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文檔簡介
1、4性肺炎的病理變化觀察,結(jié)論證明:富硒螺旋藻對照射大鼠所致放射性肺炎有防治效果;揚(yáng)文婕、陸敏毅等用普通大蒜和富硒大蒜抑制人體癌細(xì)胞作用對比研究表明:大蒜含有抑癌成分,其分解產(chǎn)物具有抑制和殺傷癌細(xì)胞的能力,富硒大蒜可強(qiáng)化大蒜抑制人體白血病、胃癌、肝癌、卵巢癌、口腔癌的作用 . 還有多種富硒制品,如富硒茶、富硒煙、富硒飲料、富硒飼料、富硒玉米、富硒中草藥、富硒絞股藍(lán)等,對人體具有多種生物功能. 但長期以來,由于研究力量的薄弱,特別受硒的“恐毒癥”的影響,我國在植物硒開發(fā)與研究方面處于起步階段,目前還沒有分離出一種純化的有機(jī)硒產(chǎn)品. 已經(jīng)證明植物在硒的生態(tài)鏈中可以更有效地將無機(jī)硒轉(zhuǎn)化為有機(jī)硒,而人和
2、動物對有機(jī)硒的吸收與利用遠(yuǎn)大于無機(jī)硒,可見富硒植物的開發(fā)潛力巨大.1 植物在自然界硒循環(huán)轉(zhuǎn)化中的作用1.1 自然界硒循環(huán)生態(tài)鏈地殼中的硒是自然環(huán)境中的最初硒源,巖石、土壤、水、大氣中都含有一定的硒,土壤硒來自母巖,巖石中的硒經(jīng)風(fēng)化、物理、化學(xué)和微生物系列作用變成一些氧化物,經(jīng)雨淋沖刷到土壤中,火山運(yùn)動、工業(yè)廢氣排放和其他人類活動,使硒進(jìn)入大氣和水中,進(jìn)入環(huán)境中的硒經(jīng)生物轉(zhuǎn)化、傳遞過程,構(gòu)成自然界硒循環(huán)生態(tài)鏈,土壤硒是植物硒的直接來源.1.2 植物在自然界硒循環(huán)的地位植物是硒生態(tài)鏈不可缺少的關(guān)鍵環(huán)節(jié),動物攝入硒直接來源于植物,人體獲得硒直接或間接來自于植物 . 因此人體硒水平主要決定于植物或動物
3、性食物的含硒量,且人體對來自于食用性植物的硒比來自于動物中硒具有更高生物效價. 植物吸收無機(jī)硒或低分子的有機(jī)硒,轉(zhuǎn)化為有機(jī)態(tài)硒,為人類提供高生物利用度的有機(jī)硒源,植物是天然有機(jī)硒合成的生化工廠. 由此可見,植物不僅在自然界硒生態(tài)鏈轉(zhuǎn)化中占據(jù)重要地位,收稿日期:2002-02-25.2 植物對硒的吸收與代謝2.l植物對硒的吸收硒以硒酸鹽、亞硒酸鹽或有機(jī)硒的形式被植物吸收,植物的根和葉都具有一定的吸收能力,吸收硒的主要形態(tài)是Se4+和 Se6+兩種價態(tài), Se6+的被吸收需要能量, Se4+的被吸收為主動吸收過程.植物對硒的富集吸收能力差別較大,常分為硒積聚植物(常超過l000! 和次生硒積聚植物
4、(含硒幾百微克 / 克)和非硒積聚 g/g )2植物,硒積聚植物是高硒地區(qū)的象征,因此一些植物常被稱為“硒指示植物”十字花科植物油 . 在農(nóng)作物中,菜對硒的積聚能力最強(qiáng);其次為豆科,谷類最低,谷類中小麥對硒的積聚最多,在中藥材中,黃芪是富硒較多的植物.2.2 影響植物吸收硒的因素土壤類型硒的存在形態(tài)及含量等都會影響植物對硒的吸收. 酸性土壤中,硒常以難溶解的堿式亞硒酸鐵存在,不易被植物吸收利用. 堿性土壤中,硒可氧化成硒酸根離子而成水溶性,容易被植物吸收利用,淋溶作用可使土壤中硒大部分損失掉,植物含硒量因此而受影響. 硒的存在形式不同,被植物吸收利用的程度也不同,單質(zhì)硒不易被植物所吸收,植物主
