2022年富硒食品技术国外研究动态.docx
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1、精品学习资源富硒食品技术国内外讨论动态中国食品科技学会信息网,2000-4-141 胡小松 2 牛天贵 2 江英 3 李德勇摘要本文综述了生物硒养分的讨论历史,硒在生物体内的分布及形状讨论进展,硒的生物功能,当前国内外富硒食品技术讨论水平、动态和应用前景,今后开发研制富硒食品的思路;关键词硒生物功能富硒食品技术1 生物硒养分的讨论历史及应用前景1817 年瑞典化学家J J Berzelius 从工业用的硫磺中分别并发觉硒这种新化学元素之后的一百年时间内,硒主要用在与光敏反应有关的印染工业和半导体工业中,并最早被作为环境毒素(致癌物质)和重要的污染元素;1880 年 C.A. Cameron,
2、和 1884 年 W.Knop 领先探讨了硒作为与硫相像的化学元素对植物生长的作用;本世纪20 岁月一些学者讨论,确定了凡种硒化合物对高等植物中毒效应; 1934 年 W.C.Robinson 证明白美国中西部的牛、羊“碱毒病”和“盲目螨珊症”是由于在大草原地区摄食了含硒的植物引起的动物硒中毒;1934 年 O;A Beah 等在怀俄明州的高硒土壤上进行的一项植被调查中发觉一些高硒或耐高硒的植物种,并称之为聚硒植物( selenium-accumulators ; 1938 1939 年, s.F.Trelease等在温室盆栽条件下证明黄芪属聚硒植物的生长需要硒供应,而非聚硒植物在同样的条件下
3、就产生硒中毒;A ;Shrift 虽然也临时支持这种观点,但指出Trelease等试验中的证据不足; 1954 年,微生物学家 J Pinsent 最早发觉硒对大肠杆菌等微生物所必需;特别是1957 年,美籍瑞士科学家K. schwartz 及其同事发觉动物缺硒会导致大鼠肝坏死和家畜肌养分不良症之后,对植物硒的讨论从早期主要讨论其毒性转为讨论其养分作用;1966 1972 年, T.C.Broyer 等试图用传统的纯化养分液水培方法解决植物硒的必要性问题,但没能获得胜利;同时他们指出,在Treease等试验所用的基质中含有对植物中毒水平的磷,认为在低磷情形下植物既无缺硒症状显现,亦不含有产量上
4、的效应;接着他们推测,假如硒为聚硒植物所必需,那么硒在植物中的临界浓度确定小于0.080ug;而假如硒为非聚硒植物所必需,那么植物缺硒的临界水平应低于0.020ug1 ;从今,普遍认为,讨论植物硒只是为了满意饲养动物的需要,而植物本身并不需要硒;但是在Broyer 等试验中并没有排除空气中的微量硒;后来的讨论说明,植物叶片能从大气中吸取硒化物并进入代谢,仍可以将硒反向运转到根部;60 岁月至 70 岁月中期以后,随着硒对微生物体内几种酶活性,特别对动物和人体内谷胱甘肽过氧化物酶 GSH-P 活性必需性的逐步发觉和证明,提示了可以用植物酶学和非酶蛋白质组分等方法来讨论高等植物硒养分的必需性问题,
5、如在高等植物代谢;次生代谢和环境协迫的过程中会产生大量的活性氧等游离自由基;这些自由基在理论上可被诸如超氧化物歧化酶( SoD);过氧化氢酶( CAT )等氧化酶系统所清除,亦可为含硒的谷胱甘肽过氧化物酶(GsH-px ) 清除;假如能够证明植物体内的确存在且不行缺这种对硒表现生理专一性的GSH-px ,那么就可以进一步建立硒在植物体内的生物抗氧化机制;实际上,1962 1971 年, B.Neuber 和 L.Flo-he 等已接近于证明植物体内存在这种酶,但是1979 年, Jsmith 和 A.Shift 试图在植物中测定这种酶的活性时,遭到失败;直到1985 年, A.Drotar 等
6、在植物组织细胞中检测到了GSH-px 和活性,从而开创了证明高等植物硒养分必需性的新途径;1983 年, J.W Anderson 和 A.C. Scarf指出硒可能是植物体内运转核糖核酸(RNA )必要组成,供应了证明硒是植物必需元素的另一非经典途径; 80 岁月以来,随着环境低硒带的发觉和我国通过人体补硒防治克山病和大骨节病的讨论获得了突破性进展之后,环境和食物链中的硒与人体疾病和健康的关系讨论受到了空前重 视;其中,硒的免疫机制和生物抗氧化作用,特别是与癌症和衰老有关的生物自由基理沦,成为揭示和讨论硒对生物生理必需性的新起点;纵观国内硒的讨论,我国近年来不论对硒的生物学功能,仍是硒的生物
7、学转化技术方面都取得了很大的进展,这可以从下面二个方面可以看出:一是中国预防医学科学院养分与食品卫生研欢迎下载精品学习资源究所的杨兴析教授八年硒讨论成果的几个重要参数被FAO WHO IAEA个国际组织所采纳;这几个参数为( 1)硒的最低需要量(以预防克山病发生为界限):17ug日(全血硒约0 05ug/ml )( 2 );硒的生理需要量(以硒的生物活性形式GsH 一 pX 在血浆中达到恒定饱和为正常生理功能指标):40ug/ 日(全血硒约 0.1ug/ml );( 3)硒的界限中毒量(指甲变形):800ug/日(全血硒约);由此建议举荐膳食硒供给量范畴为每日50 一 250ug全血硒约 0.
