硒素營養在中國烤煙上的研究進展

曹林海　張明明　　王海燕　趙國豪　董世良

摘要：隨著人們對硒在植物中重要作用認識的深入，針對烤煙硒營養的研究越來越多。適量的硒能促進烤煙生長，并提升煙葉品質。從中國植煙土壤、烤煙和卷煙制品中的硒含量，硒在烤煙中的分布規律及在煙葉中的存在形態，烤煙硒營養的施用及效果，硒對烤煙生長、生理和煙葉品質的影響，硒對緩解烤煙重金屬脅迫、降低煙氣中有害成分的作用及對卷煙安全性的影響等方面系統地進行了綜述，并分析了中國開發富硒卷煙的現狀和抽吸富硒卷煙對人體健康的影響。

關鍵詞：硒；烤煙；含硒量；施硒；安全性；富硒卷煙

中圖分類號：O613.52 文獻標識碼：A 文章編號：0439-8114（2017）10-1801-07

DOI：10.14088/j.cnki.issn0439-8114.2017.10.001

Research Progress of Selenium Nutrient in Flue-cured Tobacco in China

CAO Lin-hai1，ZHANG Ming-ming2，WANG Hai-yan3，ZHAO Guo-hao4，DONG Shi-liang4

（1. Wuhan Huanghelou Flavors & Fragrances Co.， Ltd.，Wuhan 430040， China；2. Institute for the Control of Agrochemicals of Shandong Province，Jinan 250100， China；3. Shandong Province Association of Pesticide Development & Application，Jinan 250100， China；

4. Technology Center of China Tobacco Hubei Industrial Co.， Ltd.，Wuhan 430040， China）

Abstract： With the deep understanding of the important role of selenium in plants， more and more research on selenium nutrition in the flue-cured tobacco has been carrying on. The right amount of selenium can promote the growth of flue-cured tobacco， and improve the quality of tobacco leaves. The research of selenium content in tobacco planting soil， flue-cured tobacco and cigarette in China； the forms and distribution of selenium in flue-cured tobacco； application of selenium nutrition in flue-cured tobacco； effect of selenium on the growth， physiology and quality of flue-cured tobacco； effect of selenium on alleviating heavy metal stress and reducing harmful components in cigarette smoke are reviewed. The research of selenium-rich cigarette and the study on the effect of smoking selenium-rich cigarette on human body are analyzed.

Key words： selenium； flue-cured tobacco； selenium content； selenium application； safety； selenium-rich cigarette

硒位于元素周期表的第四周期第Ⅵ主族，于1817年被瑞典化學家 Berzelius首先發現。1957年Schwarz等[1]證明了硒是動物必須的營養元素，1973年聯合國衛生組織給予認定。硒的生物效應主要體現在它的抗氧化作用上，Rotruck等[2]及Awasthi等[3]分別于1973年和1975年發現并證實硒是人和動物體內谷胱甘肽過氧化物酶（GSH-Px）的組分。另外，硒還是多種硒蛋白的重要組成成分。缺硒會導致機體免疫力和抗衰老能力下降，甚至引發多種疾病，過量的硒則會造成中毒。研究者發現硒的缺乏是形成克山病和大骨節病的重要原因[4]。美國科學研究委員會和中國營養學會推薦的硒日供給量為0.05～0.20 mg/d。

適量的硒不僅能促進煙草生長，還能提高煙葉的質量[5]。提高煙葉含硒量可以降低卷煙焦油含量和自由基濃度，吸富硒煙可顯著提高人體的血硒水平[6]。硒還對重金屬的毒害有緩解作用，從而減輕對人體的危害，提高煙草的安全性[7]。有關富硒煙葉和富硒卷煙生產的研究受到人們的廣泛關注。本研究對硒在中國烤煙生產中的研究進行了綜述，旨在為生產優質、安全的煙葉及開發低害卷煙提供參考。

1 中國植煙土壤、烤煙及卷煙制品中硒含量狀況

硒在土壤中分為無機硒和有機硒，Cary等[8]用75Se示蹤技術將土壤中的硒分為6種形態：元素態硒、硒化物、硒酸鹽、亞硒酸鹽、有機態硒和揮發態硒。1979年調查中國28個省（市、自治區）的飼料和牧草，發現有71.60%的縣樣品含硒量低于0.05 mg/kg[9]。這在一定程度上反映了中國土壤的硒含量情況，即相當大的地區處于缺硒狀況。布和敖斯爾等[10]對中國41個土類含硒量進行分析和分類的結果證實了這一點。他們發現含硒量為0.09～0.27 mg/kg的低硒土類31個，占所有土類的75.60%。中國土壤表層硒含量有明顯的帶狀區域性分異特征，呈現東南和西北兩側高、中間低的馬鞍形趨勢面[11，12]。從東北到西南的低硒帶平均硒含量為0.10 mg/kg，76.3%的樣品含量在0.05～0.15 mg/kg之間[12]。

