食品中硒形态的研究进展

打开文本图片集

摘要：介绍了3种硒形态的提取方法，对比了不同提取方法的优缺点。总结了硒形态的6种不同的分离检测技术，包括气相色谱、体积排阻色谱、反相离子对色谱、毛细管电泳、液相色谱-原子荧光光谱、高效液相色谱电感耦合等离子体质谱等，并对今后硒形态的研究进行了展望。

关键词：硒形态;液相色谱-原子荧光光谱;高效液相色谱电感耦合等离子体质谱;食品

中图分类号：TS207.3     文献标志码：A    doi：10.16693/j.cnki.1671-9646（X）.2018.11.019

Research Progress of Selenium Speciation in Foods

WEI Ningguo，HE Chong，FAN Fangfang

（Shaanxi Institute of Supervision & Testing on Product Quality，Xi"an，Shaanxi 710048，China）

Abstract：The extraction methods of selenium speciation were introduced. The advantages and disadvantages of different extraction methods were compared. The techniques of separation and determination of selenium speciation were summarized，including GC，SEC-HPLC，RP-IP-HPLC，CE，LC-AFS，HPLC-ICP-MS，etc. Future research directions on selenium speciation were discussed.

Key words：selenium speciation;LC-AFS;HPLC-ICP-MS;food

硒是一种典型的双功能元素，既是人体必需的微量元素，又具有毒性。硒具有抗癌、抗氧化、增强人体免疫力、拮抗有害重金属等作用，还能调节维生素的吸收和利用、调节蛋白质的合成。人体长期缺硒会导致克山病、大骨节病、糖尿病、心脑血管疾病等多种疾病。硒摄入量超过安全阈值则会对人体造成伤害，发生急性或慢性硒中毒。由此可见，科学、合理地摄入硒元素是至关重要的。但是硒化合物有多种形态，研究发现不同形态硒的功能、生物效应和毒性不同。标准中提到的都是总硒含量。因此，仅仅测定总硒含量是不够的，必须对食品中的硒进行形态分析。

1   硒在自然界的存在形式

硒是一种非金属元素，在自然界以无机硒和有机硒（植物活性硒）2种形式存在。无机硒主要包括硒酸盐（SeO42-）、亚硒酸盐（SeO32-），有着较大的毒性，摄入量过大会引起中毒，对人体健康造成危害。有机硒包括硒蛋白、多糖等大分子硒和硒代胱氨酸（SeCys2）、硒代蛋氨酸（SeMet）、硒甲基硒代半胱氨酸（MeSeCys）、硒代乙硫氨酸（SeEt）等小分子硒化物[1-4]。有机硒的毒性远低于无机硒，生物活性更高，富含营养，有利于人体吸收。

2   硒的现行有效的标准

整理对比硒的标准发现，目前的方法标准大多数集中在总硒含量的测定上。仅有极少数进出口标准（SN/T 4526—2016、SN/T 4060—2014）和地方标准（DB3301/T 117—2007）中提到有机硒的测定。并且有机硒都是通过测定总硒和无机硒，最后差减法获得。SN/T 4060—2014中采用HPLC-ICP-MS测定硒酸和亚硒酸2种无机硒含量。大多数的产品标准中只规定了总硒的限量，富硒茶的硒含量在0.15～ 5.0 mg/kg，粮食及其制品的硒含量基本≤0.30 mg/kg。只有DBS42/002—2014中规定了有机硒含量≥总硒的80%。因此，目前对于有机硒方面的方法标准和产品标准都较少。

市面上的富硒产品越来越多，为了消费者能够吃上真正的富硒食品，享受到硒的保健效果，规范市场，对于硒形态分析标准的研究和制定势在必行。

3   硒形态的提取技术

硒在自然界中含量甚微，存在形式多种多样，而且硒的形态随地域、植被、气候等的不同而差异较大，同时硒形态本身也易变[5]。因此，样品处理过程中要保持样品原有形态不变，选择适合的提取方法是分析硒形态的前提。硒形态的提取技术主要包括酸提取、碱提取和酶提取等。

硒形态提取技术的对比见表1。

不同的提取方法都有各自的优缺点，水提法对水溶性的、非结合蛋白的硒形态提取效率较高，但对以蛋白形式结合的硒，回收率较差;酸提取法有很高的回收率，但酸易使硒形态发生转变;酶提法条件温和，可以减少硒形态之间相互转化，而且对于蛋白硒有很好的提取效果，辅助以超声、振荡、萃取、离心等手段是目前应用最广泛的提取方法。