5、要吸收硒的化合物,硒酸鹽比亞硒酸鹽更容易被吸收 . 由于硒與硫的相似性,土壤中的硫含量升高會降低植物對硒的吸收.2.3 植物硒的代謝硒以硒酸鹽、亞硒酸鹽和有機(jī)硒被植物吸收以后,以怎樣的方式代謝,如何存在于植物體內(nèi),是幾十年來人們一直研究的問題. 大多認(rèn)為硒在生物體內(nèi)代謝基本沿著硫代謝的途徑進(jìn)行,非積聚硒植物中,硒大都以硒代氨基酸的形式結(jié)合于植物蛋白質(zhì). 硒積聚植物即使大量地吸收硒也能生長,可以認(rèn)為這類植物具有很高的解毒功能,這類植物可以防止硒原子無序地進(jìn)入蛋白質(zhì)和核酸,或即使進(jìn)入也具備自身修復(fù)的功能,硒積聚植物可能由于不讓硒結(jié)合于蛋白質(zhì)而具備解毒能力,而非硒積聚植物更易于將硒結(jié)合入蛋白質(zhì). 植
6、物體內(nèi)除了硒蛋白質(zhì)外還存在硒核酸、硒多糖等,小麥和其它谷類中存在硒代蛋氨酸(Se-Met),已被證實,但沒有硒代半胱氨酸、硒代胱氨酸、硒代同型胱氨酸存在的報道 . 也有研究表明,硒可轉(zhuǎn)化為揮發(fā)性的硒化合物.5根據(jù)生長于富硒土壤的紫云英屬(Astragaiw )硒積聚植物放出類似大蒜的氣味,認(rèn)為這些植物放出了 Lewis某種形式的揮發(fā)性硒化合物,并且揮發(fā)性硒化合物的產(chǎn)生量與培養(yǎng)基中的硒化合物的形式有關(guān).楊銘、王衛(wèi) 6真分別從高硒大蒜中分離出含硒蛋白和含有硒的多糖組分.3 硒在植物體內(nèi)的生理生化作用3.l硒是高等植物生長必需的營養(yǎng)元素黃開勛等采用 753e 示蹤技術(shù)從大麥苗中檢測到含硒轉(zhuǎn)運(yùn)核糖核酸
7、的存在,并發(fā)現(xiàn)水培養(yǎng)基中硒對含硒7轉(zhuǎn)運(yùn)核糖核酸中硒有明顯的影響,但當(dāng)培養(yǎng)基中硒增到一定的程度時,即出現(xiàn)飽和現(xiàn)象.吳永堯等將水稻用土培與水培相結(jié)合的方法補(bǔ)硒栽培,通過系列生理生化指標(biāo)分析,證明硒是水稻生長發(fā)育必需的微量元素 .3.2 抗氧化作用8薛泰麟以禾本科的小麥、玉米、豆科的大豆和十字花科的油菜為研究對象,發(fā)現(xiàn)硒在高等植物中具有7抗氧化作用,且證明硒的抗氧化作用主要是通過谷胱甘肽過氧化物酶的機(jī)制實現(xiàn). 吳永堯等水稻培養(yǎng)液加硒研究證實,一定濃度的硒使02- 的生成速率,脂質(zhì)過氧化產(chǎn)物丙二醛的量,自由基的產(chǎn)生量三項反應(yīng)氧化和過氧化的指標(biāo)均隨硒濃度升高而降低,說明硒發(fā)揮了抗氧化作用,并用ESR法進(jìn)
8、一步證實硒能清除植物體內(nèi)的自由基.3.3 拮抗重金屬硒能拮抗重金屬的毒性己早有報道,主要是通過與重金屬結(jié)合成難溶復(fù)合物,使其不能被吸收而排出體外,抵御環(huán)境污染對植物造成的危害.3.4 抵御逆境,增強(qiáng)植物抗性水稻、小麥等多種作物易受干旱、低溫、病害侵染等多種逆境傷害已有許多研究工作,發(fā)現(xiàn)逆境傷害的共同機(jī)制之一是伴隨自由基生成量的增加,而硒被譽(yù)為自由基垃圾的“清道夫”,是過量自由基的直接清除劑,60 湖北民族學(xué)院學(xué)報(自然科學(xué)版)第20 卷9通過生物抗氧化作用提高植物免疫機(jī)制,增強(qiáng)植物對病蟲害和各種逆境的抵抗力. 吳永堯等在水稻補(bǔ)硒培養(yǎng)中,進(jìn)行紫外輻射損傷試驗證明,硒具有良好的保護(hù)損傷的作用.3.
