江福英，張文錦

（福建省農(nóng)業(yè)科學(xué)院茶葉研究所，福建 福安 355015）

茶葉中硒積累的研究進(jìn)展

江福英，張文錦

（福建省農(nóng)業(yè)科學(xué)院茶葉研究所，福建 福安 355015）

硒是人體和動(dòng)物所必需的一種微量元素。茶葉作為一種優(yōu)質(zhì)的硒來(lái)源，對(duì)人體硒的攝入有著重要意義。本文主要從硒的重要性，土壤中硒的含量、形態(tài)和分布，茶葉中硒的含量以及影響茶葉硒積累的因素等4個(gè)方面進(jìn)行了總結(jié)。此外還對(duì)富硒茶今后的研究方向進(jìn)行了展望，以期為開(kāi)發(fā)富硒茶提供參考依據(jù)。

茶葉；硒；積累；形態(tài)

硒是人和動(dòng)物所必需的一種重要微量元素[1]。硒具有特殊的生物效應(yīng)，既是生命所必需的微量元素，又對(duì)生物有毒性，即缺少硒可以引起克山病和大骨節(jié)病，而超過(guò)了一定的閾值又可以引起毒性作用，其缺乏（＜40 μg/d）和毒害劑量（＞400 μg/d）間的差異非常小[2]。土壤中含硒量不足或過(guò)多，將直接影響到植物的生長(zhǎng)狀況和含硒量，又進(jìn)一步通過(guò)食物鏈影響人群健康。因而，硒在土壤—植物—人的食物鏈中的遷移轉(zhuǎn)化研究成為農(nóng)業(yè)科學(xué)、化學(xué)、生物醫(yī)學(xué)、地理學(xué)、環(huán)境科學(xué)等領(lǐng)域及其多個(gè)交叉學(xué)科的研究熱點(diǎn)。富硒茶既具有茶葉中天然有效的防癌成分——茶多酚，又富含微量元素硒，因此富硒茶被認(rèn)為具有有效的抗癌作用。近年來(lái)人們對(duì)茶葉中的硒進(jìn)行了大量的研究，現(xiàn)主要從硒的重要性，土壤中硒的含量、形態(tài)和分布，茶葉中硒的含量以及影響茶葉硒積累的因素等4個(gè)方面進(jìn)行了總結(jié)概述，以期為富硒茶的開(kāi)發(fā)利用提供參考依據(jù)。

1 硒的重要性

1957年Schwarz和Foltz發(fā)現(xiàn)并首先證實(shí)了硒對(duì)于大鼠食餌性肝壞死癥狀具有明顯抑制作用，證明了硒對(duì)動(dòng)物具有營(yíng)養(yǎng)作用[3]，從此人們對(duì)硒的研究從對(duì)動(dòng)物的毒性轉(zhuǎn)向?qū)?dòng)物的營(yíng)養(yǎng)作用。直到1973年，由Flohe和Rotluck兩個(gè)研究小組發(fā)現(xiàn)了硒是人體氧自由基清除酶——谷胱甘肽過(guò)氧化物酶活性位點(diǎn)必要組成成分，并且硒在人體內(nèi)以硒代半肌氨酸（Se-Cys）的形式發(fā)揮生物學(xué)作用[4-5]。自此，確立了硒是人體必需的微量元素地位，世界衛(wèi)生組織（WHO）正式宣布硒是人體必需的微量元素。早在20世紀(jì)70年代，我國(guó)科學(xué)家就首先證實(shí)缺硒是發(fā)生克山病的重要原因[6]，在克山病發(fā)病地區(qū)采用亞硒酸鈉進(jìn)行干預(yù)能取得較好的預(yù)防效果。因而中國(guó)營(yíng)養(yǎng)學(xué)會(huì)于1988年將硒列入每日膳食營(yíng)養(yǎng)元素。近年來(lái)的研究還表明硒具有保護(hù)心肌健康、抗氧化、防衰老、增強(qiáng)人體免疫力、增強(qiáng)生殖能力、重金屬解毒以及防癌、抗癌、治癌等功能[1]，硒的醫(yī)療和保健作用越來(lái)越得到廣泛的實(shí)踐和應(yīng)用。

