转发:【南昌大学食品学院食品营养与健康创新团队最新研究】从土壤到餐桌:硒强化食品的全面综述

近日，南昌大学食品学院食品营养与健康创新团队的博士研究生李洪安、硕士研究生唐欣如、邓泽元教授、李红艳教授等人合作在国际期刊Comprehensive Reviews in Food Science and Food Safety发表了题为“From soil to table: A comprehensive review of selenium-fortified foods”的文章。

硒是一种具有狭窄营养窗口的必需微量元素，主要通过硒蛋白对人类健康发挥关键作用。其既不可或缺又具潜在毒性的双重特性，突显了精准摄入的重要性。土壤硒含量的地理差异导致膳食硒缺乏普遍存在，推动了富硒食品技术的发展。现代食品硒强化策略通过多种技术实现，包括土壤或叶面施硒、作物基因工程、微生物介导转化以及直接添加于动物饲料或加工食品。通过富硒食品摄入的硒化合物通常分为无机硒和有机硒两类：有机硒（如硒氨基酸）和无机硒（如硒酸盐）分别通过氨基酸转运途径和离子转运途径被吸收转化，这种差异导致其代谢过程和毒性特征不同。硒过量具有神经损伤、脱发/指甲脱落和胃肠道不适等毒性特征，严重时可导致死亡。有机硒形态表现出更优的生物利用度、更高营养价值和更低毒理学风险。

本研究综述了目前各类天然富硒食品的硒强化方法，常见的富硒食品类型以及硒强化处理对这些食品的影响。比较了各种主要膳食硒化合物在人体内的吸收、代谢情况，并评价了膳食硒补充对人体健康的影响，同时还重点介绍了不同国家和地区规定的不同年龄段的推荐硒摄入量范围，指导个人科学补充硒。

（原文链接）https://doi.org/10.1111/1541-4337.70250

硒是人体必需的微量元素，在多种生理过程中发挥关键作用，是多种重要人体健康相关蛋白质的结构成分。研究表明，硒缺乏可能与甲状腺功能减退、心血管疾病和某些癌症等多种疾病相关。获取充足的硒对维持人体健康具有重要意义。

食物中的硒含量受土壤硒水平、作物品种和生长环境等多种因素影响。虽然硒可通过膳食摄入获取，但在某些缺硒地区或受生长环境影响，传统种养殖方式产的农产品硒含量较低，人们难以从常规饮食中获得足量硒。在此背景下，富硒食品被视为满足不同人群补硒需求的重要干预手段。富硒食品主要包括通过硒强化栽培、饲喂富硒饲料及基因改造等技术生产的富硒农产品，如富硒谷物、蔬菜、肉类等，这些产品通常经市场购买后直接烹饪食用。此类食品主要含有机硒形态（如硒代蛋氨酸和L-硒-甲基硒代半胱氨酸），通过日常饮食自然补硒。

富硒食品能有效提升血液硒水平，被广泛应用于缺硒地区的疾病预防与治疗。但需注意，过量硒摄入会对人体健康产生负面影响，导致腹泻、头痛、脱发等症状，并可能损害肝肾功能。硒在人体健康中呈现双相剂量效应关系：膳食硒摄入不足（<30 μg/天）会因硒蛋白（如谷胱甘肽过氧化物酶）合成受损而引发克山病和大骨节病等地方病；反之，长期过量摄入（>400 μg/天）会通过破坏氧化还原稳态导致硒中毒，其特征表现为皮肤异常、神经功能障碍和代谢紊乱。流行病学证据表明，成人硒的最佳营养范围为55-70 μg/天，其安全边际狭窄——毒理阈值仅比营养需求高5-7倍。欧洲食品安全局（EFSA）和美国国立卫生研究院（NIH）均将55-70 μg/天定义为成人适宜摄入量（AI），可耐受最高摄入量（UL）分别为255 μg/天和400 μg/天。建议高风险人群在补硒前临床监测血清硒水平（正常范围：75-150 μg/L）。值得注意的是，富硒食品的硒含量可能比常规食品高3-10倍，建议消费者严格遵循地区特定指南，并监测基础饮食（特别是海产品和动物内脏）的硒贡献量，以确保膳食安全并发挥硒的营养益处。