中國煙草種植面積廣，在低硒帶和中、高硒地區均有分布，但是目前少有研究者調查中國植煙區土壤含硒量的分布情況，只有少數研究者針對恩施、湘西等局部植煙區進行研究。恩施是典型的富硒區，恩施州植煙土壤平均含硒量為0.66 mg/kg，煙葉含硒量平均值為0.22 mg/kg，均高于全國平均水平[13]。進一步的分析發現，該地區上部葉的含硒量為（0.18±0.13） mg/kg，中下部葉為（0.17±0.11） mg/kg[14]。湘西與恩施大體屬于同一大地構造環境，含硒量也較高。其土壤含硒量在0.20～0.72 mg/kg之間；煙樣含硒量在0.03～0.74 mg/kg之間，個別樣品低于0.04 mg/kg，大部分都在0.05～0.12 mg/kg的范圍內[15]。在煙葉生產中，可在一定程度參照王明遠[11]對中國糧食含硒量劃分的等級分布圖，低硒區域主要分布在大興安嶺、小興安嶺、長白山、燕山、魯中山地、黃土高原東南部、秦嶺、大巴山、云貴高原西北部、青藏高原東部和柴達木盆地。

研究者普遍認為烤制后的煙葉中含硒量在0.20～0.60 mg/kg較為適宜，而中國煙葉含硒量普遍低于這個標準[16]。而關于卷煙含硒量，早在1993年王美珠等[6]曾對中國不同牌號香煙（包括部分外煙共100種樣品）進行過含硒量檢測，結果發現其含硒量在0.04～0.44 mg/kg，平均值為0.13 mg/kg。但此后少有研究者針對卷煙產品的含硒量及其與富硒煙葉使用量之間的關系進行研究。

2 烤煙中硒的分布及煙葉中硒的形態

2.1 硒在烤煙中的分布規律

硒在煙株內的分布受施硒方式和時期影響。盆栽試驗發現，施硒量在2.00～22.20 mg/kg的范圍時，烤煙各部位硒含量呈現根>葉>莖的規律。而不同施加方式的結果不一樣，通過土壤施硒，烤煙不同部位含硒量為根>葉>莖，葉面施硒則為葉>根>莖[17，18]。這與萬佐璽等[19]研究白肋煙的結論一致。表明硒首先富集于靠近硒源的器官中，隨著烤煙的生長發育，硒會伴隨光合產物一起向生長部位運轉[20]。

煙葉是烤煙最重要的利用部位，因此研究煙葉中硒的含量與分布尤為重要。對恩施州的烤煙樣本分析發現，煙葉含硒量從高到低依次為上部葉、中部葉、下部葉，中上部煙葉平均硒含量高于0.20 mg/kg，下部葉稍低于0.20 mg/kg[13]。張琳[18]研究發現不同施硒方式導致烤煙各部位煙葉的硒含量存在差異，土壤施硒與大多數研究者的結果一致。即上部葉>中部葉>下部葉，但葉面施硒結果為下部葉>中部葉>上部葉，而且葉面噴硒時期越早、噴硒量越大，下部葉硒含量越高。這與晾煙的土壤施硒盆栽試驗結果一致，煙葉的含硒量為下部葉>中部葉>上部葉[21]。進一步研究發現，硒在烤煙葉片亞細胞組織中的貯存量分別為細胞質>細胞壁>線粒體>葉綠體[22]。

2.2 硒在煙葉中的存在形態及原因探索

植物體內以蛋白硒為主的有機硒（Se-Cys）占總量的80%以上，以Se（Ⅳ）形式為主的無機硒含量較少[23]。對恩施煙葉分析發現，用乙醇萃取硒的浸出率>用水萃取硒的浸出率，脂溶性硒含量>水溶性硒含量，Se（Ⅳ）含量>Se（Ⅵ）含量[20]。煙葉中硒的形態與施硒量有關。韓丹[7]通過盆栽試驗發現，當施加量較低為2.20 mg/kg時，煙葉中只檢測到Se-Cys；施加量≥4.40 mg/kg時，Se-Cys、Se（Ⅳ）和Se（Ⅵ）3種形態均能檢測到，而且以無機態為主。隨著施硒量增大，煙葉中Se-Cys所占比重逐漸減少，無機硒所占比重逐漸增加，且無機硒中Se（Ⅳ）的比重逐漸減少，而Se（Ⅵ）的比重逐漸增加[7]。

