一、硒元素的性質(zhì)及對(duì)生物的作用
硒和碲、硫?qū)儆谕粋(gè)“家族”的元素,它們的性質(zhì)也很相似。但硒元素在地殼中的含量遠(yuǎn)沒(méi)有硫那么多,而且總是暗藏在硫化礦中,因其性質(zhì)與硫極為相似,所以一直未能引起人們的注意。硒的發(fā)現(xiàn)是在瑞典首都斯德哥爾摩的一個(gè)小礦鎮(zhèn)上,該小礦鎮(zhèn)富有黃鐵礦,為很多硫酸廠提供原料。在用這里的黃鐵礦制造硫酸時(shí),總是有一種紅色的粉末沉積出來(lái),但沒(méi)人注意研究它。甚至有人認(rèn)為這種紅色粉末中含有有毒物質(zhì)砷,以至于該小鎮(zhèn)開采出來(lái)的黃鐵礦成了不受歡迎的原料。1818年,貝采尼烏斯和甘恩注意到了這一現(xiàn)象,開始研究這種紅色粉末。經(jīng)過(guò)研究,他們認(rèn)為這種紅色粉末含有一種可燃性單質(zhì),由于它的性質(zhì)與碲極為相似,便為它起名為硒,拉丁文的意思是“月亮”(碲的拉丁文意為“地球”)硒是一種在地殼中含量較少的非金屬元素,最初僅被用作玻璃的脫色劑。我們常用的玻璃中含有雜質(zhì),因而會(huì)帶有顏色;如果在玻璃中加入微量的硒,就能使玻璃變得無(wú)色透明。另外,如果在玻璃中加入過(guò)量的硒還可以制成瑰麗的紅寶石玻璃。在硒元素被發(fā)現(xiàn)后的100多年中,它僅被人們應(yīng)用于玻璃制造業(yè),并一直將其看成是有毒的元素。它長(zhǎng)時(shí)間默默無(wú)聞并被人們所誤解。
1、硒對(duì)人體健康的作用與意義
1935年,我國(guó)黑龍江省的克山縣,一種以心肌病變主要表現(xiàn)的急病暴發(fā)流行,造成很多人死亡,因其病因不明,故叫“克山病”。有人預(yù)測(cè),克山病可能與某種化學(xué)元素有關(guān)。中國(guó)科學(xué)院地理研究所等單位的科學(xué)家經(jīng)過(guò)大量研究調(diào)查后發(fā)現(xiàn),克山病的發(fā)病與環(huán)境中的微量元素硒含量過(guò)低有直接關(guān)系。從此之后,人們改變了對(duì)硒的看法,也加深了對(duì)硒的認(rèn)識(shí),并對(duì)它開展廣泛而深入的研究。經(jīng)過(guò)大量的研究發(fā)現(xiàn),硒是一種人體必需的微量元素,是人體的15種微量元素之一,人體缺乏硒就會(huì)得病。經(jīng)研究發(fā)現(xiàn),硒在人體中起的主要作用有如下幾方面:
第一,硒在人體中能抑制多種癌癥,具有抗癌和防癌的作用。近年來(lái),腫瘤對(duì)人類的威脅與日劇增,硒與腫瘤的關(guān)系 也得到了深入的研究。人們發(fā)現(xiàn),低硒地區(qū)的土著居民土壤和作物中含硒量越低,人體血液中的硒含量越少,癌癥的死亡率越高。據(jù)報(bào)導(dǎo),一個(gè)體重為60公斤的人,每天吸收o.8毫克的硒,就不易患癌癥。中藥黃芪中就是因?yàn)楹胸S富的硒,所以有抗癌作用。那么,硒為什么能抗癌呢?生物化學(xué)家們研究后發(fā)現(xiàn),硒是谷胱甘肽過(guò)氧化物酶的主要成分,這種酶具有抗過(guò)氧化物的作用,也能破壞自由基,并對(duì)人體氧化過(guò)程中產(chǎn)生的有毒物質(zhì)有解毒作用。而過(guò)氧化物則被認(rèn)為是誘發(fā)各種癌癥的根源。因此,土壤和食物的含硒量低的地區(qū)和國(guó)家癌癥發(fā)病率明顯高于含硒量高的地區(qū)和國(guó)家。我國(guó)也作過(guò)相應(yīng)的調(diào)查研究,結(jié)果表明:食道癌、胃癌、肝癌及子宮癌的癌癥死亡率與血硒水平呈負(fù)相關(guān)。
第二,缺硒已被認(rèn)為是發(fā)生冠心病的危險(xiǎn)因素。大量的相關(guān)資料顯示,心臟病的發(fā)病率與土壤、飲食及人體的硒水平呈明顯的負(fù)相關(guān)。流行病學(xué)研究與大量的動(dòng)物實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,缺硒與冠心病、動(dòng)脈硬化及高血壓等心血管疾病關(guān)系密切。動(dòng)物實(shí)驗(yàn)表明,硒有利于將血壓維持在正常水平,并對(duì)多種原因引起的高血壓有調(diào)節(jié)作用。有專家研究得出;區(qū)域性的心血管系統(tǒng)的疾病死亡率與當(dāng)?shù)丨h(huán)境硒水平呈負(fù)相關(guān);急性心肌梗塞病人的血小板與血漿硒濃度均明顯低于正常對(duì)照組。