9、5 參與植物的新陳代謝10硒能部分取代巰基中的硫,以硒代氨基酸形式參與蛋白質(zhì)的合成,方興漢等對茶樹補(bǔ)硒施肥研究結(jié)果表明,硒能促進(jìn)碳素同化產(chǎn)物向根系運(yùn)轉(zhuǎn),促進(jìn)根系貯藏多糖、結(jié)構(gòu)多糖、結(jié)構(gòu)蛋白等物質(zhì)合成與積累 . 羅11盛國等在大豆試驗中觀察到硒硫配合施用能顯著提高大豆含氨基酸的質(zhì)量分?jǐn)?shù),低硒區(qū)補(bǔ)硒種植馬鈴薯的結(jié)果表明,增施硒肥能提高馬鈴薯中蛋白質(zhì)和氨基酸的量.3.6 硒對植物生長發(fā)育的影響不同濃度的硒對植物生長發(fā)育的影響近20 年來研究較多,不僅包括硒聚積植物也包括非硒積聚植物 .12水稻:周文美等用不同濃度的亞硒酸鈉溶液處理稻種,觀察到適量硒(0.11.0! 可促進(jìn)水稻的 g/g )生長 .1
10、.0! 孕穗期的谷胱甘肽過氧化物酶活性,可g/g 亞硒酸鈉還明顯提高水稻苗期的根系活力和分蘗期、使水稻籽粒中的氮、硒明顯高于對照水稻,籽粒的空秕率大大降低,10.0!g/g亞硒酸鈉處理明顯抑制水稻苗期生長和分蘗期谷胱甘肽過氧化物酶的活性,千粒重明顯低于對照水稻,卻對水稻孕穗期谷胱甘肽過氧化物9酶活性有促進(jìn)作用 . 吳永堯等采用水培補(bǔ)硒方法研究了供硒水平對水稻生長發(fā)育的影響,結(jié)果表明: 5.生物量、千粒量、產(chǎn)量最高,外加硒濃度10.0mg/kg 對水稻全生育期無不利影響,外加硒0mg/kg 處理的水稻,濃度 20.0mg/kg 時,對水稻苗期分蘗數(shù)、株高和生物量產(chǎn)生較小影響,但隨水稻的生長,后期
11、的生長及產(chǎn)量不受影響,外加硒濃度達(dá)到30.0mg/kg ,影響水稻苗期的生長,但隨生長逐漸緩解,而并未導(dǎo)致產(chǎn)量比對照減13 14產(chǎn) . 譚周磁等報道,硒提高秧苗素質(zhì),促進(jìn)分蘗,早生快發(fā),結(jié)實率高且籽粒充實.彭克勤等研究證明硒10有利于水稻產(chǎn)量性狀的形成. 茶樹:方興漢等用亞硒酸鈉溶液處理茶樹表明,低濃度硒( 0.050.1!g/g)對茶樹生長有促進(jìn)作用,株鮮重、根鮮重、根重、著葉數(shù)、株高、分枝數(shù)及分枝總長度均比對照高,而且促進(jìn)茶苗對氮鉀吸收,促進(jìn)根系次生物質(zhì)的合成積累,抑制生長,0.51.00!g/g的硒濃度可降低茶樹苗株高,5!g/15胡秋輝研究硒對提高茶葉品質(zhì)有促進(jìn)作用. 大麥:黃開勛等以
12、大麥苗為對g 硒濃度為茶樹中毒致死劑量;象探討硒與酶活性的關(guān)系時觀察到,水培基中硒的濃度為2!g/g 時, g/0.1!有益于水培大麥苗的生長,為0.取土培大麥苗的莖和葉對蛋白質(zhì)分離,研究發(fā)現(xiàn)至少有十多種含硒蛋白質(zhì)存在. 玉米: g 時未出現(xiàn)明顯毒性,16丁嵐峰、史言等用亞硒酸鈉溶液葉面噴灑玉米,不僅提高了籽實的硒的質(zhì)量分?jǐn)?shù),并有增產(chǎn)的趨勢 . 油17菜:袁光詠等研究硒對油菜生長發(fā)育的影響證明,硒對油菜產(chǎn)量和經(jīng)濟(jì)性狀在加硒15!g/g 以內(nèi)無顯著影響,加硒 1520! 產(chǎn)量顯著降低,認(rèn)為土壤有效硒1520! 薛泰麟等水培油g/g 時, g/g 是油菜中毒的臨界點(diǎn),18當(dāng)硒高于 2.00mg/L
