富硒乳制品的生產研發進展及前景分析

文/潘蕓蕓 姜竹茂 艾春梅 王 恒

（煙臺大學生命科學學院）

硒元素（Se）位于元素周期表第四周期VIA族，是人體必需微量元素之一，具有抗癌、延緩衰老、增強機體免疫力的作用。人類對硒已有200多年的研究歷史，對其的營養價值、生理功能有了深入的了解[1]。全球有40 多個國家和地方缺硒[2]，我國是缺硒大國，硒的分布也極其不平衡，有2/3的土地缺硒。研究證明，缺硒可引起人類患克山病、大骨關節病，導致牲畜患白肌病[3]。世界衛生組織要求，膳食中硒的每日最低攝入量為40 μg/天，每日推薦營養補充量為50～250 μg/天[4]。當前，我國鼓勵發展富硒產業，生產富硒產品，現有的富硒產品涉及谷物、茶葉、畜產品、水果等，但還未見富硒乳制品產品。市場上現有乳制品中硒含量較低，平均硒含量僅為0.0055 μg/g[5]，無法滿足人體需求。乳制品因其豐富的營養價值而深受消費者喜愛，因此，富硒乳制品會是一條較好的補硒途徑。

1 硒在人體的存在形式及生理功能

1.1 硒在人體的存在形式

硒在機體內以有機硒和無機硒2 種形式存在。無機硒一般是指亞硒酸鈉和硒酸鈉；有機硒一般通過生物轉化使硒與生物體內的有機物質結合而成，以硒蛋白質（功能蛋白質及酶類）、硒多糖、硒核酸等形式存在[6]。這2 種形式的硒都可被人體吸收、利用，但有機硒在人體的吸收、利用率比無機硒大得多，可在機體組織中貯存，而無機硒大多被人體直接代謝、消耗，對人體有一定毒害作用[7]。硒蛋白質是有機硒在人體吸收、利用的主要形式，目前在人體或動物體內已發現有25 種硒蛋白質，各自發揮著不同作用[8]。

1.2 硒的生理功能

硒是谷胱甘肽過氧化酶（GSH-Px）活性部位必不可少的輔助因子，在人體內會以硒蛋白質的形式參與特定酶的代謝活動。因此，硒的缺乏會影響酶的合成，使酶活性降低，影響人體正常生理功能，特別是氧化還原反應、甲狀腺激素合成代謝和免疫功能等[9]。

1.2.1 硒的抗氧化作用

硒的抗氧化作用主要體現在對活性氧自由基及其衍生物的抗氧化。GSH-Px和磷脂氫谷胱甘肽過氧化物酶（PHG-PX2）是生物體內的2 種含硒酶[10]。缺硒會引起GSHPX活性的改變，導致功能失調和疾病的發生。血液攜氧能力也和硒含量密切相關，當血液中硒濃度降低時，血紅蛋白易被氧化，攜氧能力降低；硒濃度升高時，血紅蛋白不易被氧化，攜氧能力提高。

1.2.2 硒與甲狀腺激素合成代謝關系

硒在甲狀腺激素的合成和功能中發揮十分重要的作用。Kucharzewski等[11]研究了不同類型甲狀腺疾病患者血液中硒濃度的差異，發現甲狀腺癌患者中平均硒含量較低。Rasmussen等[12]研究了麥丹輕度缺碘地區血清硒濃度與甲狀腺體積的關系，結果表明血清硒濃度與甲狀腺水平呈負相關，低硒增加了甲狀腺腫大的風險。同時發現，各種甲狀腺疾病患者全血中硒濃度與健康人相比較低，而適量補硒能促進甲狀腺功能的恢復[13]。