1）植物对硒的吸收、转运和代谢途径

自然界中的硒主要分布于土壤中，植物可从土壤中摄取硒元素。硒是动物体内不可或缺的微量元素，在多种生命活动中发挥关键作用；而在植物体内，情况则截然不同——硒并非高等植物维持生命活动的必需元素。但在特定条件下，硒能促进植物生长、改善作物品质，并减轻生物与非生物胁迫的负面影响。由于硒与硫具有相似的结构和化学性质，大多数植物无法区分硫和硒元素，使得硒能够通过硫代谢途径在植物体内积累。植物从土壤中吸收硒后，可利用硫代谢途径，通过硒同化酶将含硫氨基酸中的硫原子替换为硒原子，从而生成硒代蛋氨酸（SeMet）和硒代半胱氨酸（Sec）。

2）不同食物中的硒含量差异

硒通过日常膳食在人体内累积，因此食物中的硒含量决定着人体硒蓄积水平。不同类别食物的硒含量存在显著差异（表1）。植物性食物中硒主要以硒代蛋氨酸（SeMet）形态存在，而动物性食物（如肉、蛋、奶制品）中硒代蛋氨酸（SeMet）和硒代半胱氨酸（Sec）是主要的硒化合物形态，富含蛋白质的食物通常呈现较高硒含量。由于食物链的逐级富集效应，动物性食物的平均硒含量普遍高于植物性食物。谷物和豆类被公认为膳食硒的重要来源，而鱼类、贝类和肉类（特别是动物内脏）则被证实具有相对较高的硒含量。谷物平均硒含量范围在0.0021-2.11 mg/kg之间。动物性食物平均硒含量范围为0.0042-2.46 μg/g，但不同类别差异显著：新鲜肉类硒含量为0.3-0.5 μg/g，而动物内脏硒含量可达肉类的4-15倍。鱼类硒含量丰富，其中海水鱼（0.412±0.143 μg/g）高于淡水鱼（0.251±0.096 μg/g），但同类鱼种间也存在显著差异。

水果蔬菜因含水量高、蛋白质含量相对较低，其硒水平通常处于较低水平。常见蔬菜硒含量大体按以下顺序递减：坚果类＞食用菌＞十字花科蔬菜＞百合科蔬菜＞根茎类蔬菜＞豆类＞茄科蔬菜＞叶菜类。虽然多数蔬菜硒含量普遍较低，但某些植物性食物以高硒著称：巴西坚果硒含量约49.6-52.4 μg/g，是已知最丰富的硒来源之一；食用菌硒含量通常在6.0-50.0 μg/g之间，由于其蛋白质含量占干重16.5-39%且所含硒主要与蛋白质结合形成SeMet，具有较高食用价值；韭菜、大蒜、洋葱等百合科蔬菜因富含含硒氨基酸，其硒水平也显著区别于其他蔬菜类别。研究发现百合科植物优先将土壤吸收的硒转化为SeMC而非SeMet，鉴于SeMC能更高效转化为具有抗肿瘤活性的甲基硒醇，洋葱和大蒜不仅被认为是优质膳食硒源，还可能对癌症预防和早期干预产生积极作用。

3）食品硒强化技术

植物源富硒食品是通过针对性调控植物代谢途径，提高可食部位硒含量的一类功能性农产品。其核心在于利用农艺措施或生物技术手段，使植物吸收并积累无机硒（如硒酸盐、亚硒酸盐），进而转化为硒代氨基酸等有机形态。通过外源干预突破天然硒分布的地理局限性，植物源富硒食品的开发为应对区域性硒缺乏问题提供了可持续解决方案。与硒营养补充剂不同，植物硒强化注重硒在农产品中以有机形态转化与稳定积累，通过日常植物性食品摄入自然补硒，兼具安全性和普适性。根据强化原理与技术路径差异，现有方法主要分为土壤施硒、叶面施硒、遗传改良育种和微生物介导转化四大类。