這與烤煙吸收硒的機理有關。盆栽試驗發現，煙株吸收Se（Ⅵ）硒酸鈉的能力顯著大于Se（Ⅳ）亞硒酸鹽[24]，與Ulrich等[25]對黃芪離體根吸收硒的研究結論一致。水培試驗也證實烤煙吸收Se（Ⅵ）的速率大于Se（Ⅳ），吸收Se（Ⅵ）的Km和Cmin值顯著低于Se（Ⅳ）[7]。表明煙株對Se（Ⅵ）有更大的吸收能力和耐受性，可能是因為Se（Ⅵ）更易合成含硒氨基酸或蛋白質，從而積累在細胞質中和固定在細胞壁以緩解硒的毒性[22]。故而盡管烤煙吸收Se（Ⅵ）的速率更快，但是烤煙體內Se（Ⅵ）的含量低于Se（Ⅳ）；隨著施硒量的增加，Se（Ⅵ）轉化為有機硒減少，從而無機硒中Se（Ⅵ）的比重得以增加。

3 烤煙硒營養的施用及硒與其他元素的相互作用

3.1 烤煙硒營養的施加方式、施加量及其效果

隨著對硒研究和認識的深入，富硒肥也逐漸在肥料市場占據了一席之地。按不同的分類方式富硒肥可分為葉面和基施富硒肥、固體和液體富硒肥、無機和有機富硒肥以及新涌現的生物富硒肥、納米富硒肥和緩釋富硒肥等[26]。而中國大部分植煙區均不同程度的缺硒，所以硒肥的合理施用有其現實意義。目前通過盆栽試驗探索施硒對煙草影響的研究較多，大田試驗較少。而大部分研究者均采用亞硒酸鈉作為硒肥進行試驗，也有少數研究者采用硒礦粉。亞硒酸鈉在微酸性土壤中容易被三氧化二鐵吸附形成植株難以吸收的復合體，導致利用率下降。因此有研究者提出可用滲透性更強、利用率更高的硒酸稀土和硒酸氨基酸稀土以避免鐵氧化物的影響[27]。但是并沒有文獻對施用硒酸稀土和硒酸氨基酸稀土的效果以及在生產上的可行性和經濟效益進行試驗驗證。

通過土壤和葉面施硒都能顯著提高煙株的硒含量，兩者各有優缺點。葉面噴施見效快、后效短，土壤施硒則相反。又因為硒首先富集于靠近硒源的器官中，所以土壤施硒大部分硒都儲存在根部，葉面噴硒則較多的積累在葉片中[28]。研究發現通過土壤施硒，煙葉的吸收量很小，只占施加量的0.31%～0.58%，而葉面噴施，硒的利用率為17.12%～20.80%[21]。另外，施入土壤的硒可能大部分轉化成了難以利用的化合物，長期累積可能造成土壤污染。楊蘭芳等[17]的盆栽試驗也支持這一觀點。但大田生產中噴施無機硒對人體健康存在風險，土壤施硒則相對安全，且有穩定的后效。因此，生產中宜采用不同形態的活化硒，以提高土壤施硒的利用率，并減少殘留、降低污染[28]。將土壤施硒和葉面施硒相結合或許效果會更好，但是少有人對此進行深入研究。

不同的硒肥通過葉面噴施效果也存在差異。研究者發現噴施富硒葉面肥和亞硒酸鈉都能提高煙葉的抗氧化能力和含硒量，但噴施富硒葉面肥的效果更佳。認為可能是富硒葉面肥中的有機質有促進硒吸收的作用[16]。葉面噴硒時期不同對煙株的影響也存在差異[21]，在成熟期采收前20 d施用，各部位葉片的含硒量相近；而苗期移栽后15 d和旺長期移栽后35 d施用，各部位煙葉含硒量存在差異。宋家永等[16]也認為硒在烤煙體內會向新生組織轉移，早期噴施會導致硒的利用率不高，建議在采收前20 d左右噴施。所以要想獲得含硒量較為一致的煙葉，最佳葉面施硒時期為成熟期。

烤煙的施硒量應當根據植煙土壤的含硒量制定，不能一概而論。過量的硒會對植物起毒害作用，在濃度低于0.05 mg/kg時，對其生長有刺激效應[29]。而在烤煙上，研究認為土壤施硒最佳用量為4.40 mg/kg[30]；對于葉面噴施硒，有研究者認為低硒土壤（硒含量0.23 mg/kg）噴硒0.25 mg/株，可作為生產富硒煙的參考[31]。田間試驗發現，施用硒礦粉最佳用量為50 kg/667 m2[32]，但沒有分析施硒前土壤的含硒量狀況，對于其他煙區和不同土壤的參考價值有限。