2 硒在土壤中含量、形態(tài)與分布

硒在世界土壤分布中具有明顯的地帶性差異，絕大多數(shù)的土壤硒含量為0.01～2.0 mg/kg，平均值約為0.4 mg/kg。硒在土壤中含量受到多種因素的影響，比如成土母質(zhì)，成土過(guò)程、土壤質(zhì)地和有機(jī)質(zhì)以及人為因素比如施肥等[7]。根據(jù)土壤硒含量可將全球土壤分為低硒土壤和高硒土壤。高硒土壤主要分布在美國(guó)的中西部、加拿大、委內(nèi)瑞拉、印度及中國(guó)的陜西紫陽(yáng)和湖北恩施等部分地區(qū)。全球大部分地區(qū)環(huán)境中硒含量處于偏低水平，有24個(gè)國(guó)家處于低硒地帶，世界環(huán)境低硒帶內(nèi)土壤含硒量平均為0.15 mg/kg[8]。 我國(guó)土壤（A）層硒值范圍在0.006～9.13 mg/kg，95%范圍在0.047～0.993 mg/kg之間，算術(shù)平均值0.290±0.255 mg/kg[9]。我國(guó)約占總面積72%的地區(qū)土壤處于不同程度缺硒狀態(tài)，其中約有30%缺硒較為嚴(yán)重，從東北的黑龍江省到云南省的西南部存在一條明顯的缺硒地帶[10]。植物硒被認(rèn)為是人體攝入硒的主要來(lái)源，是決定食物鏈硒水平的重要環(huán)節(jié)，而土壤含硒水平低下或者硒的有效性低均可導(dǎo)致植物硒含量偏低。在當(dāng)今社會(huì)，隨著物質(zhì)生活水平的不斷提高，人們?cè)絹?lái)越關(guān)注自身的飲食健康，通過(guò)提高日常飲食中的硒的攝入量來(lái)補(bǔ)充人體所需的曬含量是一種安全可行的途徑，因而有關(guān)如何提高作物中硒的含量的研究受到越來(lái)越多的關(guān)注。

硒（Se）位于元素周期表第四周期VIA族，自然界中存在的價(jià)態(tài)有－2、0、＋2、＋4和＋6。硒是分散的稀有元素，通常以硒化物的形式作為雜質(zhì)存在于金屬硫化礦中。硒在土壤中以硒酸鹽、亞硒酸鹽、元素硒、有機(jī)硒以及氣態(tài)硒等多種形式組成[11]。土壤的pH-Eh對(duì)硒形態(tài)影響較大，在堿性和通氣良好的土壤中（pe+Ph＞15），硒主要以硒酸鹽的形式存在；而在淹水的弱酸性土壤中（7.5＜pe+Ph＜15），硒則以亞硒酸鹽的形式存在；在還原性很強(qiáng)的土壤中（pe+Ph＜7.5），硒化物占主導(dǎo)地位[12]。土壤中硒的生物有效性在更大程度上取決于其存在的化學(xué)形態(tài)和價(jià)態(tài)，各形態(tài)和價(jià)態(tài)硒之間的相互轉(zhuǎn)化，以及土壤—植物系統(tǒng)中硒的遷移轉(zhuǎn)化方式等。不同形態(tài)硒的有效性不同，硒酸鹽易溶于水，因而植物有效性最高，但是也最容易淋溶；亞硒酸鹽雖易溶于水，但亞硒酸鹽的生物有效性相對(duì)較低，這主要是由于土壤中鐵氧化物對(duì)亞硒酸鹽強(qiáng)烈的吸附所導(dǎo)致的[13]；硒化物難溶于水，植物難以吸收利用；有機(jī)硒如硒代半胱氨酸（selenocystein，SeCys）和硒代甲硫氨酸（selenomethinione，SeMet）的生物有效性比較高。李輝勇等[14]研究了在紫潮泥和紅黃泥中不同Eh和pH對(duì)土壤Se（Ⅵ）價(jià)態(tài)轉(zhuǎn)化的影響，發(fā)現(xiàn)：隨著土壤溶液Eh降低，Se（Ⅵ）逐漸向有機(jī)硒、Se（Ⅳ）轉(zhuǎn)化。Kikkert和Berkelaar[15]在水培條件下測(cè)定了小麥和油菜對(duì)硒酸鹽、亞硒酸鹽、SeCys、SeMet等四種形態(tài)硒的吸收速率，發(fā)現(xiàn)有機(jī)硒的吸收速率顯著高于無(wú)機(jī)硒。黃青青等[16]通過(guò)土培試驗(yàn)研究了紅壤、黑土和灰鈣土這3種土壤施用不同價(jià)態(tài)硒肥（Na2SeO3或Na2SeO4）對(duì)水稻地上部硒含量的變化，發(fā)現(xiàn)3種土壤上Se4+硒肥處理的水稻幼苗地上部硒含量高于Se6+硒肥處理。此外，微生物在土壤硒遷移、轉(zhuǎn)化以及植物硒吸收的過(guò)程中也扮演著重要的角色。土壤微生物可以產(chǎn)生揮發(fā)性硒，降解根際有機(jī)硒以及還原亞硒酸產(chǎn)生元素硒等功能，從而能夠改變土壤硒的濃度和形態(tài)[17]。由于土壤硒分布和生物有效性的差異，不同地區(qū)生產(chǎn)的植物硒含量差異很大。研究硒在土壤—植物系統(tǒng)中的循環(huán)途徑、土壤硒的生物有效性的影響因素以及增加植物中硒含量的農(nóng)藝調(diào)控措施，引起國(guó)內(nèi)外學(xué)術(shù)界的普遍關(guān)注。