动物源富硒食品是指通过特定饲养管理措施或营养干预手段，提高动物可食部位（如肉、蛋、奶）硒含量的一类功能性食品。目前动物产品的硒强化主要通过在饲料中添加有机硒源（如硒代蛋氨酸、富硒酵母等）或无机硒源（如硒酸钠、亚硒酸钠等），使动物有效吸收并积累硒元素动物硒强化不仅有助于改善人类膳食硒摄入，还能增强动物自身免疫力和健康状态。

4）常见的硒强化食品类型

硒强化技术的逐步完善推动了多样化富硒食品在全球市场的普及。现代生物转化方法能够将无机硒高效转化为生物可利用的有机形态，而先进的稳定化方案显著提高了硒在食品基质中的元素保留率和热稳定性。为应对高危人群的硒缺乏问题，这些强化食品已被无缝融入日常饮食体系——从富硒主粮（如水稻、面粉）、食用菌和动物源性产品（包括蛋类与肉类），乃至富硒茶等细分品类。这种系统化整合不仅满足硒摄入需求，更展现出与既定饮食模式的高度兼容性。

5）有机硒与无机硒的代谢途径差异

硒无法由动物体内合成，在自然界中仅能通过膳食摄入获取，其存在形式包括有机硒和无机硒两大类。无机硒主要包括天然存在的硒酸盐、亚硒酸盐以及非天然的硒纳米颗粒（SeNPs），有机硒则主要为含硒氨基酸、硒多糖及硒蛋白。含硒化合物经过胃肠道消化阶段后，主要于十二指肠区域被吸收进入体内，而胃部和结肠段的硒化合物几乎不被吸收。有机硒与无机硒的吸收机制存在显著差异：硒酸盐通过氢离子交换和钠泵作用被吸收，亚硒酸盐通过自由扩散方式吸收，而硒蛋白和富硒多糖经消化后转化为小分子形态，通过氨基酸吸收途径进入体内（图4）。

6）膳食硒的推荐摄入量

2022年最新发布的《中国居民膳食指南》也给出了不同年龄段的硒推荐营养素摄入量（RNI）和适宜摄入量（AI）参考值。中国成人硒RNI为60 μg/d。0-0.5岁婴儿AI为15 μg/d，0.5-1岁为20 μg/d。1-4岁儿童RNI为25 μg/d，4-7岁为30 μg/d，7-11岁为40 μg/d。11-14岁青少年RNI为55 μg/d，14岁以上青少年与成人相同为60 μg/d。此外，中国膳食指南还规定了孕妇和乳母的硒RNI，分别为65 μg/d和78 μg/d，这可能考虑了胎儿和哺乳婴儿的硒营养需求。

美国食品与营养委员会（FNB）和美国国立卫生研究院膳食补充剂办公室制定的每日硒推荐摄入量因年龄而异：男性为40-70 μg/天，女性为45-55 μg/天。此外，FNB建议儿童每日硒摄入量约为25 μg，与中国居民膳食指南的规定一致。

欧盟对婴幼儿的每日硒摄入量建议略低于中国：0.5-3岁为15 μg/天，4-6岁为20 μg/天，7-10岁为30 μg/天。但对11-14岁青少年的建议摄入量为65 μg/天，18岁及以上成人为70 μg/天，略高于中国规定的60 μg/天。孕妇和乳母的建议每日摄入量分别为70 μg/天和85 μg/天，也高于中国的推荐标准。近期，欧盟委员会重新定义了硒的最大安全摄入水平（UL）。欧洲食品安全局营养、新型食品和食物过敏原专家组（NDA）通过大型随机对照试验确定最低观察有害效应水平（LOAEL）为330 μg/d。成年男性和女性（包括孕妇和乳母）的UL设定为255 μg/d。此外，还根据年龄进一步细化了未成年人的最大安全每日摄入量。