3.2 硒與其他營養元素的相互作用

硒和硫為同族元素，原子大小幾乎相同，鍵能、電離性質、電子親和力和電負性也相近，兩者有機化合物的化學性質也存在著相似性。人們早就注意到土壤—植物系統中硒和硫之間的相互作用。因此，很多研究者針對硒硫交互作用進行了試驗。馬友華等[33-40]全面研究了土壤中及植物體內硒和硫的相互作用；硒和硫相互作用對煙草吸收硫、氮、磷的影響；硒硫配施對煙草葉綠素及保護酶活性、烤煙產量及品質的影響。結果發現，烤煙施硒對硫積累量的影響因土壤而異，黃褐土上硫積累量隨施硒量增加而降低；紅壤上施硒量小于3.71 mg/kg時，硫積累量有增加，施硒量大于3.71 mg/kg時降低[34]。而硒、硫施用對烤煙吸收和積累氮、磷的影響在不同生育期和不同部位不一致。隨著施硒量增加，烤煙含氮量先降低后上升。低硒（<4.94 mg/kg）低硫（<94 mg/kg）和高硒（>9.88 mg/kg）高硫（>94 mg/kg）處理均對氮吸收有拮抗作用[35]。前期移栽后40 d，地上部分磷含量隨硒和硫含量的提高而提高，表現出硒、硫的協同作用。成熟期，煙葉磷含量在不施硫時隨施硒增加而增加；施硫時隨施硒量增加而降低，施硫越高降低效果越顯著[36]。

研究普遍表明硒能顯著提高煙葉的含鉀量，對氮、磷的影響受施硒量和時期的影響。但眾多研究只測定了煙葉中氮、磷、鉀含量的變化，沒有進一步研究其吸收動力學，所以未能充分說明施硒對煙株吸收氮、磷、鉀的影響規律。楊蘭芳等[31]在研究施硒對煙葉氮、磷、鉀含量的影響時發現，葉面噴施硒可以顯著提高煙葉的含鉀量。施硒量為0.25 mg/株時，煙葉含氮量顯著高于對照；施硒量0.50 mg/株時，結果相反。不同時期噴施硒對煙葉含磷量的影響不盡相同，前期（10葉）高于對照；前-中期（15葉）低于對照；中期施硒量為0.25 mg/株時高于對照，施硒0.50 mg/株時低于對照。但研究者只設置了2個施硒濃度，對施硒影響煙葉中氮、磷、鉀含量的規律未作深入探討。韓丹[7]在研究中也發現當硒處理的濃度≤4.40 mg/kg時，對烤煙吸收氮、鉀有促進作用，可增加根、莖、葉中的氮和鉀含量，但對烤煙吸收磷影響不顯著。當硒處理濃度≥11.10 mg/kg時，對烤煙吸收氮、磷、鉀則表現出抑制作用。進一步研究施加硒對烤煙吸收鈣、鎂、錳、鋅和銅的影響。當硒處理濃度為2.20～22.20 mg/kg時，對烤煙吸收鈣、鎂有促進作用；硒處理濃度為22.20 mg/kg時，烤煙各部位鈣、鎂含量低于低濃度硒處理（2.20 mg/kg）。低濃度的硒處理（Se≤4.40 mg/kg）對烤煙吸收錳、鋅和銅有促進作用；隨施硒濃度的增加，烤煙對錳、鋅和銅等元素的吸收能力降低。高濃度硒處理（≥11.10 mg/kg）烤煙各部位錳、鋅、銅等元素含量雖然與對照差異不顯著，但均低于低濃度硒處理（≤4.40 mg/kg）。

4 硒對烤煙生長、生理及煙葉品質的影響

4.1 硒對烤煙生長及農藝性狀的影響

雖然有研究者提出施用硒肥后煙株農藝性狀（株高、莖圍、葉數、最大葉長、最大葉寬）沒有明顯變化，煙葉產量、產值增加也未達到顯著性差異水平[32]。但是普遍認為適量的硒對烤煙生長有促進作用，過量的硒則有抑制作用。有研究者發現，當土壤硒濃度≥12 mg/kg時，烤煙會出現不同程度的死亡[41]；另一些研究表明土壤施硒濃度在1～10 mg/kg時，能改善煙株形態性狀和提高生物量，而施硒濃度在20～30 mg/kg時會出現負面影響[24]。韓丹[7，30]研究發現，土壤施硒量（亞硒酸鈉）≤4.40 mg/kg時對烤煙生長有促進效果，能增加株高、葉數、葉面積、葉片、莖和根的干重；而施硒量≥11.10 mg/kg時則表現為抑制作用。各研究者采用的試驗梯度不一致，所以結論有所差異。大體而言，硒過量與否的臨界值約在11 mg/kg左右，仍需要更細致的梯度試驗確定。