第三,硒還具有抗衰老的作用,硒是人長(zhǎng)壽所必須的微量元素之一。研究發(fā)現(xiàn),我國(guó)湖北有一個(gè)百歲老人聚集的長(zhǎng)壽地區(qū),那里的土壤和水中富含硒。據(jù)說(shuō)當(dāng)?shù)厝瞬粌H健康長(zhǎng)壽的特別多,而且姑娘們不用任何化妝晶,卻長(zhǎng)得非常漂亮,F(xiàn)代醫(yī)學(xué)研究表明,谷胱甘肽過(guò)氧化酶廣泛存在于哺乳動(dòng)物的紅細(xì)胞、肝、肺、心、腎、腦及其他組織中,它催化還原谷胱甘肽還原體內(nèi)的過(guò)氧化物,從而保護(hù)人體內(nèi)的細(xì)胞膜免受過(guò)氧化物引起的氧化損壞。從而起到抗衰考和護(hù)容顏的作用。
第四,硒還能有效地提高機(jī)體的免疫力,最近研究發(fā)現(xiàn),愛(ài)滋病人往往處于低硒狀態(tài),病人的一種常見病癥就是體內(nèi)硒元素的損耗。因而,低硒被認(rèn)為是愛(ài)滋病發(fā)病的結(jié)果。由于愛(ài)滋病對(duì)人類的威脅極大,利用硒來(lái)提高愛(ài)滋病人的免疫力研究已經(jīng)開展。
硒對(duì)人體健康的作用除上述四個(gè)方面之外,最新的研究結(jié)果表明,人體缺乏硒會(huì)發(fā)生大骨節(jié)病。飲食中缺乏硒是大骨節(jié)病發(fā)病的重要條件。對(duì)該病發(fā)病區(qū)的居民膳食中補(bǔ)充硒是目前防治大骨節(jié)病的主要手段之一。又經(jīng)研究發(fā)現(xiàn),人的眼中硒的含量很高。硒具有保護(hù)視覺(jué)器官健全及提高視覺(jué)敏銳度的功能。人體一旦缺硒,則會(huì)導(dǎo)致白內(nèi)障,好發(fā)性近視等眼疾的發(fā)生。
必須說(shuō)明幾點(diǎn):①硒是人體必需的微量元素之一,人體對(duì)硒的需求量雖然極低,但不能缺少。人體對(duì)碩的需求量美國(guó)的推薦標(biāo)準(zhǔn)為:男人和女人每天的攝入量分別為70微克和55微克(1微克等于百萬(wàn)分之一克)i兒童的攝入量應(yīng)根據(jù)體重按比例減少。我國(guó)營(yíng)養(yǎng)學(xué)會(huì)推薦的每人海日對(duì)硒的攝取量為50微克。②我國(guó)有7踹的地區(qū)土壤中缺硒,人的食物和動(dòng)物的飼料中硒的豐缺標(biāo)準(zhǔn)為:小于0.03ppm(ppm為濃度指標(biāo),意為百萬(wàn)分之幾)為缺乏;0.03—0.40ppm?為生理需求量;0.4—3.0ppm為引起病理作用的量;0.3—20ppm為出現(xiàn)臨床病理癥狀的量;大于20ppm為致死量。硒在人體中的最佳濃度為一億分之四至千萬(wàn)分之一之間,只有保持這個(gè)濃度才會(huì)對(duì)人體有益。如果人體內(nèi)含硒量超過(guò)百萬(wàn)分之四,則會(huì)發(fā)生硒中毒。會(huì)引發(fā)神經(jīng)系統(tǒng)和消化系統(tǒng)的疾病。③所有的無(wú)機(jī)硒化合物對(duì)人和動(dòng)物都是劇毒的,如硒酸鈉(Na2Se04),亞硒酸鈉(Na2Se03)等。這類藥劑不能添加到人類和動(dòng)物食品和飼料中,只能作為缺硒病人的藥物用。所有的有機(jī)硒化臺(tái)物也是有毒的,但在飼料和食品中的含量在生理需求量的范圍內(nèi)。人們絕不能擅自服用硒制品,只能從正常的食物中獲得。
2、硒與植物的關(guān)系
(1)、植物對(duì)硒的吸收和運(yùn)輸;
不同植物吸收硒的能力不同,而且同一植物的不同部位吸收硒的能力也不盡相同.一般植物的正常含硒量很小,約為0.05—1.5llg/g(1lg代表微克,1微克等于百萬(wàn)分之一克,g代表克),而富硒植物含硒量則可高達(dá)數(shù)干ug/ee眾多研究發(fā)現(xiàn),十字花科、百合科和豆科植物吸收硒的能力大于菊科、禾本科和傘形花科的植物。一般而言,植物葉片的硒含量從大到小依次為喬木、灌木、草本。
