素形态分析中的研究进展，着重介绍该联用方法的接口技术及几种与ICP-MS联用的主要色谱类型，阐述了几种样品预处理方法，

16、并对样品引入系统、复杂基体别离和元素形态定量和结构分析等联用技术在元素形态分析中所面临的问题进行讨论。高效液相色谱-电感耦合等离子体质谱法分析生物样品中硒的化学形态，建立了用于生物样品中含硒化合物在线别离分析的联用方法。用反相离子对高效液相色谱RP-IPHPLC别离含硒化合物，用电感耦合等离子体质谱ICP-MS在线分析硒含量。与标准化合物的色谱图和工作曲线对照进行定性和定量分析，实现了对硒酸钠、亚硒酸钠、硒代胱氨酸、硒代胱胺、硒代蛋氨酸、硒代尿素和三甲基硒离子等7种生物体常见的含硒小分子的分析，检出限为0.11.5g/L，线性范围为1100g/L，应用于人血清、尿、肝组织细胞质溶胶等样品中含硒

17、小分子的形态分析，所需进样量仅50L，各含硒化合物加标回收率在93%117%。蒲云霞等主要综述高效液相色谱-电感耦合等离子质谱联用在线技术HPLC-ICP-MS在硒化学形态研究中的进展，应用HPLC在别离硒化物时具有很好的重现性，HPLC用ICP-MS作为检测技术采用碰撞池技术对硒元素具有很好的检出限。Encinar等采用碰撞池技术对人的血清中硒元素进行检测，检出限低于0.5g/kg。2硒的生理生化功能和作用2.1硒参与酶的催化反响：硒是动物生命中必需的微量元素,是谷光甘肽过氧化物酶(GSH-Px)的活性中心元素。它能催化有毒的过氧化物复原为无害的羟基化合物，从而保护所有的生物膜不被氧化所降解

18、。硒在机体中多以硒蛋白形式存在。硒蛋白是某些细菌、鸟类、哺乳动物可能也包含植物的酶系统的根本成分。其功能促使正常代谢过程中产生的有毒过氧化物的分解，防止其堆积，进而保护细胞中重要的膜结构不受损害；直接参与膜磷脂过氧化氫的复原，从而保护生物膜等。硒对人体来说，最关键的是能抗氧化，能把人体内产生的过氧化物复原、分解掉，降解和消除自由基，保护细胞膜不受自由基的破坏。蛋白硒属有机硒中的上品，不仅含有人体不能合成的八种必需氨基酸，而且，其中有三种氨基酸中硫键上的硫被硒所代替，合成为含硒氨基酸。其中硒半光氨酸是谷胱甘肽过氧化物酶的活性中心，谷胱甘肽过氧化物酶是消除自由基的多面手，它的抗氧化活性非常大，是人

19、体中80以上的硒是半胱胺酸的形式在体内代谢的。2.2硒与机体免疫：硒对体液免疫功能、细胞免疫功能及吞噬细胞功能均有一定影晌。硒能促进淋巴细胞产生抗体，使血液免疫球蛋白水平增高而维持正常，增强机体对疫苗或其他抗原产生抗体能力。硒缺乏会降低多种动物的免疫功能,适当补硒可使非特异性免疫、细胞免疫及体液免疫功能得到改善。在非特异性免疫方面,亚硒酸钠协同激活因子激活巨噬细胞,增强其杀菌活性,提高其吞噬率。在细胞免疫方面,硒和维生素E协同作用可明显提高自然杀伤细胞(NK)活性和T淋巴细胞转化率,硒能增强淋巴细胞产生白介素-2(IL-2)的能力,而IL-2可明显增加NK对肿瘤细胞的杀伤作用。在体液免疫方面,

20、缺硒时机体的免疫功能减弱,免疫球蛋白和抗体产生受抑制。补硒可提高机体抗体滴度,增强机体细胞和体液免疫功能。但必须注意补硒要适量,过量时反而使抗体减少。2.3硒的抗癌作用：大量研究资料说明，硒有防癌抗癌作用，硒的抗癌作用机制有： 工程名称 硒 大米 25 牛奶 19.4 小麦 3.2 猪肉 29.4 玉米 16.3 牛肉 62.6 白菜 3.9 羊肉 71.8 生菜 11.5 鸡肉 54.0 西红柿 1.5 鸭肉 100 大蒜 30.9 猪肝 192.1 红茶 56 鸭蛋 156.8 绿茶 31.8 鸡蛋 149.8 花生 45 鲤鱼 153.8 黄豆 61.6 草鱼 66.6 绿豆 42.8