1.2.3 缺硒性地方病

地方性人群缺硒是指某地區人群硒水平普遍低于正常水平，長期硒攝入不足影響了機體正常的生理功能，造成了疾病的發生。克山病主要分布在黑龍江、云南等[14]地區，楊光圻等[15]于1973年第一次提出克山病與硒含量過低有關，研究表明，適量補硒可預防克山病的發生。大骨節病是以關節軟骨變性、壞死為主的一種慢性地方性疾病，我國部分地區仍存在此類疾病，硒水平較低是大骨節病的共有特征，適量補硒可緩解病癥[16]。

2 富硒乳制品的生產研究情況

2.1 富硒生鮮乳

目前，研究人員多采用在飼料中添加有機硒的方法來生產富硒鮮奶。與無機硒相比，有機硒更能提高牛乳中硒的含量。日糧中添加有機硒，可使乳硒含量提高4～5倍。

呂戰偉[17]研究了日糧中添加不同水平的亞硒酸鈉和酵母硒對奶牛生產性能及乳硒含量的影響，結果表明，不同水平的亞硒酸鈉和酵母硒對乳成分的影響不顯著，乳硒含量隨著酵母硒添加量的增加而上升，其中15 mg/天和20 mg/天的酵母硒添加效果較好，而亞硒酸鈉對乳硒含量的影響不明顯。Karkoodi等[18]研究表明，奶牛飼料中添加有機硒的螯合物可顯著提高其乳脂率和乳蛋白質率。韓吉雨等[19]以72 頭荷斯坦牛為研究對象，研究亞硒酸鈉和阿富硒對奶牛乳硒含量和生產性能的影響，結果表明，亞硒酸鈉組與對照組之間差異不顯著，但添加阿富硒處理組均能提高乳硒含量，其中添加濃度為12 g/天·頭阿富硒可使乳硒含量達到65.5 μg/kg。目前，已證實有機硒對奶牛的生產性能影響高于無機硒，但關于有機硒的最佳添加量、有機硒種類的選擇，值得更深一步的研究。

2.2 富硒純牛奶

目前，富硒純牛奶的研發主要有2 種方式：一是動物轉化法；二是直接添加法。動物轉化法是指用富含硒元素的飼料喂養奶牛，使其分泌出的乳汁富含硒元素。這種方法優點在于硒元素來源綠色、安全，但缺點是操作繁瑣、復雜。直接添加法是指在乳制品生產中，直接添加富硒酵母等優質硒源。該方法工藝簡單，更利于企業生產，但對富硒酵母的添加量有一定限制，我國規定飲料中硒添加量為30 μg/10 mL[20]。

莊安寧等[21]通過在奶牛日糧中添加富硒酵母，利用原子熒光分析法測定牛奶中硒的含量，使牛奶中硒含量提高到97.73 g/L。張祥明等[22]研究富硒紫云英對奶牛乳硒含量及產奶量、乳脂、乳蛋白質等的影響，結果表明，紫云英能促進奶牛對硒的吸收，富硒紫云英效果最好，但對乳脂、乳蛋白質和乳中K+、Na+含量沒有顯著的影響，而對乳中Ca2+、Mg2+含量影響較大。同時，富硒紫云英可大大提高奶牛的產奶量。Csapó.J等[23]以硒元素添加量2 mg/天的飼料喂養奶牛，得到53 μg/kg的富硒牛奶。奶牛日糧中硒源種類很多，而不同硒源的生物利用率不盡相同，最后牛奶中的硒含量存在差異，需深入研究奶牛對不同硒源的最大耐受量。同時，牛奶生產工藝條件是否對硒元素造成影響，也需要進一步的研究。