(2)、硒與植物的生長(zhǎng)發(fā)育
早期的研究表明,極少量的硒就能刺激硒積聚植物的生長(zhǎng),而強(qiáng)烈地抑制硒非積聚植物的生長(zhǎng)。在較高濃度下,大部分植物出現(xiàn)硒中毒癥狀,其生長(zhǎng)和生理活動(dòng)受到抑制,草類表現(xiàn)為葉片白綠病,根組織呈粉紅色:其它植物則表現(xiàn)出生長(zhǎng)障礙,黃綠病和葉脈粉紅色或葉面暗綠色;濃度更高時(shí)作物呈白色,發(fā)生缺綠病和早熟死亡。研究還發(fā)現(xiàn),番茄苗加硒培養(yǎng)1周后,3ppn與5ppm濃度硒處理的植株出現(xiàn)硒中毒癥狀,表現(xiàn)根系細(xì)長(zhǎng)、根冠黑褐色并腐爛,莖桿纖細(xì),葉片及頂端嫩葉缺綠。
(3)、硒與植物的抗氧化作用
需氧生物在機(jī)體代謝的過(guò)程中會(huì)產(chǎn)生具有很強(qiáng)氧化能力的活性氧和自由基,活性氧和自由基的產(chǎn)生與清除受保護(hù)酶類和小分子抗氧化劑這兩類物質(zhì)的調(diào)控,硒可通過(guò)酶促系統(tǒng)和非酶系統(tǒng)兩種機(jī)制發(fā)揮抗氧化功能,從而起到增強(qiáng)植物抗性的作用。
(4)、硒與其它元素的關(guān)系
經(jīng)研究發(fā)現(xiàn):加磷能使植物吸收和積累更多的硒;增加硒索營(yíng)養(yǎng)會(huì)促進(jìn)整個(gè)植株對(duì)氮的吸收;硒和重金屬元素之間多表現(xiàn)為頡頏關(guān)系。硒能清除汞等重金屬的毒性。
二、富硒食品的發(fā)展形狀與趨勢(shì)
硒對(duì)人體健康具有非常重要的生理作用,科技界對(duì)硒的研究也不斷地深入。除了嚴(yán)重缺硒的病人可服用硒制劑之外,正常人須從飲食中攝取硒,也就是從食物中獲得有機(jī)態(tài)的硒。硒在地球表面的分布很不平衡,世界上約有近50個(gè)國(guó)家和地區(qū)缺硒,而我國(guó)則有70%以上的地區(qū),約1億人口缺硒,且有不少大城市人口的飲食處于低硒狀態(tài)。因此,盧良恕、李報(bào)聲等院士呼吁:“加強(qiáng)富硒農(nóng)產(chǎn)品的開發(fā),通過(guò)普通作物將硒有機(jī)化,建立日常食物攝取的人類硒營(yíng)養(yǎng)模式,加強(qiáng)富硒食品生產(chǎn),增強(qiáng)人民體質(zhì),保護(hù)人民健康”,F(xiàn)已開發(fā)的富硒食品有如下幾類:①富硒食用菌。通過(guò)在生產(chǎn)過(guò)程中人工加硒生產(chǎn)出了比普通香菇含硒量高2“倍的富硒香菇(其含硒過(guò)高,可能會(huì)對(duì)人體有毒),后經(jīng)研究培育出含硒量為1mg/K8的鮮香菇。此外還培育出了富硒的金針菇、平菇、靈芝等。②富硒藻類:經(jīng)人工種植的富硒藻類主要有螺旋藻和小球藻。⑧富硒酵母菌。④富硒茶葉。⑤富硒蔬菜。經(jīng)研究已培養(yǎng)出富硒豆芽、毛豆、大白菜等。⑥富硒大米。據(jù)專家研究,利用每畝1瓶硒肥對(duì)水稻進(jìn)行葉面噴施,大米的含硒量能顯著提高。⑦富硒水果。生產(chǎn)富硒水果僅在蘋果和板栗上有報(bào)導(dǎo)。但據(jù)本人所知,桃源縣果樹聯(lián)合會(huì)、桃花源果樹研究所與中國(guó)科學(xué)院桃源農(nóng)業(yè)生態(tài)實(shí)驗(yàn)站近些年開展了富硒柑橘的研究,已取得了可喜的階段性研究成果,并研制開發(fā)出了柑橘“富硒增甜素”產(chǎn)品。
正常人需從食物中獲得有機(jī)態(tài)硒,人類的食物組成無(wú)非是兩類,即植物性食品和動(dòng)物性食品。目前富硒食品的研究和開發(fā)在我國(guó)還處于起步階段,還有絕大多數(shù)的食品未開展富硒化生產(chǎn)與開發(fā)。我國(guó)缺硒的地區(qū)面積大、人數(shù)多,富硒食物的開發(fā)是保護(hù)人民健康,增強(qiáng)人民體質(zhì)的大事。我國(guó)的科學(xué)界、各級(jí)政府領(lǐng)導(dǎo)及廣大人民群眾都極為關(guān)注富硒食品開發(fā)的事。富硒食品的研究和開發(fā)方興未艾,正處于蓬勃發(fā)展階段:富硒食品的市場(chǎng)需求量大,市場(chǎng)前景是極為廣闊的。