3 硒在茶葉中的含量

食物是人體硒元素的主要來(lái)源，通過(guò)植物生產(chǎn)將土壤硒轉(zhuǎn)化為食物硒，提高食物鏈硒水平是預(yù)防硒缺乏和調(diào)控硒營(yíng)養(yǎng)的有效途徑。植物富硒能力主要取決于植物的遺傳基因，不同植物種類(lèi)和同類(lèi)植物不同器官呈現(xiàn)較大差異，非硒積累類(lèi)型的作物如大部分栽培植物和禾本科植物，其硒含量一般小于1 μg/g。而富曬作物可通過(guò)富集和轉(zhuǎn)化作用，把非生物活性和毒性高的無(wú)機(jī)硒轉(zhuǎn)化為安全有效、毒性低的有機(jī)硒[18]，而茶樹(shù)正是這樣一種富集硒元素能力很強(qiáng)的植物。中國(guó)的茶葉基本都含有硒，含量在0.017～6.590 mg/kg之間，較玉米、白菜、生菜、西紅柿、土豆、橘子、蘋(píng)果、大米、小麥等農(nóng)產(chǎn)品，茶樹(shù)硒含量要高的多，且茶樹(shù)的利用部位——葉片是硒積累的主要器官[19]。有機(jī)態(tài)是硒在茶葉中存在的主要形態(tài)，杜琪珍等[20]采用75Se同位素示蹤技術(shù)研究了茶葉中硒的形態(tài)分布，發(fā)現(xiàn)茶葉中約80%的硒屬于硒蛋白質(zhì)，除了少量與色素、多酚、核酸和果膠呈結(jié)合狀態(tài)外，絕大部分的硒蛋白呈游離狀態(tài)；鐘顏麟等[21]采用DNA熒光法研究發(fā)現(xiàn)，茶葉中蛋白質(zhì)硒占硒總量79.25%，其中水溶性蛋白硒占2.59%；茶多酚、多糖及果膠組分硒含量分別為1.22 %和0.88%，無(wú)機(jī)硒為8%，所以茶葉可以作為人體硒攝入的重要途徑，是理想的天然硒源。中華人民共和國(guó)農(nóng)業(yè)部于2002年正式頒布中國(guó)富硒茶行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，設(shè)定富硒茶含硒量為0.25～4.00 mg/kg（NY/T600-2002，富硒茶），開(kāi)發(fā)富硒茶能夠很好為人體提供優(yōu)質(zhì)的硒源。

