大蒜补硒元素(大蒜补元素硒片怎么吃)
大蒜( Allium sativum L.,Garlic) 为二年生草本植物,属于百合科( Liliaceae) 葱属( Allium) 中的一个栽培种,别名蒜、胡蒜、古名葫,富含大量的生物活性物质和营养成分.资料显示,新鲜蒜头中硒的含量在蔬菜中最高达0.276mg/kg ,而一般蔬菜平均含硒量为0.01mg/kg.近年来研究表明,硒及硒化物( Sodium Selenete) 除具有抗氧化作用外,还有抗肿瘤、延长寿命和提高机体免疫功能等作用.世界上 有40 多个国家土壤中缺硒,我国有72 %的地区属于缺硒地区,一些地方性流行病如克山病,大骨节病,动物自肌病和水肿病等均与环境低硒有关,人体摄入适当的硒,能起到治病防病的效果.因此生产富硒食品成为我国功能性食品的研究热点之一.我国大蒜资源丰富,年产量占全世界1/4,由于大蒜是一种很好的医食同源植物,因此富硒大蒜可做为一种理想的生物硒来源.增强硒在大蒜中的富集量,积极有效地开发出相关产品,这对于解决缺硒地区的硒营养问题,提高人类的健康水平,都具有极其重要的社会和经济意义.
1 硒的生物学功能及植物富硒方式
1.1 硒的生物学功能
硒是人和动物所必须的营养元素,是人体红细胞谷胱甘肽过氧化物酶和磷脂过氧化氢酶和谷胱甘肽过氧化物酶的组成成分,其主要作用是参与酶的合成,保护细胞膜的结构与功能免遭过度氧化和干扰.硒可以通过提高谷胱甘肽过氧化物酶( GSH - Px) 活性,以及改变其它活性氧防御酶如超氧化物歧化酶( SOD) 、过氧化氢酶( CAT) 和过氧化物酶( POD) 等的活性,使各抗氧化系统在机体内形成动态平衡,从而改变植物组织中活性氧防御酶的活性.硒还能防止GSH -Px 基因转录子的降解,提高DNA 修复酶的活力和细胞的抗突变能力,促进DNA 和RNA 的合成.硒有促进蛋白质合成的作用,一方面硒以硒代含硫氨基酸如Se - Cys,Se—Met 形式直接参与蛋白质合成,减少了游离氨基酸中Cys 和Met 的含量.另一方面,硒是植物体内一种tRNA 核糖核酸链的组成成分,具有转运氨基酸的功能,从而对其它游离氨基酸也有影响.对众多植物的硒肥施加试验表明,适量的硒具有增加作物产量与增进品质的效果.但是,过量的硒则对植物构成毒害.一般非硒积累植物含硒量大于50 mg/kg 时,就会使植物中毒,表现出生长缓慢,植株矮小,叶子失绿等中毒症状.因此,硒对植物生长的作用符合一般必需营养元素对生物体反应的Bertrand 生物剂量规律,它有可能是植物生长必需的营养元素.另有研究表明,富硒后的大蒜抑菌效果也增效明显.
1.2 硒富集方式及存在形式
植物吸收硒的机制很复杂.研究表明,植物是以主动耗能的方式吸收硒酸盐,吸收亚硒酸盐则是不需能的被动吸收形式.以亚硒酸盐为例,其在根部被吸收并转化为硒酸盐和其它硒化物向地上部运输至叶片,在那里由无机硒转化为有机硒,这一转化过程较之根吸收过程慢,因而,在根内常积累大量的硒.植物都有累积硒的能力,它们都能使土壤中的无机硒转化为植物有机硒,也可把土壤中的有机硒转化为植物的无机硒和有机硒.植物中的硒主要以低分子的有机硒形式存在,如硒代胱氨酸、硒代半胱氨酸、硒代蛋氨酸等.硒代氨基酸被吸收后,即与组织蛋白结合或进入代谢使硒还原为硒化合物的形式.硒酸盐和亚硒酸盐被还原成具有生物活性的硒化物形式.硒与各种蛋白质能紧密结合,但大量硒化合物代谢产生硒代胱氨酸,硒代胱氨酸具有催化活性,它对谷胱甘肽过氧化物酶的形成起重要作用.研究发现,大蒜中存在两种相对分子质量为30 000和33 000 的硒蛋白.除蛋白硒外,植物中一部分有机硒是以RNA、蛋氨酸、多糖、果胶、多酚结合态存在的.如大蒜中硒多糖占有机硒2.7%,Se - RNA 占0.1%.特别需要注意的是,土壤类型、植物种类及植物部位、成熟程度以及植物的培养方式和硒肥的施加方式也会影响植物对硒的吸收.