適量的硒能提高烤煙的光合作用，從而促進其生長。在大棚內采用烤煙漂浮育苗發現煙苗的形態指標隨著硒礦粉用量的增加先增加后減小；煙苗的凈光合速率（Pn）、蒸騰速率（Tr）、水分利用率（WUE）、氣孔導度（Cs）、葉綠素含量都隨著施用硒礦粉量的增加呈現先增加后減小的趨勢，胞間CO2濃度（Ci）先減小后增加[42]。王瑞等[43]也發現土壤施硒會影響烤煙的光合作用。適量的硒能降低煙葉的凈光合速率（Pn）和葉綠素含量的下降率，延緩光合功能的衰退，延長光合同化產物的積累時間。

大田試驗中，研究者發現施硒能有效提高煙株田間生物積累量[44]。表現為煙株生長速度加快，株高、葉長、莖圍、葉片數據等指標均好于對照。移栽后50 d的葉面噴施硒對增產更明顯，增產量達72～144 kg/hm2，產值增加1 780～2 567元/hm2。同時，研究者還發現施硒后煙株的抗病抗逆性有所增強。通過對比分析發現施硒煙株黑脛病的發病率比對照下降了0.90%～1.20%；氣候性斑點病的發病率下降了2.40%～3.80%；赤星病的發病率下降了1.80%～2.60%。這可能是由于硒激活了煙株體內的多種生物酶，從而提高了煙草的免疫調節機能。但是需要更多的試驗對此進行驗證，并深入研究以解釋其具體機理。

不同價態的硒對烤煙生長的影響有一定的差異，適量范圍內Se（Ⅳ）處理效果優于Se（Ⅵ）處理[22]。盆栽實驗中，雖然整體而言煙株的生物量都隨施硒量的增加先增加后降低，但Se（Ⅳ）處理時煙株葉片、莖稈和根系生物量的增加效果好于Se（Ⅵ）處理，相同高濃度（30 mg/kg）下Se（Ⅵ）處理的抑制效果大于Se（Ⅳ）處理。而水培試驗中，低濃度（<2 mg/L）硒處理時Se（Ⅳ）對煙株生物量的促進效果高于Se（Ⅵ）；高濃度（>5 mg/L）硒處理時，Se（Ⅳ）對煙株各部位生物量積累的抑制作用大于Se（Ⅵ）。水培試驗避免了土壤對Se（Ⅵ）和Se（Ⅳ）吸附與轉化的影響，導致兩者結論出現不一致的情況。

4.2 硒對烤煙生理特性的影響

硒除了能影響烤煙的生長特性，還能通過影響谷胱甘肽（GSH）、抗壞血酸（AsA）、丙二醛（MDA）的含量以及超氧化物歧化酶（SOD）、過氧化物酶（POD）和過氧化氫酶（CAT）的活性而影響烤煙的生理特性。葉面噴施硒可以顯著增加煙葉中谷胱甘肽過氧化物酶（GSH-Px）的活性，并降低MDA的含量，從而證實了硒是煙葉中GSH-Px的誘導劑或必需組分[16]。韓丹[7]也發現施加硒能顯著增加煙葉GSH和AsA的含量，煙葉MDA在低硒濃度（≤4.40 mg/kg）下顯著降低，而在高硒濃度（22.20 mg/kg）時卻顯著增加。許自成等[41]認為硒濃度的臨界值為8 mg/kg，即當硒濃度≤8 mg/kg時，MDA含量隨硒濃度升高而降低，當硒濃度>8 mg/kg時，MDA含量又隨之升高。樊俊[22]發現硒濃度>5 mg/L時，煙葉MDA明顯增加，根系活力下降，對煙株產生了脅迫。這可能與進行試驗的方式不同有關，韓丹[7，30]采取盆栽試驗，許自成[41]采用小區試驗，而樊俊[22]是通過水培試驗進行的。但諸多研究都得出MDA含量隨著硒濃度升高先降低后升高的結論。

GSH和AsA是植物體內的低分子抗氧化物質，植物體內還存在一種酶系統起抗氧化作用，如SOD、POD和CAT。CAT酶可促使葉片中的H2O2分解，消除其對細胞的氧化作用。韓丹[7]認為在硒濃度≤4.40 mg/kg時CAT活性提高顯著，硒濃度≥11.10 mg/kg時CAT活性與對照無顯著差異。大體上亦表現為先增加后下降的趨勢，這與樊俊[22]的研究結果一致。SOD酶主要作用是催化生物體內超氧自由基O2-發生歧化反應。硒濃度≤4.40 mg/kg時，SOD酶活性變化不顯著，當硒濃度≥11.10 mg/kg時，SOD活性顯著提高。樊俊[22]的水培試驗也大體符合這個趨勢。但是韓丹[7]認為烤煙葉中無機硒Se（Ⅳ）和Se（Ⅵ）含量均與SOD活性、GSH和MDA含量呈顯著正相關，而有機硒（Se-Cys）含量與抗氧化系統指標無顯著相關性。而樊俊[22]水培試驗發現，不同價態的硒對煙葉生理特性的影響存在差異。施硒量<5 mg/L時，Se（Ⅳ）處理煙株葉片SOD酶活性大于Se（Ⅵ）處理，施硒量>10 mg/L時則相反。可能是因為不同價態的硒在土壤和在培養液中受到的吸附、遷移和吸收作用不一致而形成兩者研究結論的差異。

