一種增加硒營養的方法研究

張 平,竇 羿,張洪立,董斯文,于愛玲,周 磊,劉麗麗

(1.天津師范大學化學與生命科學學院,天津 300387;2.天津市靜海縣農業技術推廣中心,天津 301600)

一種增加硒營養的方法研究

張 平1,竇 羿1,張洪立2,董斯文1,于愛玲1,周 磊1,劉麗麗1

(1.天津師范大學化學與生命科學學院,天津 300387;2.天津市靜海縣農業技術推廣中心,天津 301600)

為了研究一種增加硒營養的新方法,以富硒蘿卜芽苗菜飼喂昆明小鼠(KM),飼喂35 d,觀察小鼠的生理狀況,測量體重變化情況,以紫外分光光度法測定小鼠的肝臟、腎臟、血漿、紅細胞中的含硒量.當日攝硒量達到1.60μg/kgBW時,飼喂富硒蘿卜芽苗菜比飼喂蘿卜芽苗菜的小鼠體重多增加了96.12%;飼喂富硒芽苗菜比飼喂Na2SeO3的小鼠(KM)血漿中的含硒量增加了205.13%;肝臟中含硒量增加了141.12%;腎臟中含硒量增加了31.28%.富硒蘿卜芽苗菜可以促進生長發育期的小鼠體重的增加,其補硒效果明顯優于基礎飼料、蘿卜芽苗菜及Na2SeO3.以日食用富硒芽苗菜0.69 g/kgBW為最佳的促進生長發育和動物補硒的應用方案.食用富硒蘿卜芽苗菜是一種增加硒營養的有效方法.

硒;芽苗菜;富硒食品;小鼠

硒是人和哺乳動物體內必需的一種微量元素,缺硒會引起一系列的疾病,如動脈硬化及冠心病,還可損害機體免疫系統的發育和功能[1].目前,用作人體硒補充來源的主要有亞硒酸鈉片及其強化食鹽等無機藥劑,人體吸收效率低,存在一定的毒副作用[2].硒營養和藥用價值與硒源的化學形態密切相關[3—4],采用進食生物硒的方法安全有效.因此,研制含硒食物和富硒食物的意義重大.當前,市場上的富硒保健食品,如富硒酵母、茶葉、靈芝等[5]生產成本較高,市售價格也較高,難于推廣.蘿卜芽苗菜是一種低價格綠色食品,蘿卜種子經發芽、生長能把許多人體難以吸收的植物蛋白轉化為氨基酸、礦物質、

動物對硒的吸收是在十二指腸中進行.研究表明,無機硒(例如 Na2SeO3)到達小腸后,被小腸吸收,再由紅細胞攝入,同時Na2SeO3被還原成硒化物并與血漿蛋白結合后運載至肝臟;當硒源為有機硒時,經小腸吸收后由血液循環迅速轉到肝臟.經肝臟轉化為硒蛋白或直接運至機體組織并與組織中的蛋白質結合,最終以硒蛋白的形式分布于不同的組織細胞中,其中的肝、腎含量最高,肌肉、骨胳和血液含量較低[6].本研究以富硒蘿卜芽苗菜飼喂小鼠,觀察補硒效果,旨在研究一種為動物增加硒營養的新方法.

1 實驗材料與方法

1.1 實驗樣品

基礎飼料:SD2-Ⅱ飼料購自天津動物醫學科學研究所.

蘿卜芽苗菜:本實驗室自行栽培,栽培方法見文獻[7].栽培過程中不噴施Na2SeO3溶液.

富硒蘿卜芽苗菜:本實驗室自行栽培蘿卜芽苗菜,在播種2 d后,每隔4 h噴施一次100 m mol/L Na2SeO3溶液 ,每次 66.67 mL/m2,噴施 3 d,獲得富硒蘿卜芽苗菜.含硒量為2.33μg/g.

亞硒酸鈉藥片模擬樣品:無機硒,(Na2SeO3).