4 影響茶葉硒含量和分布的因素

影響茶葉硒含量的因素很多，主要有以下幾個(gè)方面的因素：（1）茶樹(shù)的品種；（2）茶樹(shù)的部位；（3）采摘的季節(jié)；（4）土壤類(lèi)型；（5）施肥方式；（6）加工工藝。其中茶樹(shù)品種、茶樹(shù)部位、土壤類(lèi)型和施肥方式是影響茶葉硒含量的最主要因素。

4.1 茶樹(shù)品種

茶樹(shù)品種對(duì)茶樹(shù)富集硒元素的能力影響很大，在相似的土壤條件和栽培措施下，不同茶樹(shù)品種對(duì)硒的累積能力差異很大。顧謙等[22]研究發(fā)現(xiàn)茶樹(shù)品種富硒能力差異顯著，葉片硒含量最大差異達(dá)10倍以上。王雅玲等[23]對(duì)安徽休寧地區(qū)不同茶樹(shù)品種體內(nèi)硒含量分布特征分析認(rèn)為，硒由茶樹(shù)地下部向地上部運(yùn)輸過(guò)程和在茶葉中的富集受到茶樹(shù)基因型的控制，茗州21、安徽1號(hào)和勁峰3個(gè)茶樹(shù)品種春茶的葉/根硒含量比大于2，為富硒品種；安徽3號(hào)、龍井43、茗州12、迎霜等5個(gè)品種的比值介于1～2，為中等富硒品種；而福鼎大白、上梅州和安徽7號(hào)小于1，為非富硒品種。沙濟(jì)琴等[24]研究了福建閩南、閩北和閩東三大茶區(qū)茶葉鮮葉中的硒含量發(fā)現(xiàn)，在同一立地條件下不同基因型茶樹(shù)的鮮葉硒含量相差近4倍，而茶葉加工過(guò)程中硒的含量沒(méi)有發(fā)生明顯變化，變幅僅為±1%，說(shuō)明決定成茶中的硒含量為鮮葉中硒的含量。由此可見(jiàn)，在相同的土壤和栽培條件以及采摘標(biāo)準(zhǔn)情況下，不同的茶樹(shù)品種決定了茶葉鮮葉中硒的含量，這主要與不同茶樹(shù)品種與富硒相關(guān)的遺傳特性不同造成的。

4.2 茶樹(shù)部位

茶樹(shù)不同部位、不同器官富集硒的能力不同，不同部位、不同器官硒含量差異較大。從茶樹(shù)的整體來(lái)看，嫩葉、嫩枝、根系、種子中的含硒量較低；而老葉、老枝、果殼的含硒量較高；葉片含硒量高于枝干；果殼含硒量高于種子；地上部含硒量高于地下部。杜琪珍等[25]通過(guò)75Se同位素示蹤技術(shù)研究發(fā)現(xiàn)，無(wú)機(jī)硒及小分子有機(jī)硒是硒在茶樹(shù)體內(nèi)的主要轉(zhuǎn)運(yùn)方式，茶樹(shù)不同器官硒含量水平主要決定于各器官接受硒營(yíng)養(yǎng)時(shí)的生理活性，同時(shí)與累積時(shí)間有一定的關(guān)系。顧謙等[22]研究發(fā)現(xiàn)，茶樹(shù)的不同器官均含有硒元素，其中葉片是茶樹(shù)硒富集的主要器官，硒含量隨著葉片嫩度的下降而升高，老葉中的硒含量是嫩葉的3倍以上。這主要是由于茶葉中的硒主要是蛋白質(zhì)結(jié)合態(tài)，隨著老葉的成熟，逐漸形成的大分子的蛋白質(zhì)結(jié)合態(tài)硒流動(dòng)性變小，從而在茶樹(shù)老葉中累積較高。但也有調(diào)查研究發(fā)現(xiàn)不同葉位硒含量分布規(guī)律表現(xiàn)為1～2葉＞3～4葉＞成熟葉[26]，這可能與葉片形成時(shí)硒營(yíng)養(yǎng)的供應(yīng)有關(guān)系，也為采用外源硒肥開(kāi)發(fā)富硒茶提供了可能。