4   硒形态的分离检测技术

目前对于硒形态的分离检测技术很多，有气相色谱、液相色谱、体积排阻色谱、毛细管电泳、反相离子对色谱等。

4.1   气相色谱

气相色谱（GC）可以直接分离检测易挥发的甲基硒、二甲基硒等硒形态化合物，而对于难挥发的化合物，如硒酸盐、亚硒酸盐和硒代氨基酸等，应先经过衍生化反应（酰化、烷基化）得到易揮发的产物，再通过GC分离检测。一些学者[16-17]采用一些衍生试剂（如异丙醇、七氟丁酸酐、氯甲酸乙酯）将硒形态衍生后采用GC或GC-MS进行测定。处理步骤复杂繁琐，也有硒形态变化的风险。

4.2   体积排阻色谱（凝胶色谱）

体积排阻色谱（SEC-HPLC）能够分析一些高分子化合物。对一些生物大分子（蛋白质）的分离，通常能保持其天然构象和生物活性。但其分辨力较差，许多分子量相近的化合物很难分离[18]。因此目前主要应用于初步筛选分离方面。

4.3   反相离子对色谱

反相离子对色谱（RP-IP-HPLC）能够同时分离带电和不带电化合物，广泛应用含硒化合物的分离。张涛等人[19]用RPLC-ICP-MS法证实了大米中的硒主要为SeCys。Jian Zheng等人[20]用反向离子对色谱和ICP-MS联用分离检测了9种含硒化合物，并且具有较低的方法检出限。

4.4   毛细管电泳

毛细管电泳（CE）是元素形态分析中极具潜力的分离技术，具有分离高、成本低等优点。与GC/HPLC相比，CE无需衍生反应，也不需要固定相，避免了硒形态发生转变的问题。一些学者将CE与ICP-MS联用对食品中的硒形态进行分析[21-22]。

4.5   液相色谱-原子荧光光谱

液相色谱-原子荧光光谱（LC-AFS）法是近几年来发展起来的一种元素形态分析技术。氢化物发生-原子荧光光谱法（HG-AFS）具有灵敏度高、线性范围宽、准确度高、仪器操作方便、检测成本低等优点，被广泛用于硒的测定，更易于普及应用。

液相色谱-原子荧光光谱分离检测硒形态实例见表2。

4.6   高效液相色谱电感耦合等离子体质谱

HPLC-ICP-MS 联用分析技术是以高分离能力的色谱来实现硒形态的分离，以高灵敏度、高选择性的ICP-MS输出信号，而且形态分析时不需要复杂的样品前处理和复杂的接口，与其他分析方法相比，HPLC-ICP-MS联用技术使用的接口简单、分离模式灵活且适用范围广。

液相色谱电感耦合等离子体质谱分离检测硒形态实例见表3。

5   展望

硒的生物活性和毒性與其形态密切相关，仅测定总硒远远不够，建立硒形态的分析方法有着非常重要的意义。由于硒含量低且不稳定，因此硒的形态分析较复杂。这就需要科研工作者从各个方面进行改进，以实现对不同食品中的硒形态进行高效准确的定性定量分析。从目前的国内外研究动态可以看出，色谱分离与光谱检测技术联用是硒形态分析的发展趋势。

参考文献：

[1]程建中，杨萍，桂仁意. 植物硒形态分析的研究综述[J]. 浙江农林大学学报，2012，29（2）：288-295.

[2]Fang Y，Jianchun S，Juan X，et al. Antioxidant activities of crude tea polyphenols， polysaccharides and proteins of selenium-eiched tea and regular green tea[J]. Eur Food Res Technology，2007（5/6）：843-848.

[3]Molan A L，Flanagan J，Wei W，et al. Selenium containing green tea has higher antioxidant and prebiotic activities han regular green tea[J]. Food Chemistry，2009（3）：829-835.

[4]Huseyin K F，Steven S S，Bilal S. The effect of long-term grazing exclosure on rang plants in the central Anatolian Region of Turkey[J]. Environmental Management，2007，39（7）：326-337.

[5]铁梅，方禹之，孙铁彪，等. HPLC-ICP-MS联用技术在富硒金针菇硒的形态分析中的应用[J]. 高等学校化学学报，2007（4）：635-639.