8、1ug/ml-0 4ug/ml ;膳食硒最高安全摄入量为每400ug全血硒约达 06ug/ml );二是,1993 年 5 月在济南举办了硒在生物和医学中的讨论和进展国际学术研讨会之后,1996 年又在北京举办了第六届同主题的国际学术研讨会,这说明白中国硒讨论领域在国际上有了重要影响,并有很高的位置;从硒在生物和医学中的应用和进展国际学术研讨会上看,国内外专家报告了硒讨论的最新进展,内容丰富,令人激励;Arthur博士具体阐述了硒对甲状腺激素代谢的影响;硒缺乏使机体IDI活性下降;缺碘同时缺硒比单纯缺碘使甲状腺机能处于更低状态;硒缺乏仍能间接使垂体和大脑中二型脱碘酶( ID2 ,不含硒)活力降
9、低,使T3 下降,并引起生长激素分泌削减,因此,缺硒对机体能产生多方面的影响;关于硒的生物利用率的讨论说明,不同形式、不同来源的硒化物在不同机体中代谢途径是不完全相同的,用不同的评判和监测硒生物利用率的方法所测得的生物利用率数 据差别较大,说明硒在机体中代谢是很复杂的;因此,选用衡量硒养分状态的指标,要依据不同的目的和要求来打算;从养分角度讲,提高膳食中硒的摄人量是最抱负的方法,既可维护机体中硒的生物功能,又可使机体中有肯定储备;硒化物预防肿瘤试验讨论方面已有很多资料;最近仍合成一种新的低毒高效硒化氢P-XSC (二甲基硒化氧,Xylenese1enocyanate),同时一些学者对富硒食物的
10、抗癌作用也产生了极大爱好;国内专家报告内容也特别丰富;在硒预防克山病取得成效及制订出人群硒的最低需要量;生理需要量和最高安全剂量后,对硒的生物学功用及机理也进行了很多讨论,用镧探针电镜技术证明,硒能爱护体外培育的缺氧缺血心肌细胞结构和功能的完整性;硒作为活性氧自由基清除剂和催化剂的讨论说明,硒化合物能清除脂质过氧自由基和 羟自由基,从而爱护细胞膜功能及预防细胞的坏死和突变;硒与胰腺功能关系的讨论证明,缺硒动物补硒后,血清及胰腺组织胰岛素水平上升,说明硒能影响胰岛素的合成和分泌;会议的另一个特点是报告了较多硒及其制品在临床上的应用;继克山病和大骨节病的讨论之后,硒对肿瘤作用的讨论有不少报道;硒可
11、影响癌细胞基因的表达和调控,在癌症高发区采纳硒干预获得良好的防癌成效;流行病学调查结果说明血硒水平与胃癌、食管癌的死亡率呈负相关;硒作为治疗癌症的佐剂,可减轻顺铂(DDP )对肾的毒性,补硒使采纳DDP 治疗的癌症患者尿或血中 微球蛋白下降50以上;硒通过对外体活化的抑制,使危重型出血热患者的死亡率下降到对比组的 36;妊娠高血压综合症患者补硒后在降低血压、清除水肿以及预防尿蛋白等方面均起到良好的作用;总之,硒的临床应用讨论有着宽阔的前景;专家们指出了今后硒讨论 的方向;硒在人体内的活性物质的生物学功能仍有待进一步深化讨论;不同形式硒化物在体内的代谢仍有很多不清晰的问题有待明白;硒与其他养分素
12、如碘、维生素C、某些氨基酸等关系方面的讨论不论从基础理论或实际应用都很有价值;在临床应用中第一要重视应用剂量问题,硒 作为一种人体必需微量元素,缺乏和过量都会对健康产生不良作用,所以,临床应用中的相宜剂量问题是一个特别重要的问题;自然富硒食品对保健作用的讨论也有着宽阔的前景;期望在今 后硒的基础讨论和临床应用中,加强多学科的亲密合作,争取作出更多的成果,以造福于人民;从国内外有关硒的学术研讨会来看,目前大家在以下几个方面取得了一样;第一硒是人体必需的微量元素之一,硒在人体内发挥着重要的生物功能,缺硒会导致人体某些功能的丢失及人 体对外界适应才能的减弱;其次,硒在抗肿瘤、提高机体免疫力、抗衰老和
13、心血管疾病,防止克山病和骨节病诸方面,从机理上已讨论的比较清晰;第三,近年来硒保健食品进展很快,特别国内市场上显现了很多硒方面的保健食品,但是做为富硒食品目前尚缺乏标准,市场上不同产品之间相 差十几倍甚至几十倍,应尽快制定出相关标准;第四,尽管硒是人体必需的微量元素,但摄入过欢迎下载精品学习资源量,特别是无机硒对人体的毒性是很大的,利用生物体富硒生产富硒保健食品是一种安全高效的生产途径;2 硒在生物体内的分布及其形状讨论2 1 徽生物中的硒硒至少对某些微生物是必需的,微生物从四周介质中提取高价态的硒,并将其仍原为元素硒 或负二价化合物;如大肠杆菌中的甲酸脱氢酶和梭菌甘氨酸仍原酶均依靠硒代半胱氨