2.3 富硒酸奶

酸奶具有獨特的風味和豐富的營養價值，現已逐漸成為人們必需的日常生活食品。微生物具有富集微量元素的功能，能將無機硒轉化為有機硒。富硒菌種的篩選一直是研發人員關注的重點。現已有報道證明，乳酸菌具有一定的富硒能力[24,25]，可將亞硒酸鈉轉化為利用率高的有機硒。易鑫等[26]以不同濃度的亞硒酸鈉作用于5 種乳酸菌，篩選出一株富硒優勢乳酸菌——植物乳桿菌，確定了植物乳桿菌最佳的富硒條件為NaCl濃度2%，亞硒酸鈉濃度16 μg/mL，接種量3%，最終富硒率為84.26%。鄧宇[27]從開菲爾顆粒中篩選出一株富硒優勢菌種——短乳桿菌，將其應用于富硒酸奶的制備，并在添加富硒短乳桿菌生產的富硒酸奶中觀察到了單質硒。張蓉等[28]以復原乳為原料，以富硒青春雙歧桿菌和干酪乳桿菌為發酵劑，制備了一種新型富硒保健酸奶，其有機硒質量比為29.2 μg/kg，貯藏期間有機硒含量相對穩定。張海濤等[29]將長雙歧桿菌和嗜酸乳桿菌作為發酵菌種，以菌體中含硒量為指標，通過單因素及正交試驗確定了富硒羊酸奶的主要發酵劑生產工藝，最終得到酸奶發酵劑中硒含量約為33.46 μg/kg。Liu等[30]采用在飼料中添加硒元素的方式生產富硒牛奶和奶酪，研究發現，牛奶中的硒元素主要集中在酪蛋白質和乳清蛋白質中，富硒奶酪中硒含量比牛奶高出4 倍；與不含硒奶酪相比，富硒奶酪的可融性、流動性、延展性更好。

除了利用微生物的富集功能生產富硒酸奶外，在生產過程中添加其他富硒物質也是生產富硒酸奶的一種方法。謝海軍等[31]在原料乳中添加從富硒平菇中提取的硒蛋白質制備富硒酸奶，硒蛋白質添加量4%，發酵時間6 h時制備的硒蛋白質酸奶感官品質最好，冷藏期間其保水性顯著高于對照組。朱海敏等[32]將富硒茶葉中的硒元素精提取出來，得到富硒茶葉精提組分，再將其與牛奶進行混合，經保加利亞乳桿菌和嗜熱乳鏈球菌發酵，制備一種新型富硒茶酸奶。祁新華等[33]以羊奶粉、小麥胚芽粉為原料，添加富硒酵母，通過嗜酸乳桿菌和副干酪乳桿菌發酵，制備了一種新型富硒發酵羊乳飲料，其硒含量為145 μg/kg。目前，微生物的富硒功能受到多方面因素的影響，如亞硒酸鈉添加量、發酵時間長短。研發篩選出更適合富硒的微生物菌株，確定其對亞硒酸鈉的耐受程度及與其他菌株之間的關系是值得深入研究的問題。

3 富硒乳制品的應用前景及小結

我國鼓勵發展富硒產業，目前我國富硒農業的產值已經超過1 000億元，未來5 年可能突破萬億元。富硒產業得到各級重視，越來越多的富硒產品進入大眾的生活中[34]。市場上乳制品種類也在不斷創新發展中，芝士酸奶、益生菌乳品的出現為乳制品市場注入了新的活力。目前富硒牛奶已實現產業化生產，市場上也出現了相關產品，如“蒙貝利”系列富硒純牛奶、“百菲酪”富硒水牛純奶，但富硒酸奶、富硒奶酪等乳制品還未有大規模生產，無法滿足消費者多樣化的需求。因此需要對富硒乳制品進行進一步的研發，填補市場空白，其應用前景廣泛。

富硒食品是功能性食品研發的熱點領域之一，適量的補硒對人體有益無害。隨著經濟的發展，人們越來越重視食品的營養健康。乳制品逐漸成為人們日常生活中的必需品之一，將硒元素與牛奶結合，生產出一系列富硒乳制品，不僅滿足了消費者的需求，更是一條良好的補硒途徑。國內外學者對硒的功能性、形態分布、富硒微生物等方面進行了深入的研究，但將硒元素用于食品加工，還需要進一步研究在加工過程的硒狀態、穩態等問題，從而為富硒乳制品的開發提供更大的可能。