[6]姚晶晶，袁友明，王明锐，等. 高效液相色谱-氢化物发生-原子荧光法测定茶叶中的3种硒形态[J]. 现代农业科技，2015（21）：297-298.

[7]彭炜. 富硒平菇中硒蛋白的提取及特膳食品的开发[D].  贵阳：贵州大学，2016.

[8]田敏爵，李好. 富硒猴头菌中含硒蛋白提取工艺研究[J]. 现代农业科技，2010（19）：320-322.

[9]倪张林，汤富彬，张玮，等.  HPLC-DRC-ICP-MS测定富硒蔬菜中的硒形态[J]. 分析试验室，2013，32（2）：39-43.

[10]吴雅颖，桂仁意，汤鋆，等. HPLC-ICP-MS联用技术测定竹笋中六种硒形态[J]. 营养学报，2014，36（5）：494-498.

[11]熊珺，覃毅磊，龚亮，等. HPLC-ICP-MS在线联用分析食品中无机硒和硒氨基酸的形态[J]. 食品工业科技，2017，38（4）：67-72.

[12]程利增. 茶叶硒蛋白的分离纯化、结构、有机硒形态及其抗氧化活性研究[D]. 上海：上海师范大学，2017.

[13]许月明，周守标，孔娟娟. 富硒黄山贡菊中硒的浸出率及硒形态分析[J]. 绵阳师范学院学报，2017，36（5）：55-57.

[14]李瑶佳. 富硒苦荞植株中硒的形态分析[D]. 成都：成都理工大学，2016.

[15]陈晓霞，邓仕任，夏林波. 富硒丹參中硒氨基酸含量的测定[J]. 信阳师范学院学报（自然科学版），2010，23（1）：141-143.

[16]Lee J，Finley J W，Harnly J M. Effect of selenium fertil-izer on free amino acid composition of broccoli（Brassica ol-eracea Cv. Majestic）determined by gas chromatography with flame ionization and mass selective detection[J]. Journal of Agricultural & Food Chemistry，2005，53（23）：9 105-9 111.

[17]张浩，莫海珍，周全霞，等. 气相色谱串联质谱法测定加工工艺对毛豆硒蛋氨酸含量的影响[J]. 食品科学，2010，31（14）：216-220.

[18]Montes-Bayon M De Nicola K，Caruso J A. Liquid chromatography- inductively coupled plasma mass spectrometry[J]. Journal of Chromatography A，2003（1/2）：457-476.

[19]张涛，吴刚，陈春英，等. 联用技术在植物硒形态分析中的应用[J]. 理化检验（化学分册），2009，45（6）：749-755，760.

[20]Jian Zheng，Yasuyuki Shibata. Determination of selenoamino using two dimensional ion pair reversed phase chromatography with on-line detection by CIP-MS[J]. Talanta，2003（1）：27-36.

[21]Yunqiang Zhao，Jinping Zheng，Mingwei Yang，et al. Speciation analysis of selenium  in rice samples by using capillary electrophoresis-inductively coupled plasma mass spectrumetry[J]. Talanta，2011（3）：983-988.

[22]Michlke B，Schramel  P. Application of capillary zone elec-trophoresis-inductively coupled  plasma mass spectrometry and capillary  isoelectric focusing-inductively coupled plasma mass spectrometry for selenium  Speciation[J]. Chrom-atogr A，1998（1）：71-80.

[23]张硕，弓振斌. 高灵敏度原子荧光光谱系统应用于砷、硒形态分析的研究[J]. 分析测试学报，2014，33（9）：979-985.

[24]韦昌金，刘霁欣，裴晓华. 离子交换色谱-氢化物发生双道原子荧光法同时测定砷和硒形态[J]. 分析化学，2008（8）：1 061-1 065.

[25]谢小雪，叶明德，陈丹飞，等. 离子交换色谱-氢化物发生原子荧光法测定水产品中硒的形态[J]. 分析试验室，2014，33（2）：241-243.

[26]张妮娜，任武洁，刘丽萍，等. 阴离子交换色谱-氢化物发生-原子荧光光谱联用测定片剂类富硒保健品中4种形态硒[J]. 中国食品卫生杂志，2017，29（6）：702-707.

[27]姚真真，哈雪姣，马智宏，等. 高效液相色谱-电感耦合等离子体质谱法检测富硒苹果中5种硒形态[J]. 食品安全质量检测学报，2018（3）：475-480. ◇

推荐访问:研究进展 形态 食品