13、 ,則顯示中毒癥狀,且隨硒濃度的增加,毒性加劇,可促進(jìn)過氧化產(chǎn)物的生成蘇合生大19豆花期噴施富硒康能提高產(chǎn)量. 蕃茄:施和平等用蕃茄幼苗作水培試驗證實,水培液含硒量 0.05!g/g 時,20可促進(jìn)善茄生長 . 黃芪:在溫室對兩類黃芪植物(硒聚集和硒非聚集)補(bǔ)硒與生長的關(guān)系研究, Trelease 等21極少量的硒就能刺激硒聚積植物的生長,強(qiáng)烈抑制硒非積聚植物的生長.Trelease等還研究了一種黃茂屬植物在有硒和無硒不同沙培基中的長勢表明,植物可以從含硒培養(yǎng)基中獲得硒,并旺盛生長,而不含硒的培22養(yǎng)基植株生長緩慢 . 此外在煙草上補(bǔ)硒可以獲得高硒量的煙葉,且對產(chǎn)量、品質(zhì)影響不大.23硒在農(nóng)牧
14、業(yè)中的應(yīng)用,己得到世界的廣泛重視揭示硒可能是高等植物. 由于黃開勛和薛泰麟的研究, 8菜幼苗試驗,當(dāng)培養(yǎng)液硒大于1.00mg/L 時,即出現(xiàn)毒性反應(yīng) . 大豆:薛泰麟等用亞硒酸鈉處理大豆種子,的必需營養(yǎng)元素,而且在施硒量及方法、硒蛋白分離提取,硒對植物生長與發(fā)育影響等方面,在近 20 年來進(jìn)行大量的研究,取得了可喜成果.4 植物硒的利用與開發(fā)4.1 植物硒資源的利用現(xiàn)狀植物硒主要以硒蛋白、硒多糖、硒核酸及硒酶存在于植物體內(nèi),天然富硒植物來自高硒地區(qū),中國的湖北恩施和陜西紫陽是天然富硒植物的來源地,目前植物硒的利用集中在富硒食品的開發(fā)和富硒飼料的生產(chǎn)以及其他一些富硒產(chǎn)品的研制.(1)富硒食品的開
15、發(fā): " 富硒茶 . 湖北思施和陜西紫陽都盛產(chǎn)茶葉,茶葉作為一種保健飲料,有著廣闊的24,25市場前景,目前已有大批富硒茶上市,滿足消費(fèi)者需要;可以#富硒畜禽產(chǎn)品 . 通過飼喂天然富硒飼料,26獲得高硒的雞蛋、鴨蛋、皮蛋、板鴨、臘鵝腸、臘鵝腿、豬火腿、仔豬等銷往市場;$天然富硒玉乳粉 . 以富硒第 3 期張馳等:植物硒的研究進(jìn)展 61 玉米、黃豆、奶粉等為原料素賦含硒 2015P 是老少皆宜的補(bǔ)硒營養(yǎng)品; g/g 的玉米粉,富硒保健方便食品 . 以富硒原料加工而成的糕點(diǎn)、快餐粥、面條、糯米粉、玉米爽等系列產(chǎn)品,含硒均在0.31.5P 是理想的 g/g ,無色素,香精和甜味素等,含硒0
16、.02mg/L ,并富含維補(bǔ)硒食品;富硒刺梨汁. 以天然植物刺梨為主要原料,生素 C,是較好補(bǔ) Vc 和硒的保健飲料;兩種酒的硒質(zhì)富硒酒. 研制并生產(chǎn)出富硒板黨酒和富硒施南春酒,量分?jǐn)?shù)均在 0.04mg/L 左右;產(chǎn)品不僅含有富硒絞股藍(lán). 現(xiàn)已有絞股藍(lán)茶和口服液等系列產(chǎn)品投放市場,豐富的人參皂甙,還有硒、鋅、鍶、銅等人體必需的多種微量元素,具有多重保健營養(yǎng)功能;天然硒添加劑 . 產(chǎn)品以恩施天然高硒植物為原料生產(chǎn)的一種富硒蛋白,有機(jī)硒含量高達(dá)28100P同時富含蛋白質(zhì)等營g/g ,養(yǎng)物,可廣泛用于食品、醫(yī)藥、化妝品等生產(chǎn)行業(yè),用該產(chǎn)品制成膠囊,對癌癥和心血管疾病有較好的效果 .(2)加工生產(chǎn)富硒
