□ 胡萬明 北京中國科學院老專家技術中心
本文借助人類對于硒元素認識的過程,對硒在自然界中的存在狀態、硒在人體中產生的生理功能和作用、富硒食品的加工現狀及存在的問題等進行論述,并通過畜禽生物營養強化富硒功能養殖等實驗工作,在此基礎上探討分析富硒食品的發展趨勢和方向,為后續開發和生產富硒食品提供了經驗。
硒和碘一樣是人體必需的微量元素之一,其可防治近視和白內障、保護心臟、防止肝臟壞死、抗癌,與此同時,還有提高免疫力、解毒、延緩衰老、增強生殖功能等作用,有“抗癌之王”“心臟守護神”“生命火種”等美譽。我國科學家選取全國范圍內1 094個縣市(約占全國縣市總數的50%)的土壤樣本,并測定其中硒的含量,根據測量出的結果可看出,我國絕大多數地區都田地均處于低硒或缺硒的狀態。隨著人口老齡化速度的加快,人們對硒在人體中所起到作用,、硒的防癌機理,硒和人體免疫功能、心血管疾病之間的關系等各方面認識的加深,人們對于硒的需求量也在逐年上漲。對于普通人來說,食補是獲取硒元素最直接、最有效的途徑,因此,開發利用硒資源、發展硒產業、生產富硒食品,將人工和天然的富硒食品源源不斷地提供給缺硒地區,是我國食品行業新的發展趨勢和熱點。以此為基礎,怎樣開發和生產硒含量更為充足的食品,特別是開發生產易被人體吸收且安全的有機硒食品,是我國富硒食品發展和加工行業需要多關注的地方。
中國營養家學會于1988年將硒這種微量元素列入我國居民每日必須攝入的15種膳食營養素之一。我國是世界的人口大國,當然也是缺硒大國,全國范圍內約75%的地區存在硒缺乏的現象。據不完全統計和相關調查,我國成人從膳食中攝取的硒含量每日僅為36.7 μg,而研究則認為,每個成人每日的硒攝取量應為50~200 μg,這樣才能保證人體處于健康的水平,從而維持人體正常的生理機能。
對于硒的研究,我國一直走在國際的前列,并在補硒防病領域取得了舉世聞名的成果。但如何在人體可接受的范圍內科學補硒是一個世界性的難題,通過藥物來補硒,價格太貴,普通消費群體不太容易接受;補無機硒不但不容易被人體吸收,還容易中毒。通過使用富硒的農產品來補充硒元素,叫做生物源補硒,可將藥補變成食補,是一種方便、安全且經濟的方式。因此,成功地培育富硒農產品是解決人們科學補硒難題最直接有效的方式之一。
通過現代醫學的研究發現,硒對人體健康有著非常重要的作用,主要表現為以下5個方面:①硒元素直接參與到各種生化酶和生命核酸的合成與代謝之中,能對細胞的分裂、遺傳、繁殖起到很大的影響,具有較強的抗氧化性能和清除體內自由基的勝利功能,能幫助人們延緩衰老;②促進人體免疫力的提升。硒元素會對機體的防御機能和免疫能力產生重要的影響,能通過提升動物體免疫功能及刺激蛋白和抗體的產生來增強機體的免疫力;③缺硒通常會導致肝臟病、哮喘病、克山病、心腦血管疾病等40多種疾病的產生,通過科學合理的方法進行硒元素的補充,能在很大程度上幫助這些疾病的預防和治療;④硒元素是重金屬的解毒劑,其能抵抗鍋對中樞神經、腎臟、生殖腺等部位產生的毒害。硒元素能和人體內的汞、鉛、砣等重金屬元素進行中和,最后形成金屬硒蛋白復合物而進行體內的解毒和排毒,可幫助環境、空氣污染嚴重地區的人們更好地預防癌癥;⑤硒元素是國際醫學界公認的抗癌元素。