1.2 實驗動物

昆明小鼠 (KM),鼠齡 14 d,體重 15.32(±0.57)g,動物品系純度級別為SPF級,合格證號為scx津2005-0001,購于中國醫學科學研究院放射研究所實驗動物中心.

1.3 主要試劑

濃硫酸、濃硝酸、緩沖溶液(p H 9.18的硼砂溶液)、KI溶液、NaAc溶液、HCl、孔雀綠溶液、HClO4和Na2SeO3,以上試劑均為分析純.

1.4 主要儀器與設備

UV-2000紫外分光光度計,北京清大時代科技有限公司;FA 1004電子天平,上海天平儀器廠.

2 實驗方法

2.1 動物補硒實驗中小鼠的飼喂方法

取各實驗劑量的蘿卜芽苗菜、富硒蘿卜芽苗菜、Na2SeO3加入等量去離子水,攪拌制成勻漿和水溶液備用.

80只小鼠在實驗室以純凈水為飲用水,用基礎飼料進行適應性喂養一周.以各組小鼠的平均體重一致為原則,將小鼠分別標記為A,B,C,D,E,F,G,H組8組,每組10只,雌雄各50%,放入小室中喂養,環境條件均一致.

根據硒攝入量的國家標準 GB13105—91:硒的最高安全攝入量為400μg/d,正常人硒的攝入量為50～250μg/d.本實驗設定實驗劑量為每日攝硒10,80,160μg,正常人按50 kg體重計算,即實驗劑量設定為每日攝硒0.20,1.60,3.20μg/kgBW.依據富硒芽苗菜的含硒量為2.33μg/g,Na2SeO3的含硒量為78/173,設定A組為空白對照,飼喂基礎飼料;B組為實驗對照,飼喂基礎飼料并每日灌喂蘿卜芽苗菜勻漿,用量為蘿卜芽苗菜1.37 g/kgBW;C組飼喂基礎飼料并每日灌喂富硒蘿卜芽苗菜勻漿,用量為富硒蘿卜芽苗菜0.09 g/kgBW,攝硒量為0.20μg/kgBW;D組飼喂基礎飼料并每日灌喂富硒蘿卜芽苗菜勻漿,用量為富硒蘿卜芽苗菜0.69 g/kgBW,攝硒量為1.60μg/kg.BW;E組飼喂基礎飼料并每日灌喂富硒蘿卜芽苗菜勻漿,用量為富硒蘿卜芽苗菜1.37 g/kgBW,攝硒量為3.20μg/kg-BW;F組飼喂基礎飼料并每日灌喂Na2SeO3水溶液,用量為 0.44μg/kgBW,攝硒量為 0.20μg/kg-BW;G組飼喂基礎飼料并每日灌喂Na2SeO3水溶液,用量為 3.55μg/kgBW,攝硒量為 1.60μg/kg-BW;H組飼喂基礎飼料并每日灌喂Na2SeO3水溶液,用量為 7.10μg/kgBW,攝硒量為 3.20μg/kg-BW.自由進食和飲水,以純凈水為飲用水.實驗周期為35 d,每7 d稱體重一次.

2.2 動物生理指標的測定方法

2.2.1 小鼠體重的測量方法

通過體重這一指標反映實驗周期內飼喂富硒蘿卜芽苗菜對昆明小鼠的生長發育情況的影響,觀察時間分別為0,7,14,21,28,35 d,對小鼠進食前先稱量體重,然后,觀察體重的變化情況并記錄.最后,計算周均增重量[8].

2.2.2 動物生理反應的觀測方法

采用直接觀察的方法每日觀測小鼠的動物生理反應,包括昆明小鼠的活動、毛色、糞便等有無異常變化,并記錄.

