農產品硒營養強化現狀及合理強化閾值的設定分析

王鷗 王麗娟 朱大洲 徐海泉 黃建

摘 要：目的：結合富硒農業發展現狀提出農產品硒營養強化合理閾值的設定方法。方法：綜述不同國家對硒的推薦攝入量，以及農作物中硒的存在形式、生物利用率和安全性，分析目前我國富硒農產品發展現狀，提出硒營養強化的合理閾值設定方法。結果：我國富硒農業不斷發展，但相關營養品質判斷標準仍待改進。結論：我國富硒農業有巨大發展空間，建議依據食物營養特性與強化閾值進行農產品硒營養素的合理強化。

關鍵詞：硒;營養強化;農產品;閾值

硒是人體必需微量元素之一，目前全球約有十億人口存在硒缺乏問題[1-3]。我國是世界上嚴重缺硒的國家之一，缺硒省份的面積占全國總面積的70%以上，其中有1/3為嚴重缺硒地區，約7億人口生活在低硒地帶[4]。廣泛存在的缺硒問題導致我國居民硒攝入量存在嚴重不足。2010—2013年中國居民營養與健康狀況監測顯示，我國城鄉居民平均每標準人日硒攝入量為44.4 μg，有70.8%的人口硒攝入水平低于平均需要量，僅有17.8%的人口硒攝入量達到推薦攝入量（RNI）[5]。因此，我國居民硒攝入水平亟待提高。同時，調查還顯示我國居民膳食中硒的食物來源主要為面制品類，占23.8%，其次是肉類，占20.5%[5]。糧谷類食物是我國居民攝入硒的主要來源，占食物硒攝入來源的40%以上，因此利用農產品進行硒強化是提高我國居民硒攝入水平的重要途徑。

食用富硒農產品是提高我國居民硒攝入水平有效的途徑之一。目前，富硒農產品的種植與開發已初見規模，但因種植技術、生長地域、檢測方法等的不同，導致農產品硒營養強化缺乏統一的標準。本研究著眼于人體對硒的營養需求狀況，匯總分析目前農產品中硒的存在形式、安全性及營養強化現狀，并依據硒的需要量與食物強化評估模型提出農產品中硒營養強化閾值的分析設定方法，以期為富硒農產品的規范化管理提供科學依據。

1 硒的營養需求狀況及推薦攝入標準

世界衛生組織（WHO）建議成年人硒的膳食推薦攝入量為55 μg/d[6]，同時為了預防因缺硒導致的克山病，建議成年男性保證21 μg/d的硒攝入量，成年女性保證16 μg/d的硒攝入量[7]。德國、奧地利和瑞士營養學會以血液中硒蛋白的飽和度為依據，提出低硒地區居民硒的推薦攝入量為49 μg/d，同時建議成年男性硒攝入量為70 μg/d、成年女性為60 μg/d[8]。美國成年人硒的推薦攝入量為55 μg/d[9]。日本國立衛生與營養研究所建議該國成年男性硒的推薦攝入量為30 μg/d、成年女性推薦攝入量為25 μg/d[10]。歐洲食品科學委員會則提出居民硒的參考攝入量為55 μg/d [11]，其中英國推薦攝入量為60～75 μg/d[12]。我國衛生行業標準及中國居民膳食營養素參考攝入標準（2013版）將中國成年男女硒的推薦攝入量定為60 μg/d，平均需要量（EAR）設定為50 μg/d[13]。不同國家對于硒的推薦攝入量差異較大，這可能是由于不同地域硒攝入水平差異造成的。報道顯示，日本、美國、加拿大等國家硒的攝入水平可達100～200 μg/d，因此被認定為“高硒”或“硒充足”國家[3]，而中國、德國、意大利等國家硒攝入水平低于WHO推薦水平，被認定為“缺硒”國家，因此硒的推薦攝入量相對較高[3]。