改革開放以來,隨著我國經濟的發展,已解決了人民“吃得飽”的問題。但如何讓人們“吃得安全”“吃得健康”則成為我國現階段人民生活的普遍訴求。相較于缺乏蛋白質、脂肪、糖類等主營養所表現的“顯性饑餓”,缺乏礦物質微量元素(如硒元素等)則更具隱蔽性,因此被稱為“隱性饑餓”。這也是影響當代人們健康,發生慢性病(如心腦血管疾病、糖尿病等)的關鍵誘因。在中國,營養概念正在由過去的“老三樣”:蛋白質、脂肪和糖類,變為“新三樣”:礦物質、維生素和微量功能成分。據世界微量營養組織的報道指出,全球有>1/3的人口微量營養缺乏,表現為“隱性饑餓”。而作為人體必需的微量元素——硒,由于其對人體的獨特重要作用,因此,富硒食品的開發今后必將會成為中國營養食品和保健品中新的應用重點。
2008年,由中國科學院趙其國院士主編的《中國至2050年農業科技領域發展路線圖》指出,功能農業是繼高產農業、綠色農業之后的第三個發展階段。如果說,高產農業解決了人們“吃飽”的問題,綠色農業解決了人們“吃得安全”的問題,那么,功能農業主要是希望解決人們“吃得健康”的問題,屬于農業3.0時代。因此,功能農業不僅開啟了人們“吃的新時代”,還將成為我國農業供給側結構性改革的“新動能”,為我國農業實現提質增效提供解決方案。功能農產品是功能農業所生產的產品,而像富硒食品等功能食品的開發,其原料均來自于功能農產品。因此,富硒食品等功能食品的開發對我國農業供給側改革,實現提質增效具有引領作用,對于實現農業增收、農民增富、人民增壽具有重要意義。
在內蒙開展的富硒牛羊養殖試驗,采用在牛羊飼養的育肥期,通過在喂養牛羊的精飼料中,添加有機硒(硒代蛋氨酸及硒代胱氨酸)進行硒營養強化,利用生物轉化技術使微量元素硒與蛋白質絡合為有機生物硒轉化至牛羊肉中,實現了有機硒的轉化及富集,形成了可為人食用的更加安全可靠且口感較好的富硒牛羊肉。實驗發現,動物源富硒食品相較植物源富硒食品,由于硒在動物體內已經過安全的代謝,而不是過量的富集,因而對人體的食用更加安全、可靠。因此,建議在未來要加大動物源富硒食品的開發力度。
通過趙寧等人的研究可發現,紫陽富硒茶可溶解于茶湯中的硒元素受到沖泡過程中水的溫度、沖泡時間、沖泡次數等多種因素的影響。同理,在對富硒食品進行加工的過程中,各個操作單元中涉及的pH值、溫度、壓力、濕度等都會對富硒原料中硒元素的變化產生或多或少的影響,而這些變化則有可能出現在硒的含量、形態、活性等各個方面。因此,確定好富硒食品加工中的工藝參數,就必須引入硒含量、形態、活性等因素作為重要的考量依據,以此來幫助硒元素在整個加工過程中的穩定,相對來說,這是在開發和生產復習食品過程中對生產工藝進行優化且有效降低硒損失的重要任務。
人體對于硒元素的吸收主要依靠消化道,特別是小腸,吸收完成后,再通過血液對其進行轉運、細胞間的轉移,促使生物發揮功效。通過對比腸道吸收鐵、鋅等微量元素的過程和機制,結合細胞模型和動物模型,了解和掌握轉運過程中硒元素的吸收動力學、消化攝取率將會成為研究富硒食品最主要的方向之一。
通過天然或人工的轉化,富含有機硒的食品,尤其是動物源富硒食品,在人體吸收率和安全性上都有很大的提高,而且有多樣化的生物活性,是人體科學補充硒元素的優質營養源,所以,對于硒元素的相關研究也被越來越多的專家學者所關注。在硒元素的研究領域,國內外專家學者在硒的形態分析、含量測定,富硒組分的結構鑒定、分離純化、活性評價等方面做了大量的研究,并最終確定了富含有機硒的食品作為補硒劑在開發生產上的可能性及其潛力。但想要讓這些富硒組分運用在食品加工的過程中,仍需要很長時間的發展和研究,只有理論和技術相匹配,才能讓富硒食品在市場上獲得普遍的認可和廣泛的需求。