日本的膳食硒每日推荐摄入量显著低于其他国家和地区：男性未成年人为15-35 μg/d，成年男性为30 μg/d；女性未成年人为15-30 μg/d，成年女性为25 μg/d（日本厚生劳动省，2015）。这些水平几乎是其他国家和地区推荐的硒摄入量水平的一半。相比之下，韩国、澳大利亚和新西兰的建议与中国、美国和欧盟更为接近：1-3岁婴幼儿建议最大摄入量约为25 μg/d，儿童和青少年建议目标约为25-60 μg/d，成人建议摄入量约为60 μg/d。遵循当地法规发布的硒RNI进行每日补硒，可确保在安全范围内获得所需硒元素。

综上所述，硒强化食品在解决膳食硒摄入地域性失衡方面展现出巨大潜力，但仍需不断完善。展望未来，应优先在以下几个关键领域取得突破：（1）优化和推广食品硒强化的前沿策略；（2）进一步开发针对富硒食品的现代化加工工艺；（3）结合机器学习（ML）与人工智能（AI）技术，根据个体身体状况和饮食习惯制定个性化补硒策略。通过整合先进生物技术、食品工程创新及系统化科学手段，有望在控制成本的同时保持功能性，推动富硒食品实现从特殊功能性食品向普适性营养解决方案的转变。膳食补硒策略的持续发展及相关科学方法的不断进步，也将使传统广剂量范围的补充方式转变为针对不同人群定制的精准营养方案，降低膳食硒摄入风险，充分释放其功能潜力。

李洪安 博士研究生

李洪安，食品科学与工程专业2024级博士研究生，以第一作者发表SCI论文3篇，主要研究方向为植物化学物的功能活性及作用机理。

李红艳 教授

李红艳，教授，博士生导师。食品科学与技术国家重点实验室固定成员，江西省科技创新高端(青年)人才，江西省青年井冈学者，江西省优博，江西省杰出青年人才，南昌大学赣江特聘教授。南昌大学食品学院副院长，国际食品创新研究院副院长，江西省微量元素与健康研究会常务理事，江西省科普专业委员分会常务委员，中国抗癌协会肿瘤营养专业委员会营养预防组委员，江西省食品科学技术学会理事，江西省营养学会理事，江西省营养学会营养转化分会委员，教育部学位中心学位论文通讯评审专家。参编十二五国家规划教材、21世纪教材、卓越工程师教育培养计划教材，主讲省级精品资源共享课程、省级精品在线开放课程等。主持四项国家自然科学基金、主持中国博士后科学基金特别资助、中国博士后科学基金面上一等资助、省博士后面上一等资助、国家重点实验室青年基金、省青年科学基金、教育厅基金等。入选领跑者5000——中国精品科技期刊顶尖学术论文、2016年度中国博士后科学基金资助者选介，获江西省技术发明二等奖(第一)、江西省科技进步二等奖、霍英东青年教师二等奖、中国产学研创新成果奖、江西省教学成果奖、中国食品科学技术学会科技创新奖等。以第一作者或通讯作者发表SCI论文40余篇，EI论文11篇，其中2篇ESI高被引论文，4篇通讯作者文章为食品Top期刊封面文章。授权国家发明专利3项。

邓泽元 教授

邓泽元，二级教授，博士生导师。南昌大学食品科学与资源挖掘全国重点实验室固定成员，享受国务院特殊津贴，宝钢优秀教师，江西省最美科技工作者，中国营养学会学科杰出贡献专家，赣鄱英才555工程人才、江西省新世纪百千万人才工程人选，江西省高校中青年学科带头人，首届江西省优秀硕士指导教师，江西省高等学校教学名师，获得教育部优秀中青年教师（支助），江西省主要学科学术与技术带头人，“食品科学”与“营养与食品卫生学”重点学科带头人。现任全国学校食品安全与营养健康工作专家组，国家“三新”食品评委，江西省营养学会理事长，中国农学会微量元素与食物链分会副理事长，中国营养学会营养转化医学分会副主任委员，稻米油产业联盟副理事长，中国营养学会常务理事。《食品科学》、《中国油脂》、《乳业科学与技术》、《食品质量与安全》、J of Agri. Food Chem.、J of Food Biochem.、Euro Lipids Sci & Tech、Inter Food Sci &Nutri编委，入选全球10万名科学家。

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