2 農產品中硒的存在形式及生物利用率

硒以無機形式存在于土壤中，經植物吸收后以無機硒和有機硒兩種形式在植物體內存儲起來，并經食物鏈傳遞給動物和人體[14]。農產品中的無機硒含量與種類較少，主要包括硒酸鹽、亞硒酸鹽等;有機硒含量與種類較多，主要包括硒蛋白、硒核酸和硒多糖等大分子硒化合物以及硒代氨基酸等小分子硒化合物[15]。硒代氨基酸是人體通過日常飲食獲取硒的主要形式，其中硒代蛋氨酸主要來自植物體，硒代半胱氨酸主要來自動物體[16]。臨床研究表明，無機硒的生物利用率遠低于有機硒，同時對機體毒性較大[17-18]，因此，有機硒是評估富硒農產品品質與營養特性的重點。目前，已有研究對通過生物強化技術手段獲得的典型富硒農產品中硒的形態與生物可利用性進行了分析，結果發現，在富硒小麥、富硒大豆與富硒玉米中硒的主要存在形態均為硒代蛋氨酸，分別占三種作物總硒的44.4%、80.4%、65.7%;富硒西蘭花中硒的主要存在形態為硒代蛋氨酸、硒代半胱氨酸和甲基硒代半胱氨酸，分別占其總硒的27.8%、25.9%、37.1%[19]。同時，通過人工模擬胃腸消化過程測定可知這些生物強化富硒植物中硒的生物可利用性達80%以上，是人體補充硒的較好選擇[19]。

此外，硒在農作物不同可食部的分布形態也有差異。報道顯示，水稻、小麥等以籽粒為可食部分的作物中硒代蛋氨酸占總硒含量的80%以上;辣椒、西瓜、西藍花、馬鈴薯等以果實和莖為可食部位的農作物中硒代蛋氨酸占總硒含量的50%左右;白菜、茶葉等以葉片為可食部位的農作物中硒代蛋氨酸占總硒含量的35%左右，硒代半胱氨酸占總硒含量的25%左右，顯著高于其他類作物;而胡蘿卜等以根為可食部位的農作物中硒代蛋氨酸僅占總硒含量的19%左右，而無機硒占總硒含量的39%以上[20]。同時，該研究還指出，西藍花、白菜等十字花科農作物大多含有硒代半胱氨酸，該物質表現出一定的抗癌活性[20]，因此建議作為富硒農產品的培育重點。不同形態的硒具有不同的生物利用率。研究表明，有機硒具有較高的生物利用率，其中硒代蛋氨酸的生物利用率約為56%，硒甲基硒代半胱氨酸的生物利用率約為46%;無機硒中硒酸鹽的生物利用率約為33%，亞硒酸鹽的生物利用率約為12%[21]。

3 硒的生物安全性分析

富硒技術采用的硒源有無機硒和有機硒兩類，其中無機硒主要包括硒酸鈉和亞硒酸鈉等，有機硒主要包括硒代蛋氨酸、甲基硒代半胱氨酸等。兩類硒源均可以提高農產品中的硒含量，但具有不同的生物毒性。報道顯示，無機硒的生物毒性是有機硒的3～5倍[22]。采用3種常用的硒化合物進行海參富硒作用時發現，亞硒酸鈉的毒性高于硒酸鈉，且二者毒性均高于有機硒源硒代蛋氨酸[23]。但也有研究對常見硒源的急性毒性進行了比較匯總，認為酵母硒和硒代蛋氨酸毒性高于亞硒酸鈉和甲基硒半胱氨酸[24]。

4 農產品硒營養強化現狀分析

生物強化是提高農產品中微量營養素含量的有效措施之一。目前，我國多種農產品已通過育種手段實現富硒品種的選育，如吉林農業科學院選育的富硒紫米硒含量可達6.5 μg/g干重，江蘇農業科學院選育的富硒黑小麥硒含量可達普通小麥的1.2倍[25]。硒肥的使用同樣是提高農產品硒含量的有效手段。葉面施硒肥可在不影響小麥產率和品質的情況下將小麥籽粒的硒含量提高約20%[26]。茶葉也是通過葉面硒肥的使用實現富硒的農產品之一，并且在富集硒的同時，茶葉本身的得率、氨基酸含量、香氣成分等都會實現提升[27]。與葉面硒肥的使用相比，土壤硒肥是一種更為有效的農作物硒強化方法，通過該方法種植得到的谷物、水果及蔬菜中硒含量最高可較其本底值提高100倍[3]。

隨著農作物硒生物強化技術的推廣與應用，目前我國富硒農產品的標準不斷增多，通過表1可以發現如下問題：（1）因地域、品種、種植方式等不同，目前我國同一品類農產品下對“富硒”定義的標準存在一定差異;（2）針對“富硒”的定義多為限定了硒含量的范圍，但范圍限定較為寬泛;（3）不同標準中對于硒的存在形式大多未作詳細說明，這導致富硒農產品的生物利用情況并不清楚;（4）目前的富硒農產品標準中對農產品的分類較為寬泛，導致不同種類的農產品在對“富硒”的界定上并不嚴謹，例如現有標準對“蔬菜類”“水果類”農產品提出了富硒標準，但針對具體的不同種類的蔬菜與水果的富硒標準并未給出進一步的定義，而這恰恰是農產品營養品質評價所需要的。因此，盡管我國富硒農業不斷發展，但基于現有的標準，尚不能對富硒農產品的營養品質進行客觀統一的評價。