14、酸参加催化反应;从大肠杆菌中提取到含T RNA 以及后来发觉的甲酸脱氢酶基因表达中硒代半胱氨酸特殊的 uGA 密码子更确认了硒的必要性;到目前为止,至少五种原核生物的硒酶已表述过;甘氨酸仍原酶、甲酸脱氢酶、氢化酶、尼克酸氢化酶和黄嘌吟脱氢酶;2 2 硒在桓物中的分布及其形状对硒在植物中部分的分布情形已经有了较深化明白,一般农作物不同部分硒含量分布规律为:粮茎果实;75Se 在小麦各器官中分布大小次序为:籽粒叶片根粒壳叶鞘茎叶,地上部分有 59 -63贮存于籽粒中,其中68 -72贮存于面粉中;对硒在组织中的分布讨论发觉,硒在子实体包被、外壳、盾片中的分布最高;其次是胚根(根原体、根冠和胚根鞘、
15、微管束原、胚叶和胚芽鞘;最少的是淀粉胚乳);硒在植物各化学组分问的分布也积存了一些数据;Yasamoto 用分步提取法讨论了同位素硒11 蛋白、 7s 蛋白、乳清蛋白间的分布,发觉硒在乳清蛋白中单位质量浓度最高,而7s 蛋白中硒所占百分比最大(0 58ug Se g 蛋白,占总硒的 1904),而在余下两者中较少(036ug Se/g 蛋白, 24 62和 0.35ug Se/g 蛋白, 56.34) Sathe用类似的方法讨论了富硫大豆中的硒分布,结果与前者相像;对硒在植物亚组织中的分布情形 尚未见到讨论报道,但信任随着讨论和深化,将有讨论者进行到这一领域;植物中的硒有多种形态,主要是有机硒
16、和元机态硒,也仍存在少量的单质硒和挥发性硒形式;单质硒、挥发性硒、硒酸盐、硒代氨基酸、硒多糖、硒蛋白,Se-trna 在植物中存在已有报道,它不仅存在于聚硒植物,而且也存在于非聚硒植物;2. 3 硒在动物或人体体中分布及形状硒在动物体组织中的分布视硒摄入水平而异,与所摄入硒的化学形式关系不大,不同形式的硒化合物进入血液的速度不同,一旦吸取,在机体内的去向就基本相同;对硒在动物组织器官中分布,吸取的不同外源性硒化合物均能快速地分布到各组织脏器中,但是由于各组织中硒的代谢半衰期不同,随着时间的变化硒分布情形也将发生明显变化;动物肾(特别是肾皮质)、肝、胰腺、垂体及毛发含硒量较高,肌肉、骨骼和血液相
17、对较低,脂肪组织就最低;在不同组织中,硒在细胞 内分布也不同;在动物亚细胞水平,硒趋向于在线粒体、内质网和胞液中富集;在讨论硒的分布问题上,很多学者谈到了硒贮存库,Janghorbani 等曾报告和归纳了硒贮存库模式,夏奕明等进一步对此进行了说明,认为机体内有二个硒贮存库,库2 的硒只有 Se-Met,库 1 就含除 Se-Met之外的名括无机硒, Secys,Se-P,GPx及其代谢产物等;红细胞和脑组织是体内硒的一个调剂性贮存库,具有贮存过剩硒的功能;3 硒的主物功能3. 1 硒的生物化学有关硒生化特性的讨论目前已有很多重要的成果;罗特拉克(Rotruck 等, 1973)明确硒生化功能与
18、谷胱甘肽过氧化物酶(GsHPX 的活性有关,它是一种含硒的酶,GSHPx 催化谷胱甘肽( GsH)参加的过氧化反应,清除细胞呼吸代谢如氧化磷酸化反应、黄膘吟氧化酶系统、烃化反应、金属离子催化的氧与H2O2 反应等产生的羟自由基和过氧化物,从而使细胞能维护正常的理生化功能;其它含硒的酶有甲酸脱氢酶、甘氨酸仍原酶;硒仍影响其它很多酶的活性;如缺硒能引起人红细胞膜的Na+rxlk+ - ATP酶的活力降低,大鼠肝脏苹果酸脱氢酶、 -磷酸甘油脱氢酶、血浆肌酸激酶和丙酮酸激酶活性会上升,而大鼠和牛的碱性磷酸活性降低;肝肾组织中的谷胱甘肽硫转移酶活性上升;严峻缺硒时,就血红素加氧酶、细胞色素P450 烃过
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