2 富硒大蒜的生产方法
目前,施加硒肥是富硒大蒜生产的主要方法.在实验室中通常利用营养液中添加亚硒酸钠,培养一段时间后研究大蒜对硒的吸收及转化效果.实际应用中,施硒的方法有三种,分别是土壤施硒,叶面施硒和硒肥浸种,其中,前两种在生产中最为常用.
2.1 土壤施硒
院金谒等选用新疆白蒜作为研究对象,用亚硒酸钠进行土壤施硒处理,研究大蒜对硒的吸收及不同用量的硒对产量和品质的影响.发现大蒜硒积累的关键时期为鳞茎膨大的第119 天至126 天,硒吸收量最高可达1.4 mg/kg,是对照的100.72 倍; 施硒处理的大蒜产量较对照均有增加,但各处理间未达显著差异水平; 同时, 适量的硒使还原糖含量下降,Vc 及氨基酸各组分含量出现不同程度的提高.综合分析硒对大蒜含硒量、产量、品质的影响及人类食用富硒大蒜的安全性,施硒量以0.45g/m2 为最佳.而在以土壤施硒( 0.1 g/m2 ) 研究大蒜对硒的吸收、转化及硒对大蒜产量的影响的试验中,发现四个大蒜品种富硒能力不同,县大蒜能力最强,随后以叶面施硒和硒浸种两种方式处理应县太蒜,结果随着硒处理浓度的提高,大蒜的产量先升后降.大蒜含硒量随着硒处理浓度的提高而提高,但无机硒转化成有机硒的比率下降.
2.2 叶面施硒
在对叶面施硒对大蒜其他生理生化特性的影响研究中发现,当喷施硒的浓度为500mg/kg 时,其超氧化物歧化酶活性最强,且一定的硒浓度可提高大蒜过氧化氢酶的活性.喷施浓度为500mg/L - 1000 mg/L 的亚硒酸钠溶液,可增加大蒜叶片气孔导度( GS) ,促进CO2同化,降低细胞间隙二氧化碳浓度( Ci) ,提高光合速率( Pn) .蒜头中的维生素C、可溶性糖、可溶性固形物含量显著提高.但喷施浓度过大( 超过1 500mg/L ) 时,不仅效果下降,而且表现出一定的中毒现象.王晋民等以叶面喷施Na2SeO3为方法研究大蒜对硒的吸收、转化和硒对大蒜产量、品质等的影响的试验中,发现喷施浓度为1000mg/kg时,其总硒、有机硒和无机硒含量最高.而大蒜产量在施加浓度为0.5 - 10mg/kg 区间内,含硒量较对照增加,但其后产量降低.此外,硒可促进大蒜对Mg 的吸收,而K、P、Fe 在一定硒浓度( 0.5- 10mg/kg) 下也有不同程度提高,低浓度硒有利于大蒜产量的增加.综合各因素,大蒜叶面积施硒以不超过10mg/kg 为宜.此外,一些高硒含量的复合叶面肥的施加,也可较好地提高大蒜富硒的有效性.张华等使用的富硒剂原液中除了含有硒外,还还有氮、磷、硼、锌等作物营养元素,收获后的大蒜含硒量可达0.130μg/g,比不施硒的含硒量提高了近10 倍; 产量比对照增加1 233 kg/hm2,提高5.5%.东北农业大学园艺试验站采用同时含有天然腐殖酸、锌、硼、钼、锗等构成的“新富硒康”对叶面施硒,大蒜各物候期提前1 ~ 2 天,且株高明显高于对照.