2.2.3 小鼠血液、肝臟及腎臟樣品的處理方法

取血前一天禁食、禁水.采用摘眼球取血法取血.加入到質量分數為5%的 EDTA水溶液內,20 μL/m L血液,3 000 r/min離心15 min,以分離血漿和紅細胞,樣品置于-30℃保存備用;取肝、腎以生理鹽水漂洗,稱重,置于液氮中速凍備用.以 HCl-HNO3-HClO4消化法將肝、腎樣品進行消化[9—10].其中VHCl∶VHNO3∶VHClO4為 1∶3∶6.

2.2.4 標準曲線的建立

分別準確移取硒濃度為5μg/m L的硒標準溶液0.5,1.0,1.5,2.0,2.5 mL置于25 mL比色皿中,依次加入4 mol/L的 HCl溶液2.0 mL,1 mol/L的 KI溶液2.5 mL,2 mol/L的NaAc溶液3.0 mL,2.0 mL體積分數為1%的聚乙烯醇溶液,質量分數為0.04%孔雀綠水溶液2.0 mL,蒸餾水定容,搖勻,在波長731 nm處,測定吸光度,建立標準曲線.

2.2.5 含硒量的測定

采用紫外分光光度計法測定樣品中的硒含量[11].測定樣品的OD731,根據硒標準曲線計算出樣品中的含硒量.

3 結果與分析

3.1 動物生理反應及體重的觀測結果

A,B,C,D,E,F,G,H組小鼠經35 d的飼喂,其活動、毛色、糞便等均無異常變化.根據實驗記錄繪制小鼠的平均周增重圖見圖1.圖1中橫坐標為飼喂天數,以1周的時間為單位;縱坐標為小鼠體重的周平均增加量,圖1中A,B,C,D,E,F,G,H分別表示不同的實驗組別.

實驗表明,35 d內A組體重由15.20 g增加到20.20 g,B組由15.10 g增加到20.25 g,C組由15.40 g增加到23.30 g,D組由15.30 g增加到25.40 g,E組由15.50 g增加到21.61 g,F組由15.40 g增加到17.49 g,G組由15.60 g增加到16.93 g,H組由15.10 g增加到15.69 g.

圖1 小鼠體重的平均周增重Fig.1 Averange weight gain of mouse

其中D組小鼠的體重增加最多,比對照組(B組)多增加了96.12%,C組多增加了53.40%,E組多增加了18.64%.同時實驗顯示,G,H組體重增加量低于對照組,說明飼喂Na2SeO3抑制了小鼠體重增加.

據供鼠單位(實驗動物中心)介紹,14～49 d是實驗用小鼠生長發育期,日飼喂富硒芽苗菜0.09～1.37 g/kgBW時,可以使小鼠體重增加,說明富硒蘿卜芽苗菜可以促進小鼠的生長發育.其中日飼喂0.69 g/kgBW時,體重增加最多,此實驗劑量為最佳劑量.

3.2 小鼠各組織中的含硒量測定結果

小鼠各組織中的含硒量測定結果見表1.

表1 小鼠各組織中的含硒量Table1 Selenium content in different tissue of mouse

由表1可知,增加硒的日攝入量可以顯著增加小鼠的血漿、紅細胞、肝臟、腎臟中的含硒量,且經方差分析比較表明:采用食物添加富硒芽苗菜或無機的Na2SeO3均可以提高小鼠各組織中的含硒量,即達到動物體補硒的效果.同時表明,無論采用何種硒源,隨著日攝入硒量的增加,均可以正比關系增加小鼠各組織內的含硒量.

經實驗比較在日攝硒量相同的情況下,硒源不同產生了不同的動物體補硒的效果,見圖2.