對于POD酶活性，各研究者的結論不盡相同。盆栽試驗發現施硒可提高煙葉中POD酶活性，且隨施硒量增加POD酶活性先增加后下降，在硒處理濃度為4.40 mg/kg時最高[7]；而水培試驗則表明隨施硒量增加，POD酶活性先下降后略有上升，但均低于對照[22]。兩者結論完全相反，需要進行更細致和深入的探索。研究表明，適宜濃度的硒能緩解烤煙膜脂的過氧化，增強烤煙的抗逆性，但過低或過高的硒濃度都不適宜烤煙生長。關于施硒量與SOD、POD、CAT活性的相關曲線需要進行更細致的研究，并區分不同價態硒與它們的相關性。

4.3 硒對煙葉化學品質的影響

盡管袁玲等[21]在研究晾煙時發現無論通過土壤還是葉面施硒，對煙葉產量以及煙葉化學成分都無顯著影響。但是越來越多的研究表明，施加適量的硒能有效提升烤煙煙葉品質。硒處理濃度≤4.40 mg/kg時能降低上部葉和下部葉的煙堿含量，輕微提高中部葉和下部葉的煙葉蛋白含量，提高各部位煙葉的還原糖含量[7]。白肋煙盆栽試驗也證明葉面噴施硒能提高水溶性總糖、還原糖、非還原糖以及總氮、蛋白質、煙堿含量[45]。另有研究發現，烤煙煙葉煙堿、還原糖、總糖和蛋白質含量受葉面施硒量和施硒時期的影響顯著，在前-中期（15葉）、前期（10葉）噴硒0.25 mg/株煙葉的煙堿、總糖、蛋白質含量適中[31]。

在大田試驗中，羅定棋等[44]發現葉面噴施硒能增加中部煙葉的還原糖和總糖含量，而張琳等[46]卻認為無論是土壤施硒還是葉面噴硒中部煙葉的還原糖和總糖含量均顯著降低。前者的施硒量為34.20 mg/株，而后者的葉面施硒梯度為0.50 mg/株和1.00 mg/株，是否因施硒量相差太大而造成相反結果，需要更多的研究進行探討。除了糖類，還發現煙葉的蛋白質、煙堿含量隨土壤施硒量的增加呈上升趨勢；而葉面噴硒處理與對照相比變化不顯著。施硒之后，糖堿比降低了，氮堿比變化不顯著[46]。孟貴星等[32]進行田間試驗雖然發現施用硒礦粉不能顯著影響煙葉煙堿、總糖、還原糖的含量；但施用含硒復合肥時，中上部煙葉煙堿含量增加，中部葉總糖和還原糖降低，上部葉表現不明顯。這與張琳等[28，46]的研究結果一致。煙葉的品質并非單一的隨某種或某類成分的提高或降低而變好，更重要的是各成分之間的平衡性。硒對烤煙煙葉化學品質的影響需要進行更系統和深入的研究。

4.4 硒對卷煙抽吸品質的影響

煙草最終是制成卷煙，通過抽吸被人們消費的，其抽吸品質至關重要。但關于硒對煙草評吸質量影響的報道較少見，一般認為適量的硒對烤煙的抽吸品質沒有顯著影響。王美珠等[6]用吸煙機進行人工模擬抽吸發現主流煙氣中的硒含量是卷煙總硒量的8%～11%。劉建福等[47]于2000年選用富硒煙葉設計葉組配方，主流煙氣中的平均硒含量由0.05 μg/支增加到了0.12 μg/支，增幅達140%。

研究發現外加Se、Zn后沒有給卷煙的色、香、味等感官質量帶來負面影響，反而減少了雜氣、減輕了喉部刺激[48，49]。張琳等[46]的研究也表明，低硒土壤施用適量的硒，對煙葉感官評吸質量影響不顯著，但是對中部煙葉的致香物質含量影響顯著[18]。對低硒土壤施硒后的中部煙葉分析發現，土壤施硒能降低綠原酸、蕓香苷等酚類化合物的含量，而增加莨菪亭等的含量；不同施硒處理均能顯著提高草酸、蘋果酸、檸檬酸等非揮發性酸類致香物質的含量，降低油酸等的含量；施硒還能增加色素類、苯丙氨酸類等中性致香物質的總含量。