17、飼料:選用富硒能力強(qiáng)的植物加工而成,產(chǎn)品含硒3.15P粗蛋白含量33%,可以彌 g/g ,補(bǔ)缺硒或低硒地區(qū)飼料中硒的不足.(3)富硒煙:早在 20 世紀(jì) 80 年代恩施的建始煙廠就與華中理工大學(xué)合作,研制出“珍硒”香煙,并進(jìn)行了動物試驗,結(jié)果表明,卷煙中的硒有降低煙氣中有害物質(zhì)的作用,抽吸該煙有一定的補(bǔ)硒作用,可以提高機(jī)體27的免疫能力 .(4)開發(fā)箬葉硒多糖口服液,華中理工大學(xué)化學(xué)系對恩施產(chǎn)箬葉中提取的硒多糖的化學(xué)和生物活性進(jìn)行大量研究證明,能有效地提高血液中硒的質(zhì)量分?jǐn)?shù)和GSH-Px的活性,降低脂質(zhì)過氧化物丙二醛的質(zhì)量分?jǐn)?shù),增強(qiáng)紅細(xì)胞抗H202氧化損傷的能力 . 有提高免疫力,抗衰老、體外
18、清除活性氧自由基的作用 . 并研制了箬28葉硒多糖的口服液,經(jīng)人群服用,顯示出對糖尿病、類風(fēng)濕病等許多疾病有良好的輔助治療作用 .(5)開發(fā)天然富硒礦泉水:礦泉水含硒量為0.0140.017mg/L ,含鍶 0.310.51P 還有鋅、鈣等 10 多 g/g ,種人體所需的微量元素和組分,口感好,無污染,已普遍受到消費(fèi)者的親睞. 此外還有富硒食用菌、富硒麥芽、2932 33豆芽、富硒酵母、富硒蜂蜜的產(chǎn)品報道. 富硒藥物的開發(fā)正在成為熱點(diǎn).4.2 我國植物硒資源開發(fā)的不足長期以來,科學(xué)工作者把主要精力投入到硒對人和動物的健康上,導(dǎo)致對植物硒資源研究起步晚,與國外相比差距甚大.(1)硒標(biāo)準(zhǔn)制定滯后
19、,至今已證明硒在生物醫(yī)學(xué)領(lǐng)域?qū)θ梭w的重要性,但由于長期以來對硒的“恐毒癥”,因此各國對硒產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)控制嚴(yán)格. 沒有標(biāo)準(zhǔn),產(chǎn)品難以打入國際市場,同時也使大量假冒偽劣產(chǎn)品充斥國內(nèi)市場,有人建議我國應(yīng)參照美國的含硒食品標(biāo)準(zhǔn)即營養(yǎng)水平0.050.10P 危險水平 2.0P 中毒水平 g/g ,g/g ,盡快制定我國的含硒標(biāo)準(zhǔn) .5.0P/g ,(2)植物硒資源深加工尚屬空白,植物硒產(chǎn)品具有多重生物學(xué)功能,但目前尚停留在初加工,不能將富硒生物資源中的有機(jī)硒分離純化出來,確定其功能,以便綜合開發(fā)利用.(3)硒資源利用的工業(yè)化生產(chǎn)進(jìn)展緩慢,我國目前多數(shù)研究停留在實驗室階段,補(bǔ)硒食品迄今尚無大規(guī)模的工業(yè)開發(fā).(