5 農產品硒營養強化閾值分析

農產品最終多以食物的形式進行利用，因此針對農產品的硒營養強化，建議應當以收獲后的農產品中硒的含量進行評價與分級。同時，由于不同農產品的營養素密度不同，因此傳統標準中以質量或體積計算硒含量的方法導致農產品之間缺乏橫向可比性。人體每日攝取的能量則相對穩定，食物最主要的功能就是提供人體所需要的能量。因此，本研究建議以能量密度去衡量與評估硒的營養素水平，即以農產品提供100 kcal能量的同時可以提供的硒元素水平作為計量方法。

5.1 強化上限的設定

硒屬于攝入過量后存在安全風險的營養素，中國居民膳食營養素參考攝入量中對成年人硒的可耐受最高攝入量（UL）規定為400 μg/d，因此建議以此作為農產品硒強化評估應用的上限閾值。我們假設兩種情形下農產品元素硒生物強化的最高限值。

5.1.1 100%強化上限 假設所有農產品允許元素硒的營養強化，即每日攝入能量均來自硒強化后的農產品。按照國際通常采用的最高強化水平評估模型[28]，將硒的UL值分配于每100 kcal食物中，以確保飯量最大人群（即能量攝入量為EI95人群）硒的營養素攝入量仍處于安全范圍。參照中國居民營養與健康狀況監測（2010—2013年）數據選取中國居民能量攝入的第95分位數（EI95=3 644.09 kcal/d），據此進行農產品中硒生物強化上限的計算。由于該情景下，農產品作為食物是唯一能量來源，因此本研究中食物強化比例系數不做計算，且不考慮通過營養素補充劑攝入營養素的量，因此最高強化水平評估模型計算公式可以簡化為：最高強化量=可耐受最高攝入量/（能量攝入第95分位數/100），即FLm=UL/（EI95/100），據此計算出農產品硒營養強化的上限值為11.0 μg /100 kcal，即農產品每提供100 kcal能量時最高可提供的硒含量不應超過11.0 μg。

FLm=[UL-（CI+SI）95]/（EI95/100×PFFn）

FLm：食品中添加微量營養素最大水平，mg/100 kcal或μg/100 kcal;CI：膳食中該營養素攝入量;SI：營養素補充劑中該元素攝入量;EI95：人群能量P95攝入量;PFFn：食物強化比例系數。

5.1.2 50%強化上限 即假設對允許進行硒強化的農產品進行限制和規劃，每日攝入能量中有一半來自硒強化農產品，一半來自非強化普通農產品。在此情況下，為了避免硒含量超標，強化上限計算時應考慮非強化農產品中的硒本底值，即公式中的CI值。中國居民營養與健康狀況監測（2010—2013年）顯示，我國居民日常飲食中硒攝入的P95值為85.5 μg/d，因此取該值的1/2記為本研究計算過程中來自非強化農產品中的硒攝入量，即CI=1/2P95。同時，強化比例系數PFFn為0.5。據此，該假設下強化上限計算公式為：最高強化量=（可耐受最高攝入量-1/2×P95）/（能量攝入第95分位數/100×0.5），即FLm=（UL-0.5×P95）/（EI95/100×0.5）。據此計算出農產品硒50%強化上限值為19.6 μg /100 kcal，即農產品每提供100 kcal能量時最高可提供的硒含量不應超過19.6 μg。

5.2 強化下限的設定

《GB 28050—2011預包裝食品營養標簽通則》中規定，當每100 kcal食物中礦物質含量達到NRV的5%及以上時，可以聲稱為“含有”。建議以此作為農產品硒營養強化的下限閾值參照。該標準中硒的NRV為50.0 μg，因此計算出農產品硒營養強化的下限值為2.5 μg /100 kcal，即農產品每提供100 kcal能量時最低可提供的硒含量不應低于2.5 μg。