5 硒對卷煙安全性的影響

5.1 硒緩解烤煙重金屬毒害的作用

煙草是重要的經濟作物，重金屬逐漸成為影響煙葉安全性的重要因素之一，而硒能一定程度地緩解烤煙砷、鎘等重金屬的毒害。汪季濤等[50]在小區試驗研究了0～3.60 kg/hm2不同施硒量對烤煙中部葉鉛、砷、鎘、鉻和汞五種重金屬累積的拮抗作用。在所試驗的施硒量內除了對砷、鉻的累積沒有顯著影響外，對鉛、鎘、汞的累積都存在一定程度的抑制。其中對汞吸收的拮抗作用隨施硒量的增加而提高；而對鎘的影響不隨施硒量變化；對于鉛，低濃度（0.90 kg/hm2）和高濃度（3.60 kg/hm2）硒處理效果均不顯著，濃度為1.80～2.70 kg/hm2時顯著降低煙葉中的鉛含量。韓丹[7]和劉文星[51]分別研究了硒緩解烤煙砷和鎘毒害的效果，結果與汪季濤等[50]的結論較為一致。

在研究硒對于緩解烤煙砷毒害效果時，韓丹[7]發現硒和砷的交互作用對烤煙生長有顯著影響。添加低濃度硒（≤1 mg/L）無論對于低濃度砷處理（1 mg/L）還是高濃度砷處理（5 mg/L）的烤煙生長都無促進作用；添加高濃度硒（5 mg/L）對高、低濃度砷處理的烤煙生長都有顯著的抑制作用。低硒（≤1 mg/L）條件下，低濃度砷（1 mg/L）促進烤煙吸收硒，高濃度砷（5 mg/L）則抑制硒向烤煙地上部轉移；高硒（5 mg/L）條件下，砷對烤煙硒的吸收產生了拮抗作用，隨著砷濃度增加，烤煙吸收硒能力下降。

劉文星[51]進一步研究了外源硒緩解煙草鎘毒害的生理與生化機制。外源添加硒后，煙草鎘毒害的癥狀得到了顯著緩解，鎘脅迫引起的煙堿和總氮含量的下降均有了明顯的恢復，貴煙1號和云煙2號的煙堿/總蛋白含量的比值較單獨鎘毒害升高了19.6%/38.3%和18.5%/27.2%。外源添加硒后，鎘脅迫導致的施木克值、糖氮比、糖堿比和氮堿比的不協調都得到了明顯的恢復。

5.2 硒對煙氣中有害成分的影響

韓丹[7]通過盆栽試驗研究了煙葉硒蛋白對自由基的清除效果與機制。結果發現無論是噴施還是基施硒，煙葉中總蛋白含量從高到低依次為堿溶性粗蛋白（谷蛋白）、水溶性粗蛋白（清蛋白）、鹽溶性粗蛋白（球蛋白）、醇溶性粗蛋白（醇蛋白）。清除超氧自由基（O2-）和羥自由基（OH·）的能力依次為清蛋白>谷蛋白>球蛋白>醇蛋白。而噴施硒的煙葉清蛋白清除OH·的能力明顯高于基施硒的煙葉。在清除O2-時球蛋白和醇蛋白之間可能存在協同作用，而其他粗蛋白之間不存在明顯的協同作用；在清除OH·時，醇蛋白分別與清蛋白、球蛋白、谷蛋白存在協同作用。該研究表明富硒煙葉的粗蛋白具有抗氧化活性，但是硒在卷煙燃燒過程中的遷移變化和被人體吸收的情況以及它對卷煙抽吸時產生的焦油、自由基的影響需要更多研究。

卷煙燃燒過程中形成的有害成分通過煙氣被人吸收，所以研究硒對煙氣中有害成分的影響切實關系到卷煙的安全性。適量的硒能有效降低煙氣中總粒相物、煙氣煙堿以及焦油含量等有害成分，煙葉的硒含量與之呈負相關關系[46]。李叢民等[52]也分析發現卷煙煙氣中焦油含量隨著硒含量增加而下降，表明硒能明顯降低煙氣中的有害成分，增加煙草的安全性。徐輝碧等[48]在卷煙中添加Se、Zn后分析發現，卷煙的焦油及焦油自由基濃度顯著降低。認為焦油自由基濃度降低主要是添加Se的效果，通過SeO2的氧化作用來實現的。許萍等[49]此后也進行了類似的研究，但并未取得新的進展。也有研究者認為卷煙自由基濃度降低可能是煙氣中的硒對自由基產生附集加合作用，形成的硒加合自由基容易衰變，從而縮短自由基的保留時間，達到降低其濃度的效果[53]。