4.3 土壤類(lèi)型

土壤硒素供應(yīng)是影響茶樹(shù)硒吸收和累積的主要因素。我國(guó)土壤高硒地區(qū)主要有湖北恩施、陜西紫陽(yáng)、貴州開(kāi)陽(yáng)、四川萬(wàn)源以及江西豐城等地，是我國(guó)富硒茶的主要生產(chǎn)地，而其他地方茶葉硒含量一般較低。這主要是由于我國(guó)富硒巖層出現(xiàn)在古生代二疊紀(jì)硅質(zhì)頁(yè)巖、含炭硅質(zhì)頁(yè)巖（如湖北省恩施、鶴峰、宣恩、咸豐等縣）和寒武—奧陶紀(jì)硅質(zhì)頁(yè)巖、含炭硅質(zhì)頁(yè)巖等巖層帶（如陜西省紫陽(yáng)等地）[27]。湖北省恩施土家族苗族自治州是我國(guó)最大的高硒區(qū)，土壤含硒量達(dá)到20～30 mg/kg，最高40 mg/kg，其生產(chǎn)的茶葉硒含量為其他地區(qū)的9～30倍[28]。陜西省紫陽(yáng)縣土壤硒含量為0.209～26.35 mg/kg，生產(chǎn)的茶葉硒含量為0.122～3.854 mg/kg，比國(guó)內(nèi)其他地區(qū)茶葉硒含量高4.5～19倍[29]。沙濟(jì)琴等[24]在閩東、閩南、閩北三茶區(qū)進(jìn)行的研究發(fā)現(xiàn)，不同類(lèi)型土壤的有效態(tài)硒含量大小順序?yàn)椋捍u紅壤性紅壤＞紅黃壤＞紅壤、酸性紫色土，而在不同類(lèi)型土壤上栽培的茶樹(shù)的鮮葉含硒量差異顯著，且大小順序與土壤有效態(tài)硒含量順序一致。同時(shí)研究還發(fā)現(xiàn)，同在閩北茶區(qū)，三種地貌、土壤類(lèi)型上的土壤有效態(tài)硒含量以二級(jí)基座階地的紅黃壤最高，一級(jí)沖積階地的潮土最低。因此，生產(chǎn)天然富硒茶的最經(jīng)濟(jì)、可行的方法應(yīng)為選取適宜的富硒土壤，富硒能力強(qiáng)的茶樹(shù)品種來(lái)進(jìn)行種植生產(chǎn)。