20、4)基礎(chǔ)理論研究力量薄弱,研究手段、方法、技術(shù)與國外相比均有一定的距離. 尤其是硒在植物體內(nèi)的中間轉(zhuǎn)化過程的研究尚未突破.4.3 植物硒資源的開發(fā)利用方向(1)加強(qiáng)植物硒資源的基礎(chǔ)研究,建立國家級和區(qū)域性的研究中心,進(jìn)行詳細(xì)普查,弄清我國硒資源的存在狀況,為硒資源全面系統(tǒng)開發(fā)打下基礎(chǔ).(2)以開發(fā)有機(jī)硒產(chǎn)品為主導(dǎo),大力篩選和培植富硒植物,通過富硒植物的轉(zhuǎn)化作用將無機(jī)硒轉(zhuǎn)化為有機(jī)硒,初步建立起硒資源開發(fā)試驗基地.(3)加強(qiáng)富硒飼料的工業(yè)化,規(guī)?;a(chǎn),以彌補(bǔ)低硒區(qū)和缺硒區(qū)畜禽飼料含量的不足,全面提高畜禽及產(chǎn)品硒含量水平.(4)依靠科技進(jìn)步,加強(qiáng)植物硒的分離純化研究,為硒資源的開發(fā)利用的產(chǎn)業(yè)化、規(guī)
21、模化奠定基礎(chǔ) . (5)國家應(yīng)加強(qiáng)硒資源保護(hù)與利用的協(xié)調(diào)工作,建立相應(yīng)法規(guī)或規(guī)章,使植物硒資源開發(fā)與利用健康有序地發(fā)展 .參考文獻(xiàn):1張亞菲,吳鳳蘭 . 硒化黃芪多糖對小鼠的抑瘤和抗氧化作用A,硒在生物醫(yī)學(xué)中的應(yīng)用及進(jìn)展,國際學(xué)術(shù)研討會論會匯編(中文)C .1996.6253. 湖北民族學(xué)院學(xué)報(自然科學(xué)版)第20 卷2蘇曉云 . 中國硒資源的開發(fā)與利用M氣象出版社, . 北京: 1994.7677.3朱茂祥,龔治芬 . 富硒螺旋藻能減輕照射大鼠所致放射性肝炎的病理變化A,硒在生物醫(yī)學(xué)中的應(yīng)用及進(jìn)展,國際學(xué)術(shù)研討會論文匯編(中文)C.1996.54.4楊文婕,陸敏毅 . 普通大蒜和富硒大蒜抑制
22、人體癌細(xì)胞作用的體外研究A,硒在生物醫(yī)學(xué)中的應(yīng)用及進(jìn)展,國際學(xué)術(shù)研討會論文匯編(中文)C.1996.5556.5 J LewisB.JohnsonCM.BroyenTc.VolatileSeleniuminHigherPlants.Plant.Soil,1974,40:107118.6王衛(wèi)真,唐家駿,彭安. 富硒大蒜含硒蛋白的分離、鑒定和生物活性研究J( 3): . 生物化學(xué)雜志, 1989.5229232.7吳永堯,羅澤民,彭振坤. 不同供硒水平對水稻生長的影響及其硒積累研究J( 3): .湖南農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)報, 1998.24116119.8薛泰麟,候少范,譚見安. 硒在高等植物體內(nèi)的抗氧化作
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