使用富硒煙葉能有效降低卷煙燃燒過程中有害物質的釋放。黎妍妍等[54]分析了天然富硒煙葉、外加硒煙葉、盆栽施硒煙葉制備的卷煙在燃燒過程中煙氣里有害成分的釋放量。結果發現，天然富硒烤煙的卷煙煙氣中B[a]P、HCN、巴豆醛的釋放量明顯降低，苯酚的釋放量稍有增加；直接外加無機硒2 μg/支和有機硒10 μg/支的卷煙煙氣中B[a]P、NNK、NNN、NAB、HCN、NH3等的釋放量明顯降低；盆栽施硒能提高煙葉硒含量，其卷煙煙氣中苯酚、巴豆醛、HCN、NH3等的釋放量得到降低，CO、NNK的釋放量稍有增加。所以硒能在降低煙氣中部分有害成分釋放量的同時，導致個別有害成分的釋放量稍有增加，但整體上降低了煙氣中的有害成分含量。

6 抽吸富硒卷煙對人體的影響及富硒卷煙的開發

研究發現煙民服用硒化kappa-卡拉膠能在一定程度上修復吸煙引起的生理損傷[55]。抽吸富硒煙，可顯著提高人體血硒水平，但是就抽吸富硒煙對人體的影響及其機理進行系統研究的報道仍較少。徐輝碧等[48]在卷煙中外加Se、Zn后進行臨床觀察發現，抽吸“漢寶”能減輕由抽煙引起的炎癥，減少咳嗽。有研究者于非富硒煙葉制備的煙絲上直接外加有機硒和無機硒，并用小鼠進行動物試驗，以分析富硒卷煙的安全性[56]。試驗中發現，細胞微核發生率、卷煙煙氣的細胞毒性、對TA98菌的致突變能力在添加低劑量無機硒2 μg/支時降低，高劑量25 μg/支時卻較對照有增加；添加有機硒均有顯著降低。且隨著無機硒添加量的增加，卷煙的安全性逐漸降低；而隨著有機硒添加量的增加，卷煙安全性逐漸升高。在卷煙中直接添加有機硒比無機硒安全性更優，無機硒添加量超過一定限度反而會降低卷煙的安全性。但并未深入研究卷煙直接添加無機硒和有機硒對安全性影響的臨界值，而且試驗中未分析動物被動吸煙后組織病理（血細胞參數等）、血硒水平、機體免疫功能（細胞免疫體液免疫和非特異免疫）、機體抗氧化功能（全血SOD、MDA、GP）等指標的變化，也未能進一步闡釋為何無機硒和有機硒對卷煙安全性影響存在差異的機理。

王美珠等[6]進行了較為系統的動物試驗和人體試驗。選用兔子進行被動吸煙試驗發現吸富硒煙（含硒量1.36 mg/kg）的兔子血硒增長率和谷胱甘肽過氧化物酶活性增長率均達到顯著差異，而吸含硒量低（含硒量0.21 mg/kg）和不吸煙的兔子差異不顯著或呈負增長。對130人進行人體試驗發現，抽吸煙含硒量高的煙民血硒水平有所增高，增長率為5.55%，低含硒量的煙民，血硒水平變化不顯著。按年齡分組發現，31～40歲年齡組血硒水平增長率最高，為6.50%，而61～70歲年齡組為最低，僅1.10%，整體呈現隨年齡增加血硒增長率降低的趨勢。

雖然現在富硒食品產業發展迅猛，但是富硒卷煙的開發仍較少。何佳文等[57]曾使用鄂西地區的富硒煙葉開發了“珍硒”牌卷煙，其硒含量為（3.00±0.50） μg/支，比對照卷煙高10.50倍。經分析發現，“珍硒”牌卷煙與對照卷煙相比焦油量平均低19.50%、3，4-苯并芘含量平均低22.50%、焦油中的自由基平均低27.10%、主流煙氣中的氮氧化物平均低17.60%。也進行了動物試驗，但只測定了小鼠吸煙后的免疫球蛋白（IgG）擴散直徑，結果表明吸“珍硒”牌卷煙后IgG水平有明顯改善。進一步的臨床試驗發現，血硒水平、免疫球蛋白（包括IgG、IgA、IgM）、谷胱甘肽過氧化物酶活力等均有提高，表明抽吸富含硒的卷煙可以減輕吸煙對人體某些免疫功能的危害。

7 展望

雖然現在還未就硒是否是植物的必需元素形成定論，但硒在植物生長發育過程中的重要作用已得到普遍認可。目前關于硒對烤煙生長、煙葉品質的影響等方面的研究較多，但是對烤煙吸收、代謝硒的機理仍未十分清楚；而對烤煙生產中硒的調控措施亦未形成統一的標準。通過土壤和葉面施硒可以提高煙葉的含硒量，抽吸富硒煙可以提高人體的血硒水平。但關于硒在卷煙燃燒過程中的遷移轉化過程、硒被人體吸收及在人體內代謝的規律、抽吸富硒煙對人體健康影響的程度和機理等方面還需要更深入的探索。從而為生產高品質富硒煙葉、開發低害的特色卷煙提供更有利的指導。

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