5.3 強化上下限與現有富硒農產品標準比較

按照上文提到的硒強化上下限設定原則，本研究參照食物成分表進行了代表性農產品的硒強化閾值的計算。表2顯示，與現行部分富硒農產品行業或地方標準相比，計算得到的農產品硒強化上下限值范圍較窄;除大蒜、香菇、菜花、雞蛋接近或高于GB 28050預包裝食品營養標簽規定的“含有”聲稱外，多數農產品100 kcal硒含量低于5% NRV，即按成年人能量需要量2 000 kcal計算，則硒的攝入量不能達到100% NRV，因此，有必要進行農產品硒的強化;從安全角度看，現有農產品硒強化標準的上限大多超過計算的強化上限，遠高于GB 28050預包裝食品營養標簽規定的“富含”聲稱，如對農產品的硒強化不加于限制和規劃引導，硒的攝入則將嚴重超出UL而導致過量的潛在安全風險。

6 農產品硒強化的建議與展望

硒的農產品強化應從安全性、可利用性、規范性等方面進行綜合分析與管理。首先，硒元素自身具有安全劑量范圍，攝入過少或過多都會對人體健康產生不利影響。為了保持適當的膳食平衡以保證其他微量營養素的適宜和均衡攝入，農產品中的硒也不應進行一味的富集，而是應結合其本身硒含量、硒存在形態與生物利用率在安全閾值范圍內進行合理提高。同時，硒強化應選擇易富集硒的農產品作為合適的載體，但不建議所有的農產品都進行硒強化。因此建議對允許硒強化的農產品類別進行規劃。第二，我國人口眾多，飲食習慣差異較大，因此建議農產品富硒應綜合膳食指南推薦、不同膳食模式特點、不同人群的飲食特點等進行細分考慮。例如：針對素食者重點推薦的富硒農產品，兒童、孕婦、乳母等特殊群體選用富硒農產品的指導與共識等。第三，農產品中硒的富集不是最終目的，被人體吸收利用發揮健康功效才是富硒農業最終需要解決的根本問題。硒的生物轉化是決定其生物可利用性的關鍵步驟，無機硒被生物體轉化為有機硒才能更好地被人體吸收利用。因此現有研究在提高農產品硒富集作用的同時，還應著力突破硒的生物轉化問題，以進一步提高其生物利用率。第四，硒的營養作用不是獨立進行的，其吸收利用與代謝過程離不開其他營養素的參與。因此在農產品富硒的同時，還應關注維生素C、維生素E等營養素含量的變化。同時，農產品富硒的同時會有其他伴生金屬的富集，如鉻、鎘、砷、鉛等。因此，評估富硒農產品營養價值的同時還應注意到其伴生金屬的富集情況及對人體健康的潛在危害性。第五，地域條件差異會導致農產品硒含量不同，因此富硒農業的發展應結合地域優勢進行。同時富硒標準的制定也應結合產地、富硒手段、硒存在形態、穩定性、轉化率與生物利用率等多方面進行綜合評估，以規避“只求富硒，不講利用”的情況出現。最后，目前市面流通的富硒農產品質量魚龍混雜，尚無對消費者合理選擇富硒農產品的規范化與權威性的指導。因此，相關部門可以結合我國富硒農業現狀，整合農業、食品、營養、市場等多方面力量著力打造權威性的富硒農產品系列標準，建立健全富硒認證認可制度，推出標桿性富硒農產品，并在消費者群體中開展科普宣教，提高其對富硒農業及農產品的科學認識，指導其對生物強化農產品的消費與選擇。

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Current Status of Selenium Fortification of Agricultural Products and Rational Fortification Threshold Analysis

WANG Ou1，WANG Li-juan1，ZHU Da-zhou2，XU Hai-quan2，HUANG Jian1

（1 National Institute for Nutrition and Health，Chinese Center for Disease Control and Prevention/ Key Laboratory of Trace Element Nutrition of National Health Commission of Peoples Republic of China，Beijing 100050，China;2Institute of Food and Nutrition Development，Ministry of Agriculture and Rural Affairs，Beijing 100081，China）

Abstract：Objective To propose a method for setting rational thresholds for agricultural selenium fortification based on the current development status of selenium rich agriculture.Method The recommended nutrient intake of selenium in different countries was reviewed，the selenium form，bioavailability and safety in the agricultural products were summarized，and the development status of selenium rich agricultural products was analyzed.Besides，a method for setting rational thresholds for agricultural selenium fortification was also proposed in this paper.Result The selenium rich agriculture is developing continuously in China，but the evaluation standard of nutritional quality still needs to be improved.Conclusion There is a huge development space for selenium rich agriculture in China.It is suggested that selenium fortification of agricultural products should be carried out reasonably according to food nutritional characteristics and fortification threshold.

Keywords：selenium;nutrition fortification;agricultural product;threshold