圖2 富硒芽苗菜對小鼠各組織含硒量的影響Fig.2 Effect of selen ium on the different tissue of mouse

如圖2所示,因為硒源不同,實驗結果產生了顯著的差異.當日攝硒量為0.20μg/kgBW時,飼喂富硒芽苗菜比飼喂無機的Na2SeO3的小鼠血漿中的含硒量增加了180.65%;肝臟中含硒量增加了77%;腎臟中含硒量增加了125.47%.當日攝入硒量為1.60μg/kgBW時,飼喂富硒芽苗菜比飼喂無機的Na2SeO3的小鼠血漿中的含硒量增加了205.13%;肝臟中含硒量增加了141.12%;腎臟中含硒量增加了31.28%.當硒日攝硒量為3.20μg/kgBW時,飼喂富硒芽苗菜比飼喂無機的Na2SeO3的小鼠血漿中的含硒量增加了244.19%;紅細胞含硒量增加了33.65%;肝臟中含硒量增加了97.60%;腎臟中含硒量增加了42.45%.

實驗結果表明,對于缺硒動物補硒采用食物添加富硒食品或無機硒Na2SeO3均可以達到動物體內補硒的效果,隨著日攝硒量的增加均可提高動物組織中的含硒量.但是,生物效應始終是生物硒源優于無機硒源.綜合分析小鼠的體重增加和各種組織中含硒量增加的情況,日攝硒量以日食用富硒芽苗菜0.69 g/kgBW為最佳的動物補硒方案.

4 結論

每日食用富硒蘿卜芽苗菜0.09～1.37 g/kgBW時,小鼠的活動、毛色、糞便等生理反應均無異常發生;對處于生長發育時期的小鼠有促進生長發育的作用;隨日食用富硒蘿卜芽苗菜量的增加小鼠肝臟、腎臟、血漿以及紅細胞內的含硒量隨之增加.綜上情況認為,以日食用富硒芽苗菜0.69 g/kgBW為促進生長發育和動物補硒的最佳應用方案.

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On a method of increasing selen ium nutrition

ZHANG Ping1,DOU Yi1,ZHANG Hong li2,DONG Siw en1,YU A iling1,ZHOU Lei1,L IU L ili1

(1.College of Chemistry and Life Science,Tianjin Normal University,Tianjin 300387,China;2.Agricultural Technology Extension Center of Tianjin Jinghai,Tianjin 301600,China)

A new method of increasing selenium nutrition was studied.Themethod is to take Kunming mouse(KM)w ith Se-enriched sp rout,and all groups were fed fo r 35 days.Then the physiology situation of themouse were observed,and the Se amounts in different organs(liver,kidney,blood p lasma,red cell)weremensurated w ith ultraviolet spectrophotometry.When KM absorbed Se of 1.60μg/kgBW per day,themouse fed w ith Se-enriched sp rout increased 96.12%in weight than that fed w ith no rmal sp rout,and the Se amounts in plasma increased 205.13%,the Se amounts in liver increased 141.12%,the Se amounts in kidney increased 31.28%than themouse fed w ith inorganic Na2SeO3.Se-enriched sp rout could increase the weight of KM in growing period,and its effect on selenium supplementation was significantly better than basal diet,radish sp rout and Na2SeO3.The best app lication p lan for p romoting grow ing development and supplementing selenium was to feed the animalw ith Se-enriched sp rout 0.69 g/kgBW per day.To feed the animal w ith Se-enriched sp rout was a good way to increase selenium nutrition.

Selenium;sp rout;Se-enriched food;mouse

Q493.99

A

1671-1114(2010)01-0064-04

2009-09-10

國家自然科學基金資助項目(30470017);天津市自然科學基金資助項目(07JCYBJC15400);天津市農業科技項目(0802220)

張 平(1984—),女,碩士研究生.

劉麗麗(1955—),女,教授,碩士生導師,主要從事微生物學方面的研究.E-mail:liulilisd@mail.tjnu.edu.cn維生素等人體易吸收的物質,其所含營養物質極利于人體吸收.蘿卜芽苗菜既可生食又可烹飪菜肴,食用簡便快捷,人們喜于食用.另外,芽苗菜的栽培采用設施農業的生產模式,設施農業是新農村建設的發展方向.食用富硒芽苗菜是最佳的人體補硒的食療方法.

(責任編校 李宏偉)