21、带鱼 365.7 土豆 7.8 鱿鱼 1556 橘子 4.5 星洲鱼 156 苹果 10 海水虾 337.2 核桃 46.2 淡水虾 296.5 香菇 64.2 螃蟹 826.5 黑木耳 37.2 一般饮用水 1 从表1.几种食物中硒含量可以看出，硒含量在百万分之几到百分之零点几，各种食物中的硒含量差异较大，而且硒含量也是非常极微的量。蛋类、水产品硒含量相对较高。应保持每日食物的多样性。要按照合理比例，广泛摄入各类食物，包括谷类、动物性食品、蔬菜和水果、豆类、蛋类、奶类制品和油脂，才能保持膳食平衡，满足人体的营养功能需要。表2.为正常人每日所需硒的推荐供应量。表2.正常人每日所需硒 年龄段 S

22、e 年龄段 Se 年龄段 Se 年龄段 Se 17岁 25 714岁 35 1418岁 45 18岁 50 孕妇乳母 65 杨光圻教授等通过多年研究，确定硒的平安量和生理需要量为40240g/d，已获得世界公认，已被FAO、WHO、IAEA三个国际组织所采用。食物是人体摄入硒的重要来源，但很多食物中的硒含量较低，且不易吸收。饮食中的硒，人体利用度约为80%。含硒高的动物内脏胆固醇也非常高，不宜经常食用。因此，而日常饮食中的硒缺乏以满足人体的正常需要，补硒尤为重要。由于无机硒毒性大,有机硒毒性小,生物利用率高,故利用生物技术处理粮食作物、蔬菜、水果、中药材将是未来开发的热点。已研制出一些富硒功能

23、性食品(如富硒酵母、富硒食用菌、富硒藻类、高硒蛋等)和含硒药物(如硒蛋氨酸、硒力口服液、金施尔康、奥硒康、含硒中草药制剂等)。4结束语硒的功能活性和作用机理与摄入硒的化学形态密切相关。近年来，应用于硒及硒的化学形态研究的联用技术越来越多，己在环境样品、食物样品中硒化合物及元素的形态和价态分析得到应用，但是由于食物中的硒元素含量较低，且基体较为复杂，干扰影响大，须采用别离技术及联用技术以减少干扰，以进一步提高检测方法的灵敏度和重现性，有望得到很低的检出限。再有要减少样品前处理的污染和损失是元素形态分析的一个共同问题，现采用微波消解样品预处理技术，可以大大提高方法的准确度。与其它分析技术相比，氢化

24、物发生-原子荧光光谱法的应用，在氢化物发生装置中形成气态氢化物，大大降低基体干扰，具有仪器结构简单、灵敏度高、气相干扰少和可多元素同时分析等优点。HPLC-ICP-MS在线联用不但具有最高的灵敏度，同时也可获得最低的检出限。ICP-MS的一个重要进展是用动态反响池(DRC)和碰撞池(CCT)技术来检测80Se，这在硒的化学形态研究中的应用，具有灵敏度高、选择性好、可多元素同时测定等优点，但是仪器价格及运行费用较高。而AAS、ICP-AES虽然能够方便地与液相色谱仪联用，但基线、噪声和检出限均较高。作为别离技术，HPLC可以提供多种别离模式，这也会促进该技术在硒的化学形态研究领域中的广泛应用。液

25、相色谱仪与原子荧光光谱仪联用法HPLC-AFS，可同时测定多种不同形态的化合物，具有较高的灵敏度及较低的价格和运行费用等优点。参考文献1 郝素娥,藤冰. 硒酵母中硒含量测定方法的研究,理化检验-化学分册,1999,35(4):151-153.3 郝素娥,藤冰. 硒酵母中有机硒及硒代氨基酸含量的测定方法.分析测试学报,1999,18(3):72-74.8 DB3301/T 1172007稻米中有机硒和无机硒含量的测定 原子荧光光谱法.9 黄一帆,林文业. 原子荧光法测定花生中的微量硒.分析试验室,2006,25(增刊):121-122.10 高建忠,秦顺义,黄克和. 氢化物发生-原子荧光光谱法测

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