4.4 施肥方式

施加硒肥是增加茶葉硒含量的有效手段，目前主要的施肥方式為土壤施加硒肥和葉面噴施硒肥。根是植物累積硒的主要部位，硒酸鹽可以通過(guò)硫酸鹽轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白吸收進(jìn)入植物體內(nèi)[30]，亞硒酸鹽在pH偏酸的土壤以及還原性較強(qiáng)的土壤中存在，其吸收的途徑比較復(fù)雜，可以通過(guò)水通道蛋白和磷酸鹽轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白吸收[31-32]。無(wú)機(jī)硒被植物吸收后，通過(guò)木質(zhì)部從植物根部轉(zhuǎn)運(yùn)到地上部，其轉(zhuǎn)運(yùn)過(guò)程與外界供硒的形態(tài)有關(guān)。如果為植物供給硒酸鹽，硒極容易被吸收并轉(zhuǎn)運(yùn)到地上部分，硒酸鹽是木質(zhì)部傷流液中硒的主要存在狀態(tài)。相反，如果供給亞硒酸鹽，則大部分硒在植物根部直接轉(zhuǎn)化，木質(zhì)部只能檢測(cè)到微量的亞硒酸鹽[33]。秦冰等[34]通過(guò)土施亞硒酸鈉.25～0.5 mg/kg后，茶樹(shù)葉中硒代氨基酸的含量先增加后降低，在施后6個(gè)月后采摘較佳，茶樹(shù)葉中總的硒代氨基酸的含量為293.9～471.7 μg/g。唐顥等[35]以硒光合菌肥（含硒0.156 mg/mL）為硒源通過(guò)葉面和根際追肥研究了施肥對(duì)茶葉硒含量的影響，結(jié)果表明施硒濃度與茶葉硒含量呈顯著正相關(guān)，但是濃度過(guò)高會(huì)影響茶樹(shù)對(duì)硒的吸收。施硒肥10 d后，葉施處理茶葉的硒含量為0.157～0.389 mg/kg，根部處理茶葉硒含量為0.075～0.174 mg/kg，分別為對(duì)照的1.96～4.86倍和0.94～2.18倍，葉施的富硒效率要優(yōu)于根施。此外，吳志丹等[36]研究還表明，噴施有機(jī)硒后茶葉硒含量可達(dá)到富硒茶標(biāo)準(zhǔn)。雖然已經(jīng)有很多研究對(duì)提高茶葉硒含量做了很多的研究，但是仍然有很多問(wèn)題需要進(jìn)一步的研究。首先是不同品種的茶樹(shù)特別是烏龍茶茶樹(shù)的富硒特性以及硒在茶樹(shù)體內(nèi)的具體轉(zhuǎn)運(yùn)和積累規(guī)律等還缺乏系統(tǒng)性研究，而且大量的研究只是分析硒的總量，很少有研究對(duì)茶樹(shù)體內(nèi)硒的形態(tài)以及硒在葉片中的分布進(jìn)行分析。

5 研究展望

盡管目前已經(jīng)對(duì)硒在茶葉中的積累進(jìn)行了大量的研究，但是還有很多問(wèn)題值得研究。首先，目前的富硒茶的開(kāi)發(fā)主要是通過(guò)施加外源硒肥來(lái)實(shí)現(xiàn)的，而對(duì)于富硒土壤中富硒的開(kāi)發(fā)研究還比較少，如何提高富硒土壤中硒的生物有效性和提高茶葉中有機(jī)硒含量還有待于進(jìn)一步的研究。第二，對(duì)于硒在不同茶樹(shù)品種體內(nèi)的吸收、積累、轉(zhuǎn)運(yùn)和代謝途徑還不很清楚。對(duì)于茶樹(shù)的硒生理和遺傳特性研究較少，需要進(jìn)一步研究不同茶樹(shù)品種對(duì)硒的積累特性，以便為富硒茶的開(kāi)發(fā)利用提供優(yōu)異的種質(zhì)資源。第三，硒和其他營(yíng)養(yǎng)元素之間的交互作用尚未明確，如何通過(guò)土壤管理和施肥手段來(lái)調(diào)控硒的積累還需要進(jìn)一步的研究。

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Progresses and Perspectives of Selenium Accumulation in Tea

JIANG Fu-ying，ZHANG Wen-jin
（Tea Research Institute，F(xiàn)ujian Academy of Agricultural Sciences，F(xiàn)u’an，F(xiàn)ujian 355015，China）

Selenium is an essential trace element for human body and animal. Tea, as a kind of high-quality selenium source, was great significant to the intake of selenium in human body. The four aspects were summarized in the paper such as the importance of selenium, the content, morphology and distribution of selenium in soil, the selenium content in tea and the effect of selenium accumulation in tea. In addition, the future research directions of Se enriched tea were forecasted in the paper so as to provide references for the development of Se enriched tea.

tea, selenium, accumulation, morphology

福建省農(nóng)業(yè)科學(xué)院農(nóng)業(yè)科技創(chuàng)新團(tuán)隊(duì)（CXTD-1-02；CXTD-1-05）。

江福英（1975-），女，副研究員，研究方向?yàn)椴铇?shù)栽培與環(huán)境生態(tài)。E-mail: jfy98@sina.com