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恩施地区玉米硒的生物可给性及其健康风险评估

作者:

关键词:

摘要：

硒为稀有分散元素，在地壳中含量很少，而且在土壤中的分布极不均匀。世界上土壤自然含硒量在0.01～2.00 mg/kg之间，一般土壤中硒含量约0.4 mg/kg[1]，可见湖北恩施地区属于中国典型的高硒区。Qin等采集恩施富硒地区农田土壤，硒含量高达5.90～24.3 mg/kg[2]。恩施富硒作物中烟草和茶叶等研究比较多，但是，玉米作为恩施地区栽培面积最大的作物研究得相对较少。Xu等采集了恩施地区烟草叶子，测得其硒含量为0.3～29.3 mg/kg[3]；Dai采集了恩施地区茶叶，测得其硒含量最高可达到7.53 mg/kg[4]。另外，对富硒作物中硒总量研究得比较多，对硒的生物可给性研究得比较少，而硒对人体健康的影响与生物可给性息息相关，且很少有研究关注到作物品种对生物可给性的影响。生物可给性是指食物直接进入人体的消化系统后，人体胃肠道溶解部分所占的比例[5]。Lavu等探究了比利时韭菜和洋麻硒的生物可给性，在胃阶段约为45%，在小肠阶段约为75%，小肠阶段显著比胃阶段要高[6]；Bhatia等研究了印度蘑菇硒小肠阶段的生物可给性，约为57%[5]。本研究首次探讨了玉米品种对硒的生物可给性的影响。

硒过多或过少对人体健康都不利，人体缺硒会导致克山病和大骨节病；硒过量会导致人体脱发、脱甲等硒中毒症状[7-8]。饮食是硒暴露的主要途径，评估其健康风险对于当地人群的健康状况具有十分重要的意义。但是，目前探究食物硒健康风险的研究并不多，而且国内外的研究一般采用食物总硒直接参与计算。然而食物中的硒并不会被人体完全吸收，这样无疑增大了硒中毒的健康风险，所以本研究采用硒的生物可给性参与健康风险评估的计算，旨在为开展富硒玉米的科学种植提供理论支持。

1 样品采集与分析方法

1.1 玉米采集及预处理

样点于2015年8月20日采自湖北省恩施市鱼塘坝、长平、屯堡和红土地区。土壤样品取0～20 cm的耕作层土壤，玉米样品采集于对应的土壤上的玉米籽粒。其中，本研究玉米约4月开始种植，8月成熟，采样时期为玉米的成熟期，采样部位为玉米的果实。土壤样品在室内阴凉处风干、压碎，拣去样品中的碎石、植物残体等杂物，过100目筛，装入聚乙烯塑料袋中备用。玉米样品在实验室内先用自来水冲洗3次，然后用蒸馏水冲洗3次，室温下晾干，用冷冻干燥机烘干，再用植物碎样机粉碎并过100目筛，密封储存于聚乙烯塑料袋中备用。

1.2 样品测试与分析

土壤样品的消解试验开始于2015年8月23日，参考Williams等采用的电热板消解法[9]并稍作改进：称取经风干粉碎过100目筛的样品0.2 g于消解管中，提前称取空的消解管质量，加浓硝酸10 mL、高氯酸2.5 mL，摇匀，放置过夜，次日于低温电热板上加热至冒白烟，蒸至1 mL左右，取下冷却，以Milli-Q超纯水定容至40 mL左右，称质量，样品液经0.22 μm滤膜过滤后待测，同时制作分析空白，每个样品3个平行。

玉米样品的消解参考王欣等采用的微波消解法[10]：称取玉米粉样品0.2 g(过100目)置于微波消解管(提前清洗，烘干)中，加入2 mL浓HNO3、2 mL H2O2，过夜，微波消解；消解结束后，冷却至室温，打开消解罐，样品液转移至40 mL离心管中，并用超纯水洗涤消解罐及盖3次，合并洗涤液，定容并摇匀，称质量，样品液经0.22 μm滤膜过滤后待测。每个样品做3 个平行，同时做空白试验。

土壤和玉米样品都采用ICP-MS(电感耦合等离子体质谱法)进行分析测量，ICP-MS 采用 He 碰撞池模式。其中，土壤的处理过程中加入土壤成分分析标准物质GSS-1和GSS-3，植物的处理过程中加入玉米标准物GBW，根据标准物质与重复样品的测定，数据结果可靠。

土壤有效态的测量试验于2015年8月30日开始，参考Wang等的土壤硒的连续化学浸提五步法[11]，并且针对恩施地区的样品稍作改进。各个形态提取方法如下：(1)水溶态。称取 1.000 g 土壤样品于 10 mL离心管中，加入蒸馏水 10 mL，加盖，平放于振荡器上，室温下振荡 1 h，然后以 4 000 r/min 转速离心30 min，取出上清液，定容至10 mL，检测。(2)可交换态。在上述含有残渣的离心管中，加入 0.1 mol/L KH2PO4-K2HPO4 溶液10 mL，室温下同法振荡 2 h，以 4 000 r/min转速离心30 min，取出上清液，定容至 10 mL，待测。(3)铁锰氧化物和碳酸盐结合态。在(2)含有残渣的离心管中，加入 3 mol/L HCl 10 mL，于 90 ℃的恒温水浴中加热50 min并间歇振荡，然后以 400 r/min转速离心 30 min，取出上清液，定容至500 mL，待测。(4)有机物结合态。在(3)含有残渣的离心管中，加入 0.1 mol/L K2S2O8 10 mL，于 90 ℃恒温水浴中加热 2 h并间歇振荡，然后以 4 000 r/min 转速离心 30 min，取出上清液，定容至500 mL，待测。取出残渣，烘干，重新研磨。以下操作方法同上面土壤总硒含量的测定。

文章来源：《玉米科学》网址: http://www.ymkxzz.cn/qikandaodu/2020/1019/495.html