2.3 含硒营养液培养
段咏新等用添加不同浓度的Na2SeO3的Hogland 培养液培养大蒜鳞茎,测试发现,大蒜对硒具有很强的生物富集作用,最高总硒含量可为对照的622 倍,当添加1 mmol/L Na2SeO2时.有机化程度最高达78.24%.此浓度下亦可促进大蒜生长,并能提高大蒜中蛋白质、可溶性糖、DNA、RNA 含量.但此法仅用于实验室内对大蒜进行短期富硒研究,具备一定局限性.上述研究表明,大蒜对硒确实有较高的富集能力,一定浓度的硒还可以优化大蒜的品质和提高产量,过量的硒虽然暂时可以使大蒜硒含量升高,但最终会使产量降低甚至植株中毒.在施加硒元素的同时,施硒的时间、次数及其它肥料的施加同样也必不可少.在以乐都“红皮大蒜”为试材的富硒试验中,喷施时期自大蒜8 片叶始,叶面喷施亚硒酸硒,每20 天1 次,生长期共施2 次.喷施和土施的时候,一定要均匀; 喷施选择晴天上午9 时以前,下午5 时以后使用,喷后遇雨应补喷.基础肥料施加方面,播种前按40000kg/hm2 腐熟猪粪和375kg/hm2 磷酸二铵施入做基肥; 生长期共追肥2次,追施尿素和磷酸二铵各450kg/km2 和375k/km2 .王淑珍等施用氮、磷、钾三元复合肥( N15- P2O515 - KO215) 1 500 kg/hm2 作底肥,追肥施用尿素375 kg/hm2 .以上措施都为大蒜的富硒过程打下了良好的生长基础.
3 问题与展望
据调查,中国成人每日的硒摄入量仅为26.63μg,而中国营养学会和国际硒学会推荐日摄入量为50μg 和60μg.因此,仅靠天然食物中的硒难以满足人体的正常需要,人为干预作物硒富集程度,收获富硒产品,从而以更安全、有效的植物性硒源改善缺硒地区食物链硒水平是目前最有益的补硒途径.大蒜作为一种易富硒的蔬菜,食用部分包括鳞茎( 蒜头) ,蒜苗和蒜薹.目前,硒富集后测定其含量均以鳞茎部分为试材,而其它部分未见报道.但鳞茎部分一般作为佐味材料,无法大量食用,即使含硒量高,对于人体补充硒元素的效果也很小.因此,在下一步的大蒜富硒研究中,可以进一步对富硒蒜苗和蒜薹进行研发; 此外,大蒜还可进行深加工,制备大蒜粉、大蒜片等,也可提取大蒜素、大蒜硒多糖用作医药原料,从而增加人们食用蒜原蔬菜和食品、保健品的机会,增强通过大蒜食用途径给人体补硒的效果.目前,各种施硒的方法均可以显著提高大蒜内硒元素的富集,但综合产量及品质各方面考虑,施硒的浓度不宜过高.另有研究表明,大蒜施加Se - S 组合成分,可以有效提高大蒜的营养品质.笔者认为,不能仅以硒含量多少衡量富硒大蒜的质量.一方面,应加大硒与其它营养元素协同作用对大蒜综合品质影响的研究; 另一方面,具体到土壤 施硒,由于硒肥的用量较大,加之多个大蒜生产季的施加容易导致土壤中硒的积累,使其浓度过高从而产生毒害作用.此外,土壤中硒的含量提高后是否对土壤微环境,特别是对土壤正常菌群产生危害还有待探讨.而叶面喷施和浸种的方法对于硒对生长环境的影响较易控制.加之叶面喷施的过程中还可以配合常规叶面肥,对提高大蒜的产量和品质更为有利.另外,有研究表明,不同大蒜品种富硒能力存在显著差异.因此,在今后的研究中,一方面,要继续建立和优化不同品种大蒜的硒肥施加栽培技术,增强技术推广的有效性.另一方面,在众多的大蒜品种中筛选富硒力强且产量、品质皆优的品种.深入大蒜富硒机理的研究,利用基因工程手段并结合传统育种方法,创新大蒜种质,培育超富硒力大蒜品种.最后,可针对不同品种富硒大蒜研发更丰富的